Парникови газове. Как да намалим емисиите на парникови газове. Човешки дейности и емисии на парникови газове

Парниковият газ е газ, който е прозрачен, което го прави невидим и има висока степен на абсорбция в инфрачервеното. Освобождаването на такива вещества в околната среда причинява парников ефект.

Откъде идват парниковите газове?

Парниковите газове присъстват в атмосферите на всички планети в Слънчевата система. Високата концентрация на тези вещества причинява появата на едноименния феномен. Става дума за парниковия ефект. Първо, нека поговорим за неговата положителна страна. Благодарение на това явление на Земята се поддържа оптимална температура за възникване и поддържане на различни форми на живот. Когато обаче концентрацията на парникови газове е твърде висока, можем да говорим за сериозен екологичен проблем.

Първоначално парниковите газове са били причинени от естествени процеси. И така, първите от тях са се образували в резултат на нагряването на Земята от слънчевите лъчи. По този начин част от топлинната енергия не отива в космоса, а се отразява от газове. Резултатът беше ефект на нагряване, подобен на този в оранжериите.

В този момент, когато климатът на Земята тепърва се формираше, значителна част от парниковите газове се произвеждаха от вулканите. По това време водна пара и въглероден диоксид в големи количества навлизат в атмосферата и се концентрират в нея. Тогава парниковият ефект беше толкова силен, че океаните буквално кипяха. И едва с появата на зелената биосфера (растения) на планетата ситуацията се стабилизира.

Днес проблемът с парниковия ефект е особено актуален. До голяма степен се дължи на развитието на индустрията, както и на безотговорното отношение към природните ресурси. Колкото и да е странно, не само промишленото производство причинява влошаване на околната среда. Дори такава на пръв поглед безобидна индустрия като селското стопанство също е опасност. Най-разрушително е животновъдството (а именно отпадните продукти от едрия добитък), както и използването на химически торове. Отглеждането на ориз също се отразява неблагоприятно на атмосферата.

водна пара

Водната пара е естествено срещащ се парников газ. Въпреки факта, че изглежда безвреден, той е отговорен за 60% от парниковия ефект, който е причина за глобалното затопляне. Като се има предвид, че температурата на въздуха непрекъснато се повишава, стойността на концентрацията на водна пара във въздуха става все по-висока и следователно има основание да се говори за затворен кръг.

Положителната страна на изпаряването на водата може да се счита за така наречения антипарников ефект. Това явление се състои в образуването на значителна маса от облаци. Те от своя страна до известна степен предпазват атмосферата от прегряване от слънчева светлина. Поддържа се известен баланс.

Въглероден двуокис

Въглеродният диоксид е един от най-разпространените парникови газове в атмосферата. Негов източник могат да бъдат вулканичните емисии, както и жизненият процес на биосферата (и особено на човека). Разбира се, част от въглеродния диоксид се абсорбира от растенията. Въпреки това, поради процеса на гниене, те отделят подобно количество от това вещество. Учените твърдят, че последващото увеличаване на концентрацията на газ в атмосферата може да доведе до катастрофални последици и затова непрекъснато се провеждат изследвания за начини за пречистване на въздуха.

метан

Метанът е парников газ, който живее в атмосферата около 10 години. Като се има предвид, че този период е сравнително кратък, това вещество има най-голям потенциал да обърне последиците от глобалното затопляне. Въпреки това парниковият потенциал на метана е повече от 25 пъти по-опасен от въглеродния диоксид.

Източникът на парникови газове (ако говорим за метан) са отпадните продукти от животновъдството, отглеждането на ориз и процеса на горене. Най-високата концентрация на това вещество се наблюдава през първото хилядолетие, когато земеделието и животновъдството са основни дейности. До 1700 г. тази цифра е намаляла значително. През последните няколко века концентрацията на метан отново започна да се увеличава, което е свързано с голямо количество изгорено гориво, както и с развитието на находища на въглища. В момента в атмосферата има рекордно количество метан. През последното десетилетие обаче темпът на растеж на този показател леко се забави.

озон

Без такъв газ като озон животът на Земята би бил невъзможен, защото той действа като бариера срещу агресивната слънчева светлина. Но само стратосферният газ изпълнява защитна функция. Ако говорим за тропосферата, тогава тя е отровна. Ако вземем предвид този парников газ по отношение на въглеродния диоксид, тогава той представлява 25% от ефекта на глобалното затопляне.

Животът на вредния озон е около 22 дни. Той се отстранява от атмосферата, като се свързва в почвата и след това се разгражда от ултравиолетова светлина. Отбелязва се, че съдържанието на озон може да варира значително географски.

Азотен оксид

Около 40% от азотния оксид навлиза в атмосферата поради използването на торове и развитието на химическата индустрия. Най-голямо количество от този газ се произвежда в тропическите райони. Тук се отделя до 70% от веществото.

Нова газ?

Канадски учени наскоро обявиха, че са открили нов парников газ. Името му е перфлуоротрибутиламин. От средата на ХХ век се използва в областта на електротехниката. Това вещество не се среща в природата. Учените са открили, че PFTBA затопля атмосферата 7000 пъти повече от въглеродния диоксид. Въпреки това, в момента концентрацията на това вещество е незначителна и не представлява заплаха за околната среда.

В момента задачата на изследователите е да контролират количеството на този газ в атмосферата. Ако се забележи увеличение на индикатора, това може да доведе до значителна промяна в климатичните условия и радиационния фон. Към момента няма причина да се предприемат каквито и да било мерки за реорганизация на производствения процес.

Малко за парниковия ефект

За да оценим напълно разрушителната сила на парниковия ефект, си струва да обърнем внимание на планетата Венера. Поради факта, че атмосферата му е почти изцяло съставена от въглероден диоксид, температурата на въздуха на повърхността достига 500 градуса. Предвид емисиите на парникови газове в земната атмосфера, учените не изключват подобно развитие на събитията в бъдеще. в същото време планетата до голяма степен се спасява от океаните, които допринасят за частичното пречистване на въздуха.

Парниковите газове образуват вид бариера, която нарушава циркулацията на топлината в атмосферата. Това е причината за парниковия ефект. Това явление е придружено от значително повишаване на средната годишна температура на въздуха, както и от увеличаване на природните бедствия (особено в крайбрежните зони). Това е изпълнено с изчезването на много видове животни и растения. В момента ситуацията е толкова сериозна, че вече не е възможно напълно да се реши проблемът с парниковия ефект. Въпреки това, все още е възможно да се контролира този процес и да се смекчат последствията от него.

Възможни последици

Парниковите газове в атмосферата са основната причина за изменението на климата към затопляне. Последствията могат да бъдат както следва:

• Увеличаване на влажността на климата поради увеличаване на валежите. Това обаче важи само за онези региони, които вече постоянно страдат от необичайни валежи и снеговалежи. А в сухите региони ситуацията ще стане още по-плачевна, което ще доведе до недостиг на питейна вода.
• Покачване на морското равнище. Това може да доведе до наводняване на част от териториите на островните и крайбрежните държави.
• Изчезване на до 40% от растителните и животинските видове. Това е пряка последица от промяната и растежа на местообитанията.
• Намаляване на площта на ледниците, както и топенето на снега по планинските върхове. Това е опасно не само по отношение на изчезването на видове от флората и фауната, но и по отношение на лавини, кални потоци и свлачища.
• Намалена селскостопанска производителност в сухите страни. Там, където условията могат да се считат за умерени, има възможност за увеличаване на реколтата, но това няма да спаси населението от глад.
• Липса на питейна вода, което е свързано с пресъхване на подземни източници. Това явление може да бъде свързано не само с прегряването на Земята, но и с топенето на ледниците.
• Влошаване на човешкото здраве. Това се дължи не само на влошаване на качеството на въздуха и повишена радиация, но и на намаляване на количеството храна.

Намаляване на емисиите на парникови газове

Не е тайна, че състоянието на екологията на Земята се влошава всяка година. Изчисляването на парниковите газове води до разочароващи заключения и следователно приемането на мерки за намаляване на количеството емисии става актуално. Това може да се постигне по следния начин:

• повишаване на ефективността на производството с цел намаляване на количеството използвани енергийни ресурси;
• опазване и увеличаване на броя на растенията, които действат като поглъщатели на парникови газове (рационализация на управлението на горите);
• насърчаване и подпомагане развитието на форми на земеделие, които не увреждат околната среда;
• разработване на финансови стимули, както и намаляване на данъците за предприятия, които работят в съответствие с концепцията за екологична отговорност;
• предприемане на мерки за намаляване на емисиите на парникови газове от превозните средства;
• увеличаване на санкциите за замърсяване на околната среда.

Изчисляване на парникови газове

Всички стопански субекти са длъжни редовно да изчисляват щетите, причинени на околната среда и да подават отчетна документация на съответните органи. По този начин количественото определяне на емисиите на парникови газове се извършва, както следва:

• идентифициране на количеството гориво, което се изгаря през годината;
• умножаване на получения показател по емисионния фактор за всеки вид газ;
• количеството емисии на всяко вещество се превръща в еквивалент на въглероден диоксид.

Източници на емисии, свързани с изгарянето на гориво

Развитието на научно-техническия прогрес, разбира се, улеснява живота на човек, но причинява непоправима вреда на околната среда. Голяма част от това е свързано с разхода на гориво. В тази връзка източниците на парникови газове могат да бъдат следните:

• Енергийна индустрия. Това включва електроцентрали, които доставят ресурси на промишлени предприятия и жилищни съоръжения.
• Промишленост и строителство. Тази категория включва предприятия от всички индустрии. Отчитането се извършва за горивото, използвано в производствения процес, както и за спомагателните нужди.
• Транспорт. Вредните вещества се отделят в атмосферата не само от автомобили, но и от въздушни превозни средства, влакове, воден транспорт и тръбопроводи. Отчита се само горивото, използвано за директно движение на стоки или пътници. Разходите за енергия за вътрешния икономически транспорт не са включени тук.
• Комунален сектор. Това е секторът на услугите и жилищно-комуналните услуги. Важно е количеството гориво, което е изразходвано за осигуряване на крайния разход на енергия.

Проблемът с парниковите газове в Русия

Масата на емисиите на парникови газове в Русия се увеличава всяка година. Ако разгледаме структурата на замърсяването по сектори, картината ще бъде следната:

• енергетика - 71%;
• добив на гориво - 16 %;
• промишлено производство и строителство - 13%.

Така приоритетна посока в работата по намаляване на емисиите на вредни газове в атмосферата е именно енергетиката. Показателят за използване на ресурсите от местните потребители е повече от 2 пъти по-висок от световния и 3 пъти по-висок от европейския. Потенциалът за намаляване на потреблението на енергия е до 47%.

Заключение

Замърсяването с парникови газове е глобален проблем и се разглежда на най-високо международно ниво. Това обаче важи за всеки един човек. Следователно трябва да има чувство за лична отговорност за състоянието на околната среда. Минималният принос на всеки човек е засаждането на зелени площи, спазването на правилата за пожарна безопасност в горите, както и използването на безопасни продукти и стоки в ежедневието. Ако говорим за бъдещето, можем да говорим за преминаване към електрически превозни средства и безопасно отопление на жилищни сгради. Пропагандистските и образователните дейности са призвани да дадат огромен принос за опазването на околната среда.

Парникови газове

Парниковите газове са газове, за които се смята, че причиняват глобалния парников ефект.

Основните парникови газове, в реда на тяхното очаквано въздействие върху топлинния баланс на Земята, са водна пара, въглероден диоксид, метан, озон, халогеновъглеводороди и азотен оксид.

водна пара

Водната пара е основният природен парников газ, отговорен за повече от 60% от ефекта. Прякото антропогенно въздействие върху този източник е незначително. В същото време повишаването на температурата на Земята, причинено от други фактори, увеличава изпарението и общата концентрация на водни пари в атмосферата при практически постоянна относителна влажност, което от своя страна увеличава парниковия ефект. По този начин има някои положителни отзиви.

метан

Гигантско изпускане на метан, натрупан под морското дъно, затопли Земята със 7 градуса по Целзий преди 55 милиона години.

Същото може да се случи и сега – това предположение потвърдиха изследователи от НАСА. Използвайки компютърни симулации на древния климат, те се опитаха да разберат по-добре ролята на метана в изменението на климата. Повечето изследвания върху парниковия ефект сега се фокусират върху ролята на въглеродния диоксид в този ефект, въпреки че потенциалът на метана да задържа топлина в атмосферата надвишава този на въглеродния диоксид с 20 пъти.

Разнообразие от домакински уреди, работещи с газ, допринасят за увеличаването на метана в атмосферата

През последните 200 години атмосферният метан се е увеличил повече от два пъти поради разлагането на органични остатъци в блатата и влажните низини, както и течове от изкуствени обекти: газопроводи, въглищни мини, в резултат на повишено напояване и газови емисии от добитък. Но има и друг източник на метан - разлагащи се органични остатъци в океанските седименти, запазени в замръзнала форма под морското дъно.

Обикновено ниските температури и високото налягане поддържат метана под океана стабилен, но това не винаги е било така. По време на периоди на глобално затопляне, като късния палеоценски топлинен максимум, настъпил преди 55 милиона години и продължил 100 хиляди години, движението на литосферните плочи, по-специално Индийския субконтинент, доведе до спад на налягането върху морското дъно и може да причини голямо отделяне на метан. Тъй като атмосферата и океанът започнаха да се затоплят, емисиите на метан може да се увеличат. Някои учени смятат, че сегашното глобално затопляне може да доведе до развитие на събитията по същия сценарий – ако океанът се затопли значително.

Когато метанът навлезе в атмосферата, той реагира с кислород и водородни молекули, за да образува въглероден диоксид и водна пара, като и двете имат потенциал да предизвикат парников ефект. Според предишни прогнози целият излъчен метан ще се превърне във въглероден диоксид и вода след около 10 години. Ако е така, тогава увеличаването на концентрацията на въглероден диоксид ще бъде основната причина за затоплянето на планетата. Опитите да се потвърди разсъжденията с препратки към миналото обаче бяха неуспешни - не бяха открити следи от повишаване на концентрацията на въглероден диоксид преди 55 милиона години.

Моделите, използвани в новото изследване, показаха, че когато нивото на метан в атмосферата се повиши рязко, съдържанието на кислород и водород, реагиращи с метана, намалява (до прекратяване на реакцията), а останалата част от метан остава във въздуха в продължение на стотици години, само по себе си се превръща в причина за глобалното затопляне. И тези стотици години са достатъчни, за да се затопли атмосферата, да се стопят ледовете в океаните и да се промени цялата климатична система.

Основните антропогенни източници на метан са храносмилателната ферментация на добитъка, отглеждането на ориз, изгарянето на биомаса (включително обезлесяването). Както показват последните проучвания, бързото увеличаване на концентрацията на метан в атмосферата е настъпило през първото хилядолетие на нашата ера (вероятно в резултат на разширяването на селскостопанското производство и пастирството и изгарянето на горите). Между 1000 и 1700 г. концентрациите на метан спаднаха с 40%, но започнаха да се покачват отново през последните векове (вероятно в резултат на увеличаването на обработваемата земя и пасища и изгарянето на гори, използването на дърва за отопление, увеличаването на брой добитък, количество отпадни води, отглеждане на ориз). Течовете от разработването на находища на каменни въглища и природен газ, както и емисиите на метан в състава на биогаз, генериран от депата, имат известен принос за доставката на метан.

Въглероден двуокис

Източници на въглероден диоксид в земната атмосфера са вулканичните емисии, жизнената дейност на организмите и човешката дейност. Антропогенните източници са изгарянето на изкопаеми горива, изгарянето на биомаса (включително обезлесяването), някои промишлени процеси (напр. производство на цимент). Растенията са основните консуматори на въглероден диоксид. Обикновено биоценозата абсорбира приблизително същото количество въглероден диоксид, колкото произвежда (включително поради разпадането на биомасата).

Влияние на въглеродния диоксид върху интензивността на парниковия ефект.

Остава да се научи много за въглеродния цикъл и ролята на океаните като огромен склад на въглероден диоксид. Както бе споменато по-горе, всяка година човечеството добавя 7 милиарда тона въглерод под формата на CO 2 към наличните 750 милиарда тона. Но само около половината от нашите емисии - 3 милиарда тона - остават във въздуха. Това може да се обясни с факта, че по-голямата част от CO 2 се използва от сухоземни и морски растения, заровени в морски седименти, абсорбирани от морска вода или по друг начин. От тази голяма част от CO 2 (около 4 милиарда тона), около два милиарда тона атмосферен въглероден диоксид се абсорбира от океана всяка година.

Всичко това увеличава броя на въпросите без отговор: Как точно морската вода взаимодейства с атмосферния въздух, поглъщайки CO 2 ? Колко повече въглерод могат да абсорбират моретата и какво ниво на глобално затопляне може да повлияе на капацитета им за съхранение? Какъв е капацитетът на океаните да абсорбират и съхраняват топлина, уловена от изменението на климата?

Ролята на облаците и суспендираните частици във въздушните течения, наречени аерозоли, не е лесно да се вземе предвид при изграждането на климатичен модел. Облаците засенчват земната повърхност, което води до охлаждане, но в зависимост от тяхната височина, плътност и други условия, те също могат да улавят топлината, отразена от земната повърхност, увеличавайки интензивността на парниковия ефект. Интересен е и ефектът на аерозолите. Някои от тях променят водната пара, като я кондензират в малки капчици, които образуват облаци. Тези облаци са много плътни и закриват повърхността на Земята в продължение на седмици. Тоест те блокират слънчевата светлина, докато не изпаднат с валежи.

Комбинираният ефект може да бъде огромен: вулканичното изригване на планината Пинатуба във Филипините през 1991 г. освободи огромно количество сулфат в стратосферата, причинявайки спад на температурата в световен мащаб, продължил две години.

По този начин собственото ни замърсяване, причинено главно от изгарянето на сяросъдържащи въглища и масла, може временно да смекчи ефекта от глобалното затопляне. Експертите смятат, че през 20-ти век аерозолите са намалили количеството затопляне с 20%. Като цяло температурите са се повишили от 40-те години на миналия век, но са се понижили от 1970-те. Ефектът на аерозолите може да помогне да се обясни аномалното охлаждане в средата на миналия век.

През 2006 г. емисиите на въглероден диоксид в атмосферата възлизат на 24 милиарда тона. Много активна група изследователи възразяват срещу схващането, че една от причините за глобалното затопляне е човешката дейност. Според нея основното е естествените процеси на изменението на климата и повишената слънчева активност. Но според Клаус Хаселман, ръководител на Германския климатологичен център в Хамбург, само 5% могат да бъдат обяснени с естествени причини, а останалите 95% са причинен от човека фактор, причинен от човешка дейност.

Някои учени също не свързват увеличаването на CO 2 с повишаване на температурата. Скептиците казват, че ако увеличението на емисиите на CO2 е виновно за повишаването на температурата, то температурата трябва да се е повишила по време на следвоенния икономически бум, когато изкопаемите горива бяха изгаряни в огромни количества. Въпреки това Джери Малман, директор на лабораторията за геофизична флуидна динамика, изчисли, че увеличеното използване на въглища и масла бързо увеличава съдържанието на сяра в атмосферата, причинявайки охлаждане. След 1970 г. термичният ефект от дългия жизнен цикъл на CO 2 и метана потиска бързо разлагащите се аерозоли, което води до повишаване на температурите. По този начин можем да заключим, че влиянието на въглеродния диоксид върху интензивността на парниковия ефект е огромно и неоспоримо.

Нарастващият парников ефект обаче може да не е катастрофален. Наистина високите температури може да са добре дошли там, където са достатъчно редки. От 1900 г. най-голямото затопляне се наблюдава от 40 до 70 0 северна ширина, включително Русия, Европа, северната част на Съединените щати, където промишлените емисии на парникови газове започват най-рано. По-голямата част от затоплянето се случва през нощта, главно поради увеличената облачна покривка, която улавя изходящата топлина. В резултат на това сезонът на сеитба се е увеличил с една седмица.

Нещо повече, парниковият ефект може да е добра новина за някои фермери. Високата концентрация на CO 2 може да има положителен ефект върху растенията, тъй като растенията използват въглероден диоксид в процеса на фотосинтеза, превръщайки го в жива тъкан. Следователно повече растения означава повече поглъщане на CO2 от атмосферата, забавяйки глобалното затопляне.

Това явление е изследвано от американски специалисти. Те решават да създадат модел на света с двойно количество CO 2 във въздуха. За да направят това, те използваха четиринадесетгодишна борова гора в Северна Калифорния. Газът беше изпомпван през тръби, монтирани сред дърветата. Фотосинтезата се увеличава с 50-60%. Но ефектът скоро се обърна. Задушаващите се дървета не можеха да се справят с това количество въглероден диоксид. Предимството във фотосинтезата беше загубено. Това е още един пример за това как човешката манипулация води до неочаквани резултати.

Но тези малки положителни аспекти на парниковия ефект не могат да се сравняват с отрицателните. Вземете примера с боровата гора, където CO 2 се е удвоил и до края на този век се очаква концентрациите на CO 2 да се удвоят. Можете да си представите колко катастрофални могат да бъдат последствията за растенията. А това от своя страна ще увеличи количеството на CO 2, тъй като колкото по-малко растения, толкова по-голяма е концентрацията на CO 2.

Последици от парниковия ефект

климат с газове с парников ефект

С повишаване на температурата изпарението на водата от океани, езера, реки и т.н. ще се увеличи. Тъй като загрятият въздух може да задържи повече водна пара, това създава мощен ефект на обратна връзка: колкото по-топъл става, толкова по-високо е съдържанието на водни пари във въздуха, а това от своя страна увеличава парниковия ефект.

Човешката дейност има малък ефект върху количеството водна пара в атмосферата. Но ние отделяме други парникови газове, което прави парниковия ефект все по-интензивен. Учените смятат, че увеличаването на емисиите на CO 2, главно от изкопаеми горива, обяснява поне около 60% от затоплянето, наблюдавано на Земята от 1850 г. Концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата се увеличава с около 0,3% годишно и сега е с около 30% по-висока, отколкото преди индустриалната революция. Ако това се изрази в абсолютни стойности, то всяка година човечеството добавя около 7 милиарда тона. Въпреки факта, че това е малка част по отношение на общото количество въглероден диоксид в атмосферата - 750 милиарда тона и дори по-малко в сравнение с количеството CO 2, съдържащо се в океаните - около 35 трилиона тона, той остава много значителен . Причината: естествените процеси са в баланс, такъв обем CO 2 навлиза в атмосферата, който се отстранява от там. А човешката дейност само добавя CO 2 .

водна пара

Анализът на въздушните мехурчета в леда показва, че сега в земната атмосфера има повече метан, отколкото когато и да било през последните 400 000 години. От 1750 г. средната глобална атмосферна концентрация на метан се е увеличила със 150 процента от около 700 до 1745 части на милиард по обем (ppbv) през 1998 г. През последното десетилетие, въпреки че концентрациите на метан продължават да нарастват, темпът на растеж се забави. В края на 70-те години темпът на растеж е около 20 ppbv годишно. През 80-те години растежът се забавя до 9-13 ppbv годишно. Между 1990 и 1998 г. има увеличение между 0 и 13 ppbv годишно. Последните проучвания (Dlugokencky et al.) показват постоянна концентрация от 1751 ppbv между 1999 и 2002 г.

Метанът се отстранява от атмосферата чрез няколко процеса. Балансът между емисиите на метан и процесите на отстраняване в крайна сметка определя атмосферните концентрации и времето на престой на метана в атмосферата. Доминиращо е окисляването чрез химична реакция с хидроксилни радикали (ОН). Метанът реагира с OH в тропосферата, за да произведе CH3 и вода. Стратосферното окисляване също играе (незначителна) роля при отстраняването на метана от атмосферата. Тези две реакции с OH представляват около 90% от отстраняването на метан от атмосферата. В допълнение към реакцията с OH са известни още два процеса: микробиологичното усвояване на метан в почвите и реакцията на метана с хлорни (Cl) атоми на морската повърхност. Приносът на тези процеси е съответно 7% и по-малко от 2%.

озон

Озонът е парников газ. В същото време озонът е от съществено значение за живота, тъй като предпазва Земята от суровата ултравиолетова радиация на слънцето.

Учените обаче правят разлика между стратосферен и тропосферен озон. Първият (т.нар. озонов слой) е постоянната и основна защита срещу вредните лъчения. Вторият се счита за вреден, тъй като може да се пренесе на повърхността на Земята, където уврежда живите същества, а освен това е нестабилен и не може да бъде надеждна защита. Освен това увеличаването на съдържанието на тропосферен озон е допринесло за нарастването на парниковия ефект на атмосферата, който (според най-широко приетите научни оценки) е около 25% от приноса на CO 2

Повечето тропосферен озон се образува, когато азотни оксиди (NOx), въглероден оксид (CO) и летливи органични съединения реагират химически в присъствието на слънчева светлина. Транспортът, промишлените емисии и някои химически разтворители са основните източници на тези вещества в атмосферата. Метанът, който значително се е увеличил в атмосферните си концентрации през последния век, също допринася за образуването на озон. Животът на тропосферния озон е приблизително 22 дни и основните механизми за отстраняване са свързването с почвата, разграждането от ултравиолетовите лъчи и реакциите с OH и HO 2 радикали.

Концентрациите на тропосферния озон са силно променливи и неравномерно в географско разпределение. В Съединените щати и Европа има система за наблюдение на тропосферния озон, базирана на спътници и наземно наблюдение. Тъй като озонът изисква слънчева светлина, за да се образува, високите нива на озон обикновено се появяват през периоди на горещо, слънчево време. Сегашната средна концентрация на тропосферен озон в Европа е три пъти по-висока, отколкото в прединдустриалната ера.

Увеличаването на озона близо до повърхността има силен отрицателен ефект върху растителността, като уврежда листата и инхибира техния фотосинтетичен потенциал. В резултат на историческото увеличение на приземните концентрации на озон, способността на земната повърхност да абсорбира CO 2 вероятно е била потисната и следователно темпът на растеж на CO 2 се е увеличил през 20-ти век. Учените (Sitch et al. 2007) смятат, че това непряко налагане на климата е почти удвоило приноса, който концентрациите на приземен озон имат за изменението на климата. Намаляването на замърсяването с озон в долната тропосфера би могло да компенсира 1-2 десетилетия емисии на CO 2 при относително ниска икономическа цена (Wallack and Ramanathan, 2009).

Азотен оксид

Парниковата активност на азотния оксид е 298 пъти по-висока от тази на въглеродния диоксид.

фреони

Парниковата активност на фреоните е 1300-8500 пъти по-висока от тази на въглеродния диоксид. Основният източник на фреон са хладилните агрегати и аерозолите.

Вижте също

• Протокол от Киото (CO 2 , CH 4 , HFCs, PFCs, N 2 O, SF 6)

Бележки

Връзки

• Point Carbon е аналитична компания, специализирана в предоставянето на независими оценки, прогнози и информация относно търговията с емисии на парникови газове.
• Автоматична система за наблюдение на качеството на въздуха “G&S – атмосфера”.

Климат, Климатология
Смяна на климата	Палеоклиматология El Niño Геохимичен въглероден цикъл Протерозойско заледяване, ледникова епоха, малка ледникова епоха Термичен максимум (термичен максимум от късен палеоцен, последен ледников максимум) Ледници Топлинен цикъл
Глобално затопляне	Обезлесяване Действия при изменение на климата Глобален модел на климата Глобално охлаждане Глобално затъмняване Озонова дупка Парников ефект Въглероден диоксид Парникови газове Междуправителствен панел по изменение на климата Рамкова конвенция на ООН за изменението на климата (Протокол от Киото) Пик на петрола Възобновяема енергия Температурна тенденция Покачване на морското ниво Копенхаген Консен

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Парниковият ефект в атмосферата на нашата планета се причинява от факта, че потокът от енергия в инфрачервения диапазон на спектъра, издигащ се от повърхността на Земята, се абсорбира от атмосферните газови молекули и се излъчва обратно в различни посоки, т.к. в резултат половината от енергията, погълната от молекулите на парниковите газове, се връща обратно на повърхността на Земята, причинявайки нейното затопляне. Трябва да се отбележи, че парниковият ефект е естествено атмосферно явление (фиг. 5). Ако изобщо нямаше парников ефект на Земята, тогава средната температура на нашата планета би била около -21 ° C и така, благодарение на парниковите газове, тя е + 14 ° C. Следователно чисто теоретично човешката дейност, свързана с отделянето на парникови газове в земната атмосфера, трябва да доведе до по-нататъшно нагряване на планетата. Основните парникови газове, по отношение на тяхното оценено въздействие върху топлинния баланс на Земята, са водна пара (36-70%), въглероден диоксид (9-26%), метан (4-9%), халокарбони, азотен оксид.

Ориз.

Електроцентралите, работещи с въглища, фабричните комини, автомобилните ауспуси и други изкуствени източници на замърсяване заедно отделят около 22 милиарда тона въглероден диоксид и други парникови газове годишно. Животновъдството, прилагането на торове, изгарянето на въглища и други източници произвеждат около 250 милиона тона метан годишно. Около половината от всички парникови газове, отделяни от човечеството, остават в атмосферата. Около три четвърти от всички антропогенни емисии на парникови газове през последните 20 години са причинени от използването на нефт, природен газ и въглища (Фигура 6). Голяма част от останалото е причинено от промени в ландшафта, предимно обезлесяване.

Ориз.

водна парае най-важният парников газ днес. Водната пара обаче участва и в много други процеси, което прави ролята й далеч от еднозначна при различни условия.

На първо място, по време на изпарение от земната повърхност и по-нататъшна кондензация в атмосферата, до 40% от цялата топлина, постъпваща в атмосферата, се пренася в долните слоеве на атмосферата (тропосферата) поради конвекция. По този начин водната пара по време на изпаряване донякъде понижава температурата на повърхността. Но топлината, отделена в резултат на кондензация в атмосферата, се използва за затоплянето й, а по-късно и за загряване на самата земна повърхност.

Но след кондензацията на водните пари се образуват водни капчици или ледени кристали, които интензивно участват в разсейването на слънчевата светлина, отразявайки част от слънчевата енергия обратно в космоса. Облаците, които са просто натрупвания на тези капчици и кристали, увеличават частта от слънчевата енергия (албедо), отразена от самата атмосфера обратно в космоса (и по-нататъшните валежи от облаците могат да паднат под формата на сняг, увеличавайки албедото на повърхността).

Въпреки това, водната пара, дори кондензирана в капчици и кристали, все още има мощни абсорбционни ленти в инфрачервената област на спектъра, което означава, че ролята на същите облаци далеч не е еднозначна. Тази двойственост е особено забележима в следните екстремни случаи - когато небето е покрито с облаци при слънчево лятно време, температурата на повърхността намалява и ако същото се случи през зимна нощ, тогава, напротив, тя се повишава. Положението на облаците също влияе на крайния резултат - на ниска надморска височина мощните облаци отразяват много слънчева енергия и балансът може да е в полза на антипарниковия ефект в този случай, но на голяма надморска височина разредените перисти облаци пропускат доста слънчева енергия надолу, но дори и разредените облаци са почти непреодолима пречка за инфрачервеното лъчение и тук можем да говорим за преобладаването на парниковия ефект.

Друга особеност на водната пара - влажната атмосфера до известна степен допринася за свързването на друг парников газ - въглеродния диоксид и пренасянето му чрез валежи на повърхността на Земята, където може да се използва при образуването на карбонати и изкопаеми горива като резултат от по-нататъшни процеси.

Човешката дейност има много малък пряк ефект върху съдържанието на водна пара в атмосферата - само поради увеличаването на площта на напояваната земя, промените в площта на блатата и работата на енергията, която е незначителна спрямо фон на изпарение от цялата водна повърхност на Земята и вулканична дейност. Поради това доста често малко внимание се фокусира върху него при разглеждане на проблема с парниковия ефект.

Въпреки това, косвеният ефект върху съдържанието на водни пари може да бъде много голям, поради обратна връзка между съдържанието на водна пара в атмосферата и затоплянето, причинено от други парникови газове, които сега ще разгледаме.

Известно е, че с повишаване на температурата се увеличава и изпарението на водната пара и за всеки 10 ° C възможното съдържание на водна пара във въздуха почти се удвоява. Например при 0 °C налягането на наситените пари е около 6 mb, при +10 °C - 12 mb, а при +20 °C - 23 mb.

Вижда се, че съдържанието на водна пара силно зависи от температурата и когато тя намалява по някаква причина, първо, парниковият ефект на самата водна пара намалява (поради намаленото съдържание), и второ, възниква кондензация на водна пара, което, разбира се, значително забавя понижаването на температурата поради отделянето на кондензационна топлина, но след кондензацията, отражението на слънчевата енергия се увеличава, както на самата атмосфера (разпръскване върху капчици и ледени кристали), така и на повърхността (снег ), което допълнително понижава температурата.

С повишаване на температурата количеството водна пара в атмосферата се увеличава, парниковият ефект се увеличава, което усилва първоначалното повишаване на температурата. По принцип облачността също нараства (повече водни пари навлизат в относително студени райони), но тя е изключително слаба - според И. Мохов, около 0,4% на градус затопляне, което не може да повлияе много на растежа на отражението на слънчевата енергия.

Въглероден двуокис- вторият най-голям принос за парниковия ефект днес, не замръзва при понижаване на температурата и продължава да създава парников ефект дори при възможно най-ниските температури при земни условия. Вероятно именно поради постепенното натрупване на въглероден диоксид в атмосферата поради вулканична дейност Земята успя да излезе от състоянието на най-мощните заледявания (когато дори екваторът беше покрит с мощен слой лед) , в която попада в началото и края на протерозоя.

Въглеродният диоксид участва в мощен въглероден цикъл в системата литосфера-хидросфера-атмосфера, а промяната в земния климат се свързва преди всичко с промяна в баланса на навлизането му в атмосферата и отстраняването му от нея.

Поради относително високата разтворимост на въглеродния диоксид във вода, съдържанието на въглероден диоксид в хидросферата (предимно океаните) сега е 4x104 Gt (гигатона) въглерод (оттук нататък се дават данни за CO2 по отношение на въглерода), включително дълбоки слоеве (Putvinsky, 1998). В момента атмосферата съдържа около 7,5x102 Gt въглерод (Алексеев и др., 1999). Съдържанието на CO2 в атмосферата далеч не винаги е било ниско - например в архея (преди около 3,5 милиарда години) атмосферата се е състояла от почти 85-90% въглероден диоксид, при значително по-високо налягане и температура (Сорохтин, Ушаков , 1997). Въпреки това, притокът на значителни маси вода към повърхността на Земята в резултат на дегазирането на вътрешността, както и появата на живот, осигуряват свързването на почти всички атмосферни и значителна част от въглеродния диоксид, разтворен във вода във формата карбонати (около 5,5x107 Gt въглерод се съхранява в литосферата (доклад на IPCC, 2000 г.)). Освен това въглеродният диоксид започна да се превръща от живите организми в различни форми на горими минерали. В допълнение, част от въглеродния диоксид се улавя поради натрупването на биомаса, общите въглеродни запаси в която са сравними с тези в атмосферата и като се вземат предвид почвите надвишават няколко пъти.

Ние обаче се интересуваме преди всичко от потоците, които осигуряват навлизането на въглероден диоксид в атмосферата и премахването му от нея. Сега литосферата осигурява много малък поток от въглероден диоксид, навлизащ в атмосферата главно поради вулканична активност - около 0,1 Gt въглерод годишно (Putvinsky, 1998). Значително по-големи потоци се наблюдават в системите океан (заедно с живите там организми) - атмосфера и земна биота - атмосфера. Около 92 Gt въглерод навлиза в океана годишно от атмосферата и 90 Gt се връщат обратно в атмосферата (Putvinsky, 1998). По този начин около 2 Gt въглерод се отстранява допълнително от атмосферата от океана всяка година. В същото време около 100 Gt въглерод годишно навлиза в атмосферата в процесите на дишане и разлагане на земни мъртви живи същества. В процесите на фотосинтеза земната растителност също отстранява около 100 Gt въглерод от атмосферата (Putvinsky, 1998). Както виждаме, механизмът на въглеродния вход и изход от атмосферата е доста балансиран, осигурявайки приблизително еднакви потоци. Съвременният човешки живот включва в този механизъм непрекъснато нарастващ допълнителен приток на въглерод в атмосферата, дължащ се на изгарянето на изкопаеми горива (нефт, газ, въглища и др.) - според данни например за периода 1989-99 г. средно около 6,3 Gt годишно. Също така, въглеродният поток в атмосферата се увеличава поради обезлесяване и частично изгаряне на гори - до 1,7 Gt годишно (IPCC доклад, 2000 г.), докато увеличението на биомасата, което допринася за усвояването на CO2, е само около 0,2 Gt годишно вместо почти 2 Gt на година. Дори като се вземе предвид възможността за поглъщане на около 2 Gt допълнителен въглерод от океана, все още остава доста значителен допълнителен поток (в момента около 6 Gt годишно), който увеличава съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата. В допълнение, усвояването на въглероден диоксид от океана може да намалее в близко бъдеще и дори е възможен обратният процес - освобождаването на въглероден диоксид от океаните. Това се дължи на намаляване на разтворимостта на въглеродния диоксид с повишаване на температурата на водата - например с повишаване на температурата на водата само от 5 до 10 ° C, коефициентът на разтворимост на въглеродния диоксид в него намалява от приблизително 1,4 до 1,2 .

Така потокът на въглероден диоксид в атмосферата, причинен от икономическата дейност, не е голям в сравнение с някои естествени потоци, но неговата некомпенсация води до постепенно натрупване на CO2 в атмосферата, което разрушава баланса на притока и изтичането на CO2, който има се формира в продължение на милиарди години от еволюцията на Земята и живота на нея.

Многобройни факти от геоложкото и историческо минало свидетелстват за връзката между изменението на климата и колебанията в съдържанието на парникови газове. В периода от преди 4 до 3,5 милиарда години яркостта на Слънцето е била с около 30% по-малка от сега. Въпреки това, дори под лъчите на младото, "бледо" Слънце, животът се развива на Земята и се образуват седиментни скали: поне на част от земната повърхност температурата е над точката на замръзване на водата. Някои учени предполагат, че по това време в земната атмосфера е имало ос 1000 пъти по-голяма въглероден двуокисотколкото е сега и това компенсира липсата на слънчева енергия, тъй като повече от топлината, излъчвана от Земята, остава в атмосферата. Нарастващият парников ефект може да се превърне в една от причините за изключително топлия климат по-късно – в мезозойската ера (ерата на динозаврите). Според анализа на изкопаемите останки на Земята по това време е било с 10-15 градуса по-топло от сега. Трябва да се отбележи, че тогава, преди 100 милиона години и по-рано, континентите са заемали различно положение от нашето време, а океанската циркулация също е била различна, така че преносът на топлина от тропиците към полярните региони може да бъде по-голям. Въпреки това изчисленията на Ерик Дж. Барън, сега в Университета на Пенсилвания, и други показват, че не повече от половината от мезозойското затопляне може да бъде свързано с палеоконтиненталната география. Останалата част от затоплянето се обяснява лесно с увеличаване на въглеродния диоксид. Това предположение е изложено за първи път от съветските учени А. Б. Ронов от Държавния хидрологичен институт и М. И. Будико от Главната геофизична обсерватория. Изчисленията в подкрепа на това предложение са направени от Ерик Барън, Старли Л. Томпсън от Националния център за атмосферни изследвания (NCAR). От геохимичен модел, разработен от Робърт А. Бърнър и Антонио С. Лазага от Йейлския университет и покойния Робърт. Полетата в Тексас се превърнаха в пустиня, след като суша продължи известно време през 1983 г. Такава картина, според изчисленията на компютърен модел, може да се наблюдава на много места, ако глобалното затопляне намали влажността на почвата в централните райони на континентите, където се произвежда зърно е концентриран.

М. Гарелс от Университета на Южна Флорида, следва, че въглеродният диоксид може да се отдели по време на изключително силна вулканична дейност в средноокеанските хребети, където издигащата се магма образува ново океанско дъно. Пряко доказателство за връзка между атмосферните парникови газове и климата по време на заледявания могат да бъдат „извлечени“ от въздушни мехурчета, вградени в антарктическия лед, който се е образувал в древни времена от уплътняването на падащия сняг. Екип от изследователи, ръководен от Клод Лауриу от Лабораторията по глациология и геофизика в Гренобъл, изследва леден стълб с дължина 2000 m (съответстващ на период от 160 хиляди години), получен от съветски изследователи на станция Восток в Антарктида. Лабораторният анализ на газовете, съдържащи се в този леден стълб, показа, че в древната атмосфера концентрациите на въглероден диоксид и метан се променят съвместно и, което е по-важно, „на време“ с промените в средната местна температура (определя се от съотношението на концентрациите на водородни изотопи във водните молекули). През последния междуледников период, който вече е продължил 10 хиляди години, и в предхождащия го междуледников период (преди 130 хиляди години), който също е продължил 10 хиляди години, средната температура в този район е била с 10 °C по-висока, отколкото по време на заледяването. (Като цяло земята беше с 5°C по-топла през посочените периоди.) В същите периоди атмосферата съдържаше 25% повече въглероден диоксид и 100 070 повече метан, отколкото по време на заледяването. Не е ясно дали промяната в парниковите газове е причината и следствието е изменението на климата, или обратното. Най-вероятно причината за заледяванията са промените в орбитата на Земята и специалната динамика на напредването и отдръпването на ледниците; обаче, тези климатични колебания може да са се влошили от промени в биотата и колебания в циркулацията на океана, които влияят на съдържанието на парникови газове в атмосферата. Още по-подробни данни за флуктуациите на парниковите газове и изменението на климата са налични за последните 100 години, през които е имало допълнително увеличение от 25% на въглеродния диоксид и 100% на метана. „Рекордите“ на средната глобална температура за последните 100 години са изследвани от два екипа от изследователи, ръководени от Джеймс Е. Хансен от Института Годард за космически изследвания на Националната аеронавтика и космическа администрация и TML Wigley от Отдела за климата на Университета в Източна Европа Англия.

Задържането на топлина от атмосферата е основният компонент на енергийния баланс на Земята (фиг. 8). Приблизително 30% от енергията, идваща от Слънцето, се отразява (вляво) или от облаци, или от частици, или от повърхността на Земята; останалите 70% се усвояват. Погълнатата енергия се излъчва повторно в инфрачервения диапазон от повърхността на планетата.

Ориз.

Тези учени са използвали измервания от метеорологични станции, разпръснати из всички континенти (екипът от отдела за климата също включи измервания в морето в анализа). В същото време в двете групи бяха възприети различни методи за анализ на наблюденията и отчитане на „изкривявания“, свързани например с факта, че някои метеорологични станции „се преместват“ на друго място в продължение на сто години, а някои са разположени в градовете дадоха данни „замърсени“ » влиянието на топлината, генерирана от промишлени предприятия или акумулирана през деня от сгради и настилки. Последният ефект, водещ до появата на "топлинни острови", е много забележим в развитите страни, като САЩ. Въпреки това, дори ако корекцията, изчислена за Съединените щати (тя е получена от Томас Р. Карл от Националния център за климатични данни в Ашвил, Северна Каролина, и PD Джоунс от Университета на Източна Англия), се разшири до всички данни по целия свят , и в двата записа ще остане "<реальное» потепление величиной 0,5 О С, относящееся к последним 100 годам. В согласии с общей тенденцией 1980-е годы остаются самым теплым десятилетием, а 1988, 1987 и 1981 гг. - наиболее теплыми годами (в порядке перечисления). Можно ли считать это «сигналом» парникового потепления? Казалось бы, можно, однако в действительности факты не столь однозначны. Возьмем для примера такое обстоятельство: вместо неуклонного потепления, какое можно ожидать от парникового эффекта, быстрое повышение температуры, происходившее до конца второй мировой войны, сменилось небольшим похолоданием, продлившимся до середины 1970-х годов, за которым последовал второй период быстрого потепления, продолжающийся по сей день. Какой характер примет изменение температуры в ближайшее время? Чтобы дать такой прогноз, необходимо ответить на три вопроса. Какое количество диоксида углерода и других парниковых газов будет выброшено в атмосферу? Насколько при этом возрастет концентрация этих газов в атмосфере? Какой климатический эффект вызовет это повышение концентрации, если будут действовать естественные и антропогенные факторы, которые могут ослаблять или усиливать климатические изменения? Прогноз выбросов - нелегкая задача для исследователей, занимающихся анализом человеческой деятельности. Какое количество диоксида углерода попадет в атмосферу, зависит главным образом от того, сколько ископаемого топлива будет сожжено и сколько лесов вырублено (последний фактор ответствен за половину прироста парниковых газов с 1800 г. и за 20070прироста в наше время). И тот и другой фактор зависят в свою очередь от множества причин. Так, на потреблении ископаемого топлива сказываются рост населения, переход к альтернативным источникам энергии и меры по экономии энергии, а также состояние мировой экономики. Прогнозы в основном сводятся к тому, что потребление ископаемого топлива на земном шаре в целом будет увеличиваться примерно с той же скоростью, что и сегодня намного медленнее, чем до энергетического кризиса 1970-х годов. В результате эмиссия (поступление в атмосферу) диоксида углерода в ближайшие несколько десятилетий, будет увеличиваться на 0,5-2070 в год. Другие парниковые газы, такие как ХФУ, оксиды азота и тропосферный озон, могут вносить в потепление климата почти столь же большой вклад, что и диоксид углерода, хотя в атмосферу их попадает значительно меньше: объясняется это тем, что они более эффективно поглощают солнечную радиацию. Предсказать, какова будет эмиссия этих газов - задача еще более трудная. Так, например, не вполне ясно происхождение некоторых газов, в частности метана; величина выбросов других газов, таких как ХФУ или озон, будет зависеть от того, какие изменения в технологии и политике произойдут в ближайшем будущем.

Обмен на въглерод между атмосферата и различни „резервоари“ на Земята (фиг. 9). Всяко число показва, в милиарди тонове, въглерод (под формата на диоксид) годишно или съхраняван в резервоар. В тези природни цикли, единият от които се "затваря" до сушата, а другият - до океана, от атмосферата се отстранява само толкова въглероден диоксид, колкото влиза в нея, но човешката дейност - обезлесяването и изгарянето на изкопаеми горива - води до факта, че съдържанието на въглерод в атмосферата годишно се увеличава с 3 милиарда тона. Данните са взети от Берт Болин от Стокхолмския университет

Фиг.9

Да предположим, че имаме разумна прогноза за това как ще се променят емисиите на въглероден диоксид. Какви промени ще настъпят в този случай с концентрацията на този газ в атмосферата? Атмосферният въглероден диоксид се „консумира“ от растенията, както и от океана, където се използва за химични и биологични процеси. Тъй като концентрацията на атмосферния въглероден диоксид се променя, скоростта на "консумация" на този газ вероятно също ще се промени. С други думи, процесите, които предизвикват промени в съдържанието на атмосферния въглероден диоксид, трябва да включват обратна връзка. Въглеродният диоксид е "изходна суровина" за фотосинтеза в растенията, така че консумацията му от растенията вероятно ще се увеличи с натрупването му в атмосферата, което ще забави това натрупване. По същия начин, тъй като съдържанието на въглероден диоксид в повърхностните води на океана е в приблизително равновесие с неговото съдържание в атмосферата, увеличаването на абсорбцията на въглероден диоксид от океанската вода ще забави натрупването му в атмосферата. Възможно е обаче натрупването на въглероден диоксид и други парникови газове в атмосферата да задейства механизми за положителна обратна връзка, които ще засилят климатичния ефект. Например бързото изменение на климата може да доведе до изчезването на части от гори и други екосистеми, което би отслабило способността на биосферата да абсорбира въглеродния диоксид. Освен това затоплянето може да доведе до бързо освобождаване на въглерод, съдържащ се в почвата като част от мъртвата органична материя. Този въглерод, два пъти повече, отколкото в атмосферата, постоянно се превръща във въглероден диоксид и метан от почвените бактерии. По-топлото време може да ускори тяхната „работа“, което ще ускори отделянето на въглероден диоксид (от сухи почви) и метан (от райони, заети от оризови полета, от депа и влажни зони). Доста много метан се съхранява и в седиментите на континенталния шелф и под слоя на вечна замръзналост в Арктика под формата на клатрати - молекулярни решетки, състоящи се от метан и водни молекули. Затоплянето на шелфовите води и топенето на вечната замръзналост може да доведе до освобождаване Въпреки тези несигурности, много изследователи смятат, че усвояването на въглероден диоксид от растенията и океана ще забави натрупването на този газ в атмосферата - поне през следващите 50 до 100 години в атмосферата, около половината ще остане там. От това следва, че удвояване на концентрацията на въглероден диоксид в сравнение с 1900 г. (до ниво от 600 ppm) ще се случи между около 2030 и 2080 г. Въпреки това, други парникови газове вероятно ще се натрупват в атмосферата по-бързо.

Основната причина за въздействието върху климата се счита за увеличаване на дела на парниковите газове в атмосферата, водещо до повишаване на температурата, последвано от топене на ледниците и повишаване на нивото на океана, което ще предизвика драматично промяна в глобалния климат. За 130 години, от 1860 до 1990 г., средната глобална температура на атмосферата се повишава с 1°C и тази тенденция продължава и до днес

За първи път идеята за парниковия ефект е изразена от Дж. Б. Фурие през 1827 г. Според него атмосферата е като прозрачна стъклена обвивка, която позволява на слънчевата светлина да проникне до земната повърхност, но забавя латентното излъчване на Земята.

Същност парников ефекте както следва: парниковите газове действат като стъкло, в резултат на което топлината се концентрира под обвивката, която създават около земята. Енергията на светлината, проникваща през атмосферата, се абсорбира от повърхността на нашата планета, превръща се в топлинна енергия и се отделя под формата на топлина. Топлината, както знаете, за разлика от светлината, не излиза през стъклото, а се натрупва вътре в оранжерията, като значително повишава температурата на въздуха и увеличава изпарението. Основният абсорбатор на топлинна радиация от слънцето и земната повърхност е водата, която присъства под формата на пари и облаци. По-малко от 7% от радиацията, излъчвана от земната повърхност, преминава през „прозрачни прозорци“, но тези прозорци са значително намалени поради наличието на молекули на парникови газове в атмосферата.

Парникови газове

метан. Глобалното затопляне е 12% поради метана (CH 4). Образува се в процеса на анаеробно бактериално разлагане в блата, в оризища и сметища, в стомасите на крави и овце и в червата на термити, течове от газови кладенци, газопроводи, пещи, пещи. През последните десетилетия съдържанието на метан се е увеличило поради увеличаването на площта, заета от ориз, както и в резултат на създаването на големи животновъдни ферми. Метанът се задържа в тропосферата около 11 години. Всяка молекула CH 4 допринася за парниковия ефект 25 пъти повече от една молекула CO 2. Емисиите на метан се увеличават с 1% годишно.

Азотен оксид. Глобалното затопляне е 6% поради азотен оксид (N 2 O). Освобождава се при разлагането на азотните торове в почвите, от отпадните води на животновъдните ферми и при изгарянето на биомаса. Той се запазва в тропосферата средно 150 години. Всяка молекула н 2O допринася 230 пъти по-ефективно за глобалното затопляне, отколкото една молекула на CO 2. Емисиите се увеличават с 0,2% годишно.

В резултат на затоплянето може да се случи нещо непоправимо в съдбата на нашата планета: ледниците на Гренландия, Северния ледовит океан, Южния полюс и накрая планинските ледници ще започнат да се топят; нивото на Световния океан ще се повиши значително (с 1,5-2 m и повече). Средната температура на Антарктида ще се повиши с 5 o C, което е достатъчно, за да се стопи цялата ледена шапка. Нивото на Световния океан ще се повиши с 4,5-8 м навсякъде и много крайбрежни зони ще бъдат наводнени (Шанхай, Кайро, Венеция, Банкок, големи площи от плодородни низини в Индия ще бъдат наводнени) и милиони хора ще бъдат принудени да мигрират дълбоко в континентите, към планинските райони; влиянието на океана върху сушата ще се увеличи чрез засилени бури, приливи и отливи. Изравняването на температурата на екватора и полюсите ще доведе до нарушаване на настоящата атмосферна циркулация, промяна в режима на валежите (оскъдни валежи в районите на селското стопанство), намаляване на производството на зърно, месо и други хранителни продукти. Има малка надежда за напояване на тези територии, тъй като и днес нивото на подземните води забележимо е намаляло, а до средата на века запасите им ще бъдат практически изчерпани. Влиянието на "парниковия ефект" върху регионалния климат вече започва да се проявява: дългосрочни засушавания в Южна Африка (5 години), Северна Америка (6 години), топли зими и др.

Въглероден двуокис. Интензивното обезлесяване, изгаряне на гориво, боклук много забележимо нарушава съществуващия баланс на въглероден диоксид в атмосферата. Всеки въглероден атом на горивото добавя два кислородни атома по време на горенето, за да образува въглероден диоксид, така че масата на въглеродния диоксид се увеличава в сравнение с масата на изгореното гориво (1 kg гориво → 3 kg CO 2). В момента този газ е отговорен за 57% от интензивното затопляне. Емисиите на CO2 се увеличават с 4% годишно.

Флуорохлоровъглеводороди(PHC или CFC). Съдържанието на CFC в атмосферата е ниско в сравнение с CO 2 , но те имат доста висок топлинен капацитет: абсорбират топлината много по-интензивно (50 пъти по-високо) от въглеродния диоксид. Тези газове са отговорни за 25% от глобалното затопляне. Основните източници са течове от климатици, изпарения от аерозолни дозатори. CFC могат да останат в атмосферата в продължение на 22-111 години в зависимост от вида им. Емисиите на CFC се увеличават с 5% годишно.

Търговското производство на флуорохлорвъглеводороди, често наричани фреони, започва в средата на 30-те години на миналия век. Най-голямо количество фреон-11 (СFС1 3) и фреон-12 (СF 2 С1 2) са използвани като разпенващи агенти при производството на порести полимерни материали, пълнители в аерозолни опаковки, както и хладилни агенти в хладилници и климатици. Някои CFC са използвани като обезмаслители: фреон-113 (C 2 F 3 C1 3) и фреон-114 (C 2 F 4 C1 2). По-късно горепосочените фреони, поради високото съдържание на хлор, са заменени с CHC1P 2, който разрушава озона в по-малка степен, но поглъща в по-голяма степен IR лъчите и има особено активен ефект върху парниковия ефект по време на престоя си в тропосферата.

Какво е фреон

През 1931 г., когато е синтезиран хладилен агент, безвреден за човешкото тяло, фреон. Впоследствие бяха синтезирани повече от четири дузини различни фреони, различаващи се един от друг по качество и химичен кръг.Най-евтините и ефективни бяха R-11, R-12, които дълго време подхождаха на всички. През последните 15 години те изпаднаха в немилост поради своите озоноразрушаващи свойства. Всички фреони са базирани на два газа - метан CH 4 и етан - CH 3 -CH 3. В хладилната технология метанът е R-50, етанът е R-70. Всички останали фреони се получават от метан и етан чрез замяна на водородни атоми с хлорни и флуорни атоми. Например, R-22 се получава от метан чрез замяна на един водороден атом с хлор и два с флуор. Химическата формула на този фреон е CHF 2 Cl. Физическите качества на хладилните агенти зависят от съдържанието на три компонента - хлор, флуор и водород. Така че, тъй като броят на водородните атоми намалява, запалимостта на хладилните агенти намалява и стабилността се увеличава. Те могат да съществуват в атмосферата дълго време, без да се разлагат на части и да вредят на околната среда. С увеличаване на броя на хлорните атоми се увеличава токсичността на хладилните агенти и тяхната озоноразрушаваща способност. Щетите, които са забележителни за издателите, се превръщат в съчетание на хладнокръвието на историческото, което се получава от параграф 0 за наблюдение на тези (R-134a) и DE 13 в околността (R-10, R -110). В същото време озоноразрушаващият потенциал на фреон R-12, до последното време, най-разпространеният в цялото пространство, беше взет като част. В свойството на времевата задача R-12 е избран фреон R-22, чийто озоноразрушаващ потенциал е 0,05. През 1987 г. е приет Монреалският протокол за ограничаване на употребата на озоноразрушаващи вещества. По-специално, според този акт, извършителите ще бъдат принудени да се откажат от използването на фреон R-22, на който днес работят 90% от всички климатици. В повечето европейски партии продажбата на климатици на този фреон ще бъде прекратена още през 2002-2004 г. И много безпрецедентни модели вече се доставят в Европа само на безопасни за озон хладилни агенти - R-407C и R-410A.

Ако натрупването на "парникови газове" в атмосферата не бъде прекъснато, то през втората половина на този век концентрацията им ще се увеличи около два пъти, което ще доведе (според компютърни модели) до затопляне на климата в различните региони средно от 1,5 - 4,5 °С: в студените райони с 10 o C, а в тропическите - само с 1 - 2 o C.

В резултат на затоплянето може да се случи нещо непоправимо в съдбата на нашата планета: ледниците на Гренландия, Северния ледовит океан, Южния полюс и накрая планинските ледници ще започнат да се топят; нивото на Световния океан ще се повиши значително (с 1,5-2 m и повече). Средната температура на Антарктида ще се повиши с 5 "C, което е достатъчно, за да стопи цялата ледена шапка. Нивото на Световния океан ще се повиши навсякъде с 4,5-8 m и много крайбрежни зони ще бъдат наводнени (Шанхай, Кайро, Венеция, Банкок, големи площи от плодородни низини ще бъдат наводнени). в Индия) и милиони хора ще бъдат принудени да мигрират дълбоко в континентите, към планинските райони; влиянието на океана върху сушата ще се увеличи чрез засилени бури, приливи, отливи.Изравняването на температурата на екватора и полюсите ще доведе до нарушаване на текущата атмосферна циркулация, промяна в режима на валежите (лоши валежи в районите на селското стопанство), намаляване на производството на зърно, месо и други храни. продукти. Има малка надежда за напояване на тези територии, тъй като днес нивото на подпочвените води забележимо е намаляло, а до средата на века запасите им ще бъдат практически изчерпани. Вече започват да показват: дълги суши в Южна Африка (5 години ), Северн о Америка (6 години), топли зими и т.н.

С общото затопляне зимите ще бъдат по-студени от преди, а лятото ще бъде по-горещо. Освен това сушите, наводненията, ураганите, торнадото и други метеорологични и климатични аномалии ще стават все по-чести и по-тежки. Затоплянето ще бъде придружено от намаляване на биопродуктивността, разпространението на вредители и болести.