ग्रीन हाउस गैसें। ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कैसे कम करें। मानवीय गतिविधियाँ और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन

ग्रीनहाउस गैस एक गैस है जो पारदर्शी होती है, जो इसे अदृश्य बनाती है, और इन्फ्रारेड में उच्च स्तर की अवशोषण होती है। पर्यावरण में ऐसे पदार्थों की रिहाई ग्रीनहाउस प्रभाव का कारण बनती है।

ग्रीनहाउस गैसें कहाँ से आती हैं?

सौरमंडल के सभी ग्रहों के वायुमंडल में ग्रीनहाउस गैसें मौजूद हैं। इन पदार्थों की उच्च सांद्रता एक ही नाम की घटना की घटना का कारण बनती है। यह ग्रीनहाउस प्रभाव के बारे में है। सबसे पहले बात करते हैं इसके सकारात्मक पक्ष की। यह इस घटना के लिए धन्यवाद है कि जीवन के विभिन्न रूपों के उद्भव और रखरखाव के लिए पृथ्वी पर इष्टतम तापमान बनाए रखा जाता है। हालाँकि, जब ग्रीनहाउस गैसों की सांद्रता बहुत अधिक होती है, तो हम एक गंभीर पर्यावरणीय समस्या के बारे में बात कर सकते हैं।

ग्रीनहाउस गैसें मूल रूप से प्राकृतिक प्रक्रियाओं के कारण होती थीं। तो, उनमें से पहला सूर्य की किरणों द्वारा पृथ्वी के गर्म होने के परिणामस्वरूप बनाया गया था। इस प्रकार, ऊष्मीय ऊर्जा का एक हिस्सा बाहरी अंतरिक्ष में नहीं गया, बल्कि गैसों द्वारा परिलक्षित होता था। परिणाम ग्रीनहाउस में होने वाले ताप प्रभाव के समान था।

उस समय, जब पृथ्वी की जलवायु का निर्माण हो रहा था, ज्वालामुखियों द्वारा ग्रीनहाउस गैसों का एक महत्वपूर्ण अनुपात उत्पन्न किया गया था। उस समय, जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड बड़ी मात्रा में वायुमंडल में प्रवेश कर गए और उसमें केंद्रित हो गए। तब ग्रीनहाउस प्रभाव इतना मजबूत था कि महासागर सचमुच उबल गए। और केवल ग्रह पर हरे जीवमंडल (पौधों) के आगमन के साथ, स्थिति स्थिर हो गई।

आज, ग्रीनहाउस प्रभाव की समस्या विशेष रूप से प्रासंगिक है। यह काफी हद तक उद्योग के विकास के साथ-साथ प्राकृतिक संसाधनों के प्रति गैर-जिम्मेदाराना रवैये के कारण है। अजीब तरह से, न केवल औद्योगिक उत्पादन पर्यावरणीय गिरावट का कारण बनता है। यहां तक ​​​​कि कृषि के रूप में ऐसा प्रतीत होता है कि हानिरहित उद्योग भी एक खतरा है। सबसे विनाशकारी पशुपालन (अर्थात् बड़े पशुधन के अपशिष्ट उत्पाद), साथ ही साथ रासायनिक उर्वरकों का उपयोग है। चावल की खेती से वातावरण पर भी प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है।

भाप

जल वाष्प एक प्राकृतिक रूप से पाई जाने वाली ग्रीनहाउस गैस है। इस तथ्य के बावजूद कि यह हानिरहित दिखता है, यह 60% ग्रीनहाउस प्रभाव के लिए जिम्मेदार है, जो ग्लोबल वार्मिंग का कारण है। यह देखते हुए कि हवा का तापमान लगातार बढ़ रहा है, हवा में जल वाष्प की सांद्रता का मूल्य अधिक हो रहा है, और इसलिए एक बंद सर्किट के बारे में बात करने का कारण है।

पानी के वाष्पीकरण के सकारात्मक पक्ष को तथाकथित ग्रीनहाउस-विरोधी प्रभाव माना जा सकता है। इस घटना में बादलों के एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान का निर्माण होता है। बदले में, वे कुछ हद तक सूर्य के प्रकाश के माध्यम से वातावरण को गर्म होने से बचाते हैं। कुछ संतुलन बना रहता है।

कार्बन डाइआक्साइड

कार्बन डाइऑक्साइड वातावरण में सबसे प्रचुर मात्रा में ग्रीनहाउस गैसों में से एक है। इसका स्रोत ज्वालामुखी उत्सर्जन, साथ ही जीवमंडल (और विशेष रूप से मनुष्य) की जीवन प्रक्रिया हो सकती है। बेशक, कुछ कार्बन डाइऑक्साइड पौधों द्वारा अवशोषित किया जाता है। फिर भी, क्षय की प्रक्रिया के कारण, वे इस पदार्थ की समान मात्रा को छोड़ते हैं। वैज्ञानिकों का तर्क है कि वायुमंडल में गैस की सांद्रता में बाद में वृद्धि से विनाशकारी परिणाम हो सकते हैं, और इसलिए हवा को शुद्ध करने के तरीकों पर लगातार शोध किया जा रहा है।

मीथेन

मीथेन एक ग्रीनहाउस गैस है जो लगभग 10 वर्षों तक वातावरण में रहती है। यह देखते हुए कि यह अवधि अपेक्षाकृत कम है, इस पदार्थ में ग्लोबल वार्मिंग के प्रभावों को उलटने की सबसे बड़ी क्षमता है। इसके बावजूद, मीथेन की ग्रीनहाउस क्षमता कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में 25 गुना अधिक खतरनाक है।

ग्रीनहाउस गैसों का स्रोत (यदि हम मीथेन के बारे में बात कर रहे हैं) पशुधन, चावल की खेती और दहन प्रक्रिया के अपशिष्ट उत्पाद हैं। इस पदार्थ की उच्चतम सांद्रता पहली सहस्राब्दी में देखी गई थी, जब कृषि और पशुचारण मुख्य गतिविधियाँ थीं। 1700 तक, यह आंकड़ा काफी कम हो गया था। पिछली कुछ शताब्दियों में, मीथेन की सांद्रता फिर से बढ़ने लगी, जो बड़ी मात्रा में ईंधन के जलने के साथ-साथ कोयले के भंडार के विकास से जुड़ी है। इस समय वातावरण में रिकॉर्ड मात्रा में मीथेन है। हालांकि, पिछले एक दशक में, इस सूचक की वृद्धि दर थोड़ी धीमी हुई है।

ओजोन

ओजोन जैसी गैस के बिना, पृथ्वी पर जीवन असंभव होगा, क्योंकि यह आक्रामक सूर्य के प्रकाश के खिलाफ एक बाधा के रूप में कार्य करता है। लेकिन केवल समतापमंडलीय गैस ही सुरक्षात्मक कार्य करती है। अगर हम क्षोभमंडल की बात करें तो यह विषैला होता है। यदि हम कार्बन डाइऑक्साइड के संदर्भ में इस ग्रीनहाउस गैस को ध्यान में रखते हैं, तो यह ग्लोबल वार्मिंग प्रभाव का 25% हिस्सा है।

हानिकारक ओजोन का जीवनकाल लगभग 22 दिनों का होता है। इसे मिट्टी में बांधकर वातावरण से हटा दिया जाता है और फिर पराबैंगनी प्रकाश द्वारा अवक्रमित किया जाता है। यह ध्यान दिया जाता है कि ओजोन सामग्री भौगोलिक रूप से काफी भिन्न हो सकती है।

नाइट्रस ऑक्साइड

लगभग 40% नाइट्रस ऑक्साइड उर्वरकों के उपयोग और रासायनिक उद्योग के विकास के कारण वातावरण में प्रवेश करती है। इस गैस का सर्वाधिक उत्पादन उष्ण कटिबंधीय क्षेत्रों में होता है। 70% तक पदार्थ यहाँ उत्सर्जित होता है।

नई गैस?

कनाडा के वैज्ञानिकों ने हाल ही में घोषणा की कि उन्होंने एक नई ग्रीनहाउस गैस की खोज की है। इसका नाम पेरफ्लूरोट्रिब्यूटाइलामाइन है। बीसवीं शताब्दी के मध्य से, इसका उपयोग इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के क्षेत्र में किया जाता रहा है। यह पदार्थ प्रकृति में नहीं होता है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि पीएफटीबीए कार्बन डाइऑक्साइड से 7,000 गुना अधिक वातावरण को गर्म करता है। हालांकि, फिलहाल इस पदार्थ की सांद्रता नगण्य है और इससे पर्यावरण को कोई खतरा नहीं है।

फिलहाल, शोधकर्ताओं का काम वायुमंडल में इस गैस की मात्रा को नियंत्रित करना है। यदि संकेतक में वृद्धि नोट की जाती है, तो इससे जलवायु परिस्थितियों और विकिरण पृष्ठभूमि में महत्वपूर्ण परिवर्तन हो सकता है। फिलहाल, उत्पादन प्रक्रिया को पुनर्गठित करने के लिए कोई उपाय करने का कोई कारण नहीं है।

ग्रीनहाउस प्रभाव के बारे में थोड़ा

ग्रीनहाउस प्रभाव की विनाशकारी शक्ति की पूरी तरह से सराहना करने के लिए, यह शुक्र ग्रह पर ध्यान देने योग्य है। इस तथ्य के कारण कि इसका वातावरण लगभग पूरी तरह से कार्बन डाइऑक्साइड से बना है, सतह पर हवा का तापमान 500 डिग्री तक पहुंच जाता है। पृथ्वी के वायुमंडल में ग्रीनहाउस गैसों के उत्सर्जन को देखते हुए, वैज्ञानिक भविष्य में होने वाली घटनाओं के समान विकास को बाहर नहीं करते हैं। इसी समय, ग्रह को बड़े पैमाने पर महासागरों द्वारा बचाया जाता है, जो हवा के आंशिक शुद्धिकरण में योगदान करते हैं।

ग्रीनहाउस गैसें एक प्रकार का अवरोध बनाती हैं जो वातावरण में गर्मी के संचलन को बाधित करती हैं। यही ग्रीनहाउस प्रभाव का कारण बनता है। यह घटना औसत वार्षिक वायु तापमान में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ-साथ प्राकृतिक आपदाओं (विशेषकर तटीय क्षेत्रों में) में वृद्धि के साथ है। यह जानवरों और पौधों की कई प्रजातियों के विलुप्त होने से भरा है। फिलहाल, स्थिति इतनी गंभीर है कि ग्रीनहाउस प्रभाव की समस्या को पूरी तरह से हल करना अब संभव नहीं है। हालांकि, इस प्रक्रिया को नियंत्रित करना और इसके परिणामों को कम करना अभी भी संभव है।

संभावित परिणाम

वातावरण में ग्रीनहाउस गैसें वार्मिंग की ओर जलवायु परिवर्तन का मुख्य कारण हैं। परिणाम इस प्रकार हो सकते हैं:

• वर्षा में वृद्धि के कारण जलवायु आर्द्रता में वृद्धि। हालांकि, यह केवल उन क्षेत्रों के लिए सच है जो पहले से ही लगातार असामान्य बारिश और बर्फबारी से पीड़ित हैं। और शुष्क क्षेत्रों में, स्थिति और भी विकट हो जाएगी, जिससे पीने के पानी की कमी हो जाएगी।
• बढ़ता समुद्र स्तर। इससे द्वीप और तटीय राज्यों के क्षेत्रों के हिस्से में बाढ़ आ सकती है।
• 40% तक पौधों और जानवरों की प्रजातियों का गायब होना। यह आवास परिवर्तन और विकास का प्रत्यक्ष परिणाम है।
• हिमनदों का क्षेत्रफल कम होने के साथ-साथ पर्वत चोटियों पर बर्फ पिघल रही है। यह न केवल वनस्पतियों और जीवों की प्रजातियों के गायब होने के मामले में, बल्कि हिमस्खलन, कीचड़ और भूस्खलन के मामले में भी खतरनाक है।
• शुष्क देशों में कृषि उत्पादकता में कमी। जहां स्थितियों को मध्यम माना जा सकता है, वहां फसल की पैदावार बढ़ने की संभावना है, लेकिन यह आबादी को भुखमरी से नहीं बचाएगा।
• पीने के पानी की कमी, जो भूमिगत स्रोतों के सूखने से जुड़ी है। इस घटना को न केवल पृथ्वी के अधिक गर्म होने से जोड़ा जा सकता है, बल्कि ग्लेशियरों के पिघलने से भी जोड़ा जा सकता है।
• मानव स्वास्थ्य का बिगड़ना। यह न केवल बिगड़ती वायु गुणवत्ता और बढ़े हुए विकिरण के कारण है, बल्कि भोजन की मात्रा में कमी के कारण भी है।

ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करना

यह कोई रहस्य नहीं है कि पृथ्वी की पारिस्थितिकी की स्थिति हर साल बिगड़ती जा रही है। ग्रीनहाउस गैसों की गणना से निराशाजनक निष्कर्ष निकलते हैं, और इसलिए उत्सर्जन की मात्रा को कम करने के उपायों को अपनाना प्रासंगिक हो जाता है। यह निम्नलिखित तरीके से हासिल किया जा सकता है:

• उपयोग किए गए ऊर्जा संसाधनों की मात्रा को कम करने के लिए उत्पादन की दक्षता में वृद्धि;
• ग्रीनहाउस गैसों के सिंक के रूप में कार्य करने वाले पौधों की संख्या में संरक्षण और वृद्धि (वन प्रबंधन का युक्तिकरण);
• पर्यावरण को नुकसान नहीं पहुंचाने वाली कृषि के रूपों के विकास को प्रोत्साहित करना और समर्थन करना;
• वित्तीय प्रोत्साहन का विकास, साथ ही उन उद्यमों के लिए कर में कटौती जो पर्यावरणीय जिम्मेदारी की अवधारणा के अनुसार काम करते हैं;
• वाहनों से ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने के उपाय करना;
• पर्यावरण प्रदूषण के लिए दंड में वृद्धि।

ग्रीनहाउस गैस गणना

सभी व्यावसायिक संस्थाओं के लिए आवश्यक है कि वे नियमित रूप से पर्यावरण को हुए नुकसान की गणना करें और संबंधित अधिकारियों को रिपोर्टिंग दस्तावेज़ प्रस्तुत करें। इस प्रकार, ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का मात्रात्मक निर्धारण निम्नानुसार किया जाता है:

• वर्ष के दौरान जलने वाले ईंधन की मात्रा की पहचान करना;
• प्रत्येक प्रकार की गैस के लिए उत्सर्जन कारक द्वारा प्राप्त संकेतक को गुणा करना;
• प्रत्येक पदार्थ के उत्सर्जन की मात्रा कार्बन डाइऑक्साइड समकक्ष में परिवर्तित हो जाती है।

ईंधन के दहन से जुड़े उत्सर्जन स्रोत

वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति का विकास, बेशक, किसी व्यक्ति के लिए जीवन को आसान बनाता है, लेकिन पर्यावरण के लिए अपूरणीय क्षति का कारण बनता है। इसमें से अधिकांश का संबंध ईंधन की खपत से है। इस संबंध में, ग्रीनहाउस गैसों के स्रोत निम्नलिखित हो सकते हैं:

• ऊर्जा उद्योग। इसमें बिजली संयंत्र शामिल हैं जो संसाधनों के साथ औद्योगिक उद्यमों और आवासीय सुविधाओं की आपूर्ति करते हैं।
• उद्योग और निर्माण। इस श्रेणी में सभी उद्योगों के उद्यम शामिल हैं। उत्पादन प्रक्रिया में प्रयुक्त ईंधन के साथ-साथ सहायक आवश्यकताओं के लिए लेखांकन किया जाता है।
• यातायात। हानिकारक पदार्थ न केवल कारों द्वारा, बल्कि हवाई वाहनों, ट्रेनों, जल परिवहन और पाइपलाइनों द्वारा भी वातावरण में छोड़े जाते हैं। माल या यात्रियों की सीधी आवाजाही के लिए उपयोग किए जाने वाले ईंधन को ही ध्यान में रखा जाता है। घरेलू आर्थिक परिवहन के लिए ऊर्जा लागत यहां शामिल नहीं है।
• सांप्रदायिक क्षेत्र। यह सेवा क्षेत्र और आवास और सांप्रदायिक सेवाएं हैं। अंतिम ऊर्जा खपत सुनिश्चित करने के लिए खर्च किए गए ईंधन की मात्रा क्या मायने रखती है।

रूस में ग्रीनहाउस गैसों की समस्या

रूस में ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का द्रव्यमान हर साल बढ़ रहा है। यदि हम क्षेत्रों द्वारा प्रदूषण की संरचना पर विचार करें, तो चित्र इस प्रकार होगा:

• ऊर्जा उद्योग - 71%;
• ईंधन निष्कर्षण - 16%;
• औद्योगिक उत्पादन और निर्माण - 13%।

इस प्रकार, वातावरण में हानिकारक गैसों के उत्सर्जन को कम करने के कार्य में प्राथमिकता दिशा ठीक ऊर्जा क्षेत्र है। घरेलू उपभोक्ताओं द्वारा संसाधन उपयोग का संकेतक विश्व संकेतक से 2 गुना अधिक और यूरोपीय संकेतक से 3 गुना अधिक है। ऊर्जा खपत को कम करने की क्षमता 47% तक है।

निष्कर्ष

ग्रीनहाउस गैस प्रदूषण एक वैश्विक समस्या है और इससे उच्चतम अंतरराष्ट्रीय स्तर पर निपटा जाता है। हालाँकि, यह हर एक व्यक्ति पर लागू होता है। इस प्रकार, पर्यावरण की स्थिति के लिए व्यक्तिगत जिम्मेदारी की भावना होनी चाहिए। हरे-भरे स्थानों का रोपण, वनों में अग्नि सुरक्षा नियमों का अनुपालन, साथ ही दैनिक जीवन में सुरक्षित उत्पादों और वस्तुओं का उपयोग प्रत्येक व्यक्ति का न्यूनतम योगदान है। अगर हम भविष्य के बारे में बात करते हैं, तो हम इलेक्ट्रिक वाहनों में संक्रमण और आवासीय भवनों के सुरक्षित हीटिंग के बारे में बात कर सकते हैं। पर्यावरण के संरक्षण में एक बड़ा योगदान देने के लिए प्रचार और शैक्षिक गतिविधियों का आह्वान किया जाता है।

ग्रीन हाउस गैसें

ग्रीनहाउस गैसें वे गैसें हैं जिनके बारे में माना जाता है कि यह वैश्विक ग्रीनहाउस प्रभाव का कारण बनती हैं।

पृथ्वी के ताप संतुलन पर उनके अनुमानित प्रभाव के क्रम में मुख्य ग्रीनहाउस गैसें जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, ओजोन, हेलोकार्बन और नाइट्रस ऑक्साइड हैं।

भाप

जल वाष्प मुख्य प्राकृतिक ग्रीनहाउस गैस है जो 60% से अधिक प्रभाव के लिए जिम्मेदार है। इस स्रोत पर प्रत्यक्ष मानवजनित प्रभाव नगण्य है। इसी समय, अन्य कारकों के कारण पृथ्वी के तापमान में वृद्धि से वाष्पीकरण और वायुमंडल में जल वाष्प की कुल सांद्रता व्यावहारिक रूप से स्थिर सापेक्ष आर्द्रता पर बढ़ जाती है, जो बदले में ग्रीनहाउस प्रभाव को बढ़ाती है। इस प्रकार, कुछ सकारात्मक प्रतिक्रिया है।

मीथेन

समुद्र तल के नीचे जमा हुई मीथेन की एक विशाल रिहाई ने 55 मिलियन वर्ष पहले पृथ्वी को 7 डिग्री सेल्सियस गर्म कर दिया था।

अब भी ऐसा ही हो सकता है - इस धारणा की पुष्टि नासा के शोधकर्ताओं ने की थी। प्राचीन जलवायु के कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करते हुए, उन्होंने जलवायु परिवर्तन में मीथेन की भूमिका को बेहतर ढंग से समझने की कोशिश की। ग्रीनहाउस प्रभाव पर अधिकांश शोध अब इस प्रभाव में कार्बन डाइऑक्साइड की भूमिका पर केंद्रित हैं, हालांकि वातावरण में गर्मी बनाए रखने के लिए मीथेन की क्षमता कार्बन डाइऑक्साइड से 20 गुना अधिक है।

विभिन्न प्रकार के गैस से चलने वाले घरेलू उपकरण वातावरण में मीथेन की वृद्धि में योगदान करते हैं

पिछले 200 वर्षों में, वायुमंडलीय मीथेन दलदलों और नम तराई क्षेत्रों में कार्बनिक अवशेषों के अपघटन के साथ-साथ मानव निर्मित वस्तुओं से रिसाव के कारण दोगुना से अधिक हो गया है: गैस पाइपलाइन, कोयला खदानें, सिंचाई और गैस उत्सर्जन में वृद्धि के परिणामस्वरूप पशुधन से। लेकिन मीथेन का एक और स्रोत है - समुद्र तल के नीचे जमे हुए रूप में संरक्षित समुद्री तलछट में कार्बनिक अवशेषों का क्षय।

आम तौर पर कम तापमान और उच्च दबाव समुद्र के नीचे मीथेन को स्थिर रखते हैं, लेकिन हमेशा ऐसा नहीं होता है। ग्लोबल वार्मिंग की अवधि के दौरान, जैसे कि 55 मिलियन वर्ष पहले हुई और 100 हजार वर्षों तक चली पैलियोसीन थर्मल अधिकतम, लिथोस्फेरिक प्लेटों की गति, विशेष रूप से भारतीय उपमहाद्वीप में, समुद्र तल पर दबाव में गिरावट आई और हो सकता है मीथेन की एक बड़ी रिहाई का कारण। जैसे-जैसे वातावरण और महासागर गर्म होने लगे, मीथेन उत्सर्जन में वृद्धि हो सकती है। कुछ वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि वर्तमान ग्लोबल वार्मिंग उसी परिदृश्य के अनुसार घटनाओं के विकास को जन्म दे सकती है - अगर समुद्र काफी गर्म हो जाए।

जब मीथेन वायुमंडल में प्रवेश करती है, तो यह ऑक्सीजन और हाइड्रोजन अणुओं के साथ कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प बनाने के लिए प्रतिक्रिया करती है, जो दोनों ग्रीनहाउस प्रभाव पैदा करने में सक्षम हैं। पिछले पूर्वानुमानों के अनुसार, सभी उत्सर्जित मीथेन लगभग 10 वर्षों में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में बदल जाएंगे। यदि ऐसा है, तो कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता में वृद्धि ग्रह के गर्म होने का मुख्य कारण होगी। हालांकि, अतीत के संदर्भों के साथ तर्क की पुष्टि करने के प्रयास असफल रहे - 55 मिलियन वर्ष पहले कार्बन डाइऑक्साइड एकाग्रता में वृद्धि का कोई निशान नहीं मिला।

नए अध्ययन में इस्तेमाल किए गए मॉडलों से पता चला है कि जब वातावरण में मीथेन का स्तर तेजी से बढ़ता है, तो उसमें मीथेन के साथ प्रतिक्रिया करने वाले ऑक्सीजन और हाइड्रोजन की सामग्री घट जाती है (प्रतिक्रिया की समाप्ति तक), और शेष मीथेन में रहता है सैकड़ों वर्षों से हवा, अपने आप में ग्लोबल वार्मिंग का कारण बन रही है। और ये सैकड़ों वर्ष वातावरण को गर्म करने, महासागरों में बर्फ को पिघलाने और संपूर्ण जलवायु प्रणाली को बदलने के लिए पर्याप्त हैं।

मीथेन के मुख्य मानवजनित स्रोत पशुधन का पाचन किण्वन, चावल उगाना, बायोमास दहन (वनों की कटाई सहित) हैं। जैसा कि हाल के अध्ययनों से पता चला है, वातावरण में मीथेन की सांद्रता में तेजी से वृद्धि हमारे युग की पहली सहस्राब्दी में हुई (संभवतः कृषि उत्पादन और पशुचारण के विस्तार और जंगलों के जलने के परिणामस्वरूप)। 1000 और 1700 के बीच मीथेन सांद्रता 40% गिर गई, लेकिन हाल की शताब्दियों में फिर से बढ़ी है (संभवतः कृषि योग्य भूमि और चरागाहों में वृद्धि और जंगलों को जलाने, हीटिंग के लिए लकड़ी का उपयोग, पशुधन, सीवेज, चावल की खेती में वृद्धि के परिणामस्वरूप) । कठोर कोयले और प्राकृतिक गैस जमा के विकास के दौरान रिसाव, साथ ही लैंडफिल पर उत्पन्न बायोगैस की संरचना में मीथेन उत्सर्जन, मीथेन आपूर्ति में कुछ योगदान देता है।

कार्बन डाइआक्साइड

पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड के स्रोत ज्वालामुखी उत्सर्जन, जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि और मानवीय गतिविधियाँ हैं। मानवजनित स्रोत जीवाश्म ईंधन दहन, बायोमास दहन (वनों की कटाई सहित), कुछ औद्योगिक प्रक्रियाएं (जैसे सीमेंट उत्पादन) हैं। पौधे कार्बन डाइऑक्साइड के मुख्य उपभोक्ता हैं। आम तौर पर, बायोकेनोसिस कार्बन डाइऑक्साइड की लगभग उतनी ही मात्रा को अवशोषित करता है जितना यह पैदा करता है (बायोमास के क्षय के कारण)।

ग्रीनहाउस प्रभाव की तीव्रता पर कार्बन डाइऑक्साइड का प्रभाव।

कार्बन चक्र और कार्बन डाइऑक्साइड के विशाल भंडार के रूप में महासागरों की भूमिका के बारे में बहुत कुछ सीखा जाना बाकी है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, मानवता हर साल उपलब्ध 750 अरब टन में सीओ 2 के रूप में 7 अरब टन कार्बन जोड़ती है। लेकिन हमारा लगभग आधा उत्सर्जन - 3 बिलियन टन - हवा में ही रहता है। इसे इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि अधिकांश सीओ 2 का उपयोग स्थलीय और समुद्री पौधों द्वारा किया जाता है, जो समुद्री तलछट में दबे होते हैं, समुद्र के पानी द्वारा अवशोषित होते हैं, या अन्यथा अवशोषित होते हैं। CO2 (लगभग 4 बिलियन टन) के इस बड़े हिस्से में से लगभग दो बिलियन टन वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड हर साल समुद्र द्वारा अवशोषित किया जाता है।

यह सब अनुत्तरित प्रश्नों की संख्या को बढ़ाता है: समुद्र का पानी वास्तव में वायुमंडलीय हवा के साथ कैसे बातचीत करता है, सीओ 2 को अवशोषित करता है? समुद्र कितना अधिक कार्बन अवशोषित कर सकते हैं, और किस स्तर का ग्लोबल वार्मिंग उनकी भंडारण क्षमता को प्रभावित कर सकता है? जलवायु परिवर्तन से फंसी गर्मी को अवशोषित करने और संग्रहीत करने के लिए महासागरों की क्षमता क्या है?

वायु धाराओं में बादलों और निलंबित कणों की भूमिका, जिसे एरोसोल कहा जाता है, को जलवायु मॉडल बनाते समय ध्यान में रखना आसान नहीं है। बादल पृथ्वी की सतह को छायांकित करते हैं, जिससे शीतलन होता है, लेकिन उनकी ऊंचाई, घनत्व और अन्य स्थितियों के आधार पर, वे पृथ्वी की सतह से परावर्तित गर्मी को भी पकड़ सकते हैं, जिससे ग्रीनहाउस प्रभाव की तीव्रता बढ़ जाती है। एरोसोल का प्रभाव भी दिलचस्प है। उनमें से कुछ जल वाष्प को बदलते हैं, इसे छोटी बूंदों में संघनित करते हैं जो बादल बनाती हैं। ये बादल बहुत घने होते हैं और हफ्तों तक पृथ्वी की सतह को अस्पष्ट करते हैं। यही है, वे सूर्य के प्रकाश को तब तक अवरुद्ध करते हैं जब तक कि वे वर्षा के साथ गिर न जाएं।

संयुक्त प्रभाव बहुत बड़ा हो सकता है: फिलीपींस में माउंट पिनाटुबा के 1991 के ज्वालामुखी विस्फोट ने समताप मंडल में भारी मात्रा में सल्फेट छोड़ा, जिससे दुनिया भर में तापमान में गिरावट आई जो दो साल तक चली।

इस प्रकार, मुख्य रूप से सल्फर युक्त कोयले और तेलों के जलने से होने वाला हमारा अपना प्रदूषण, ग्लोबल वार्मिंग के प्रभाव को अस्थायी रूप से कम कर सकता है। विशेषज्ञों का अनुमान है कि 20वीं शताब्दी के दौरान, एरोसोल ने वार्मिंग की मात्रा को 20% तक कम कर दिया। सामान्य तौर पर, तापमान 1940 के दशक से बढ़ा है, लेकिन 1970 के बाद से नीचे आया है। एरोसोल का प्रभाव पिछली शताब्दी के मध्य में असामान्य शीतलन की व्याख्या करने में मदद कर सकता है।

2006 में, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन 24 बिलियन टन था। शोधकर्ताओं का एक बहुत सक्रिय समूह इस धारणा पर आपत्ति जताता है कि ग्लोबल वार्मिंग के कारणों में से एक मानव गतिविधि है। उनकी राय में, मुख्य बात जलवायु परिवर्तन की प्राकृतिक प्रक्रियाएं और बढ़ी हुई सौर गतिविधि है। लेकिन, हैम्बर्ग में जर्मन क्लाइमेटोलॉजिकल सेंटर के प्रमुख क्लॉस हैसलमैन के अनुसार, केवल 5% को प्राकृतिक कारणों से समझाया जा सकता है, और शेष 95% मानव गतिविधि के कारण मानव निर्मित कारक है।

कुछ वैज्ञानिक तापमान में वृद्धि के साथ CO2 में वृद्धि को भी नहीं जोड़ते हैं। संशयवादियों का कहना है कि यदि बढ़ते तापमान के लिए बढ़ते CO2 उत्सर्जन को जिम्मेदार ठहराया जाए, तो युद्ध के बाद के आर्थिक उछाल के दौरान तापमान में वृद्धि हुई होगी, जब भारी मात्रा में जीवाश्म ईंधन जलाए गए थे। हालांकि, जियोफिजिकल फ्लूड डायनेमिक्स लेबोरेटरी के निदेशक जेरी मालमैन ने गणना की कि कोयले और तेलों के बढ़ते उपयोग ने वातावरण की सल्फर सामग्री को तेजी से बढ़ाया, जिससे शीतलन हुआ। 1970 के बाद, CO2 और मीथेन के लंबे जीवन चक्र के थर्मल प्रभाव ने तेजी से क्षय होने वाले एरोसोल को दबा दिया, जिससे तापमान में वृद्धि हुई। इस प्रकार, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि ग्रीनहाउस प्रभाव की तीव्रता पर कार्बन डाइऑक्साइड का प्रभाव बहुत बड़ा और निर्विवाद है।

हालांकि, बढ़ता ग्रीनहाउस प्रभाव विनाशकारी नहीं हो सकता है। वास्तव में, उच्च तापमान का स्वागत किया जा सकता है जहां वे काफी दुर्लभ हैं। 1900 के बाद से, रूस, यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका के उत्तरी भाग सहित 40 से 700 उत्तरी अक्षांश तक सबसे बड़ी वार्मिंग देखी गई है, जहां ग्रीनहाउस गैसों का औद्योगिक उत्सर्जन सबसे पहले शुरू हुआ था। अधिकांश वार्मिंग रात में होती है, मुख्य रूप से बढ़े हुए बादलों के कारण जो बाहर जाने वाली गर्मी को फँसाते हैं। नतीजतन, बुवाई के मौसम में एक सप्ताह की वृद्धि हुई है।

क्या अधिक है, ग्रीनहाउस प्रभाव कुछ किसानों के लिए अच्छी खबर हो सकती है। सीओ 2 की एक उच्च सांद्रता पौधों पर सकारात्मक प्रभाव डाल सकती है, क्योंकि पौधे प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करते हैं, इसे जीवित ऊतक में बदल देते हैं। इसलिए, अधिक पौधों का मतलब है कि वातावरण से अधिक CO2 ऊपर उठना, ग्लोबल वार्मिंग को धीमा करना।

इस घटना की जांच अमेरिकी विशेषज्ञों ने की थी। उन्होंने हवा में CO2 की दोगुनी मात्रा के साथ दुनिया का एक मॉडल बनाने का फैसला किया। ऐसा करने के लिए, उन्होंने उत्तरी कैलिफोर्निया में एक चौदह वर्षीय देवदार के जंगल का इस्तेमाल किया। पेड़ों के बीच लगे पाइप के जरिए गैस पंप की गई। प्रकाश संश्लेषण में 50-60% की वृद्धि हुई। लेकिन प्रभाव जल्द ही उलट गया। दम घुटने वाले पेड़ कार्बन डाइऑक्साइड की इस मात्रा का सामना नहीं कर सके। प्रकाश संश्लेषण में लाभ खो गया था। यह एक और उदाहरण है कि कैसे मानव हेरफेर अप्रत्याशित परिणाम देता है।

लेकिन ग्रीनहाउस प्रभाव के इन छोटे सकारात्मक पहलुओं की तुलना नकारात्मक पहलुओं से नहीं की जा सकती। देवदार के जंगल का उदाहरण लें, जहां CO 2 दोगुनी हो गई है, और इस सदी के अंत तक CO 2 सांद्रता चौगुनी होने का अनुमान है। आप अंदाजा लगा सकते हैं कि पौधों के लिए कितने विनाशकारी परिणाम हो सकते हैं। और यह, बदले में, सीओ 2 की मात्रा में वृद्धि करेगा, क्योंकि कम पौधे, सीओ 2 की सांद्रता जितनी अधिक होगी।

ग्रीनहाउस प्रभाव के परिणाम

ग्रीनहाउस प्रभाव गैसों की जलवायु

जैसे-जैसे तापमान बढ़ेगा, महासागरों, झीलों, नदियों आदि से पानी का वाष्पीकरण बढ़ेगा। चूंकि गर्म हवा अधिक जल वाष्प धारण कर सकती है, यह एक शक्तिशाली प्रतिक्रिया प्रभाव पैदा करता है: यह जितना गर्म होता है, हवा में जल वाष्प की मात्रा उतनी ही अधिक होती है, और यह बदले में, ग्रीनहाउस प्रभाव को बढ़ाता है।

वायुमंडल में जल वाष्प की मात्रा पर मानव गतिविधि का बहुत कम प्रभाव पड़ता है। लेकिन हम अन्य ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन करते हैं, जिससे ग्रीनहाउस प्रभाव अधिक से अधिक तीव्र हो जाता है। वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि CO2 उत्सर्जन में वृद्धि, मुख्य रूप से जीवाश्म ईंधन के जलने से, 1850 के बाद से पृथ्वी पर देखी गई वार्मिंग का लगभग 60% है। वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता प्रति वर्ष लगभग 0.3% बढ़ रही है, और अब औद्योगिक क्रांति से पहले की तुलना में लगभग 30% अधिक है। अगर इसे निरपेक्ष रूप से व्यक्त किया जाए, तो हर साल मानवता लगभग 7 बिलियन टन जोड़ती है। इस तथ्य के बावजूद कि यह वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की कुल मात्रा के संबंध में एक छोटा सा हिस्सा है - 750 अरब टन, और महासागरों में निहित सीओ 2 की मात्रा की तुलना में भी छोटा - लगभग 35 ट्रिलियन टन, यह बहुत महत्वपूर्ण है . कारण: प्राकृतिक प्रक्रियाएं संतुलन में हैं, सीओ 2 की ऐसी मात्रा वातावरण में प्रवेश करती है, जिसे वहां से हटा दिया जाता है। और मानव गतिविधि केवल CO 2 जोड़ती है।

भाप

बर्फ में हवा के बुलबुले के विश्लेषण से पता चलता है कि पिछले 400,000 वर्षों में किसी भी समय की तुलना में अब पृथ्वी के वायुमंडल में अधिक मीथेन है। 1750 के बाद से, मीथेन की औसत वैश्विक वायुमंडलीय सांद्रता 1998 में मात्रा (पीपीबीवी) द्वारा लगभग 700 से 1745 भागों प्रति अरब तक 150 प्रतिशत बढ़ गई है। पिछले एक दशक में, हालांकि मीथेन सांद्रता में वृद्धि जारी है, विकास की दर धीमी हो गई है। 1970 के दशक के अंत में, विकास दर लगभग 20 पीपीबीवी प्रति वर्ष थी। 1980 के दशक में, विकास दर धीमी होकर 9-13 पीपीबीवी प्रति वर्ष हो गई। 1990 और 1998 के बीच प्रति वर्ष 0 और 13 पीपीबीवी के बीच वृद्धि हुई थी। हाल के अध्ययन (Dlugokencky et al.) 1999 और 2002 के बीच 1751 पीपीबीवी की एक स्थिर एकाग्रता दिखाते हैं।

मीथेन को कई प्रक्रियाओं के माध्यम से वायुमंडल से हटा दिया जाता है। मीथेन उत्सर्जन और निष्कासन प्रक्रियाओं के बीच संतुलन अंततः वायुमंडलीय सांद्रता और वातावरण में मीथेन के निवास समय को निर्धारित करता है। प्रमुख हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स (OH) के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा ऑक्सीकरण है। मीथेन क्षोभमंडल में OH के साथ क्रिया करके CH3 और पानी बनाता है। वायुमंडल से मीथेन को हटाने में समताप मंडल का ऑक्सीकरण भी (मामूली) भूमिका निभाता है। ओएच के साथ ये दो प्रतिक्रियाएं वातावरण से मीथेन को हटाने का लगभग 90% हिस्सा हैं। ओएच के साथ प्रतिक्रिया के अलावा, दो और प्रक्रियाएं ज्ञात हैं: मिट्टी में मीथेन का सूक्ष्मजीवविज्ञानी अवशोषण और समुद्र की सतह पर क्लोरीन (सीएल) परमाणुओं के साथ मीथेन की प्रतिक्रिया। इन प्रक्रियाओं का योगदान क्रमशः 7% और 2% से कम है।

ओजोन

ओजोन एक ग्रीनहाउस गैस है। साथ ही, ओजोन जीवन के लिए आवश्यक है, क्योंकि यह पृथ्वी को सूर्य की कठोर पराबैंगनी विकिरण से बचाती है।

हालांकि, वैज्ञानिक स्ट्रैटोस्फेरिक और ट्रोपोस्फेरिक ओजोन के बीच अंतर करते हैं। पहली (तथाकथित ओजोन परत) हानिकारक विकिरण से स्थायी और मुख्य सुरक्षा है। दूसरा हानिकारक माना जाता है, क्योंकि इसे पृथ्वी की सतह पर स्थानांतरित किया जा सकता है, जहां यह जीवित प्राणियों को नुकसान पहुंचाता है, और इसके अलावा, यह अस्थिर है और एक विश्वसनीय सुरक्षा नहीं हो सकती है। इसके अलावा, ट्रोपोस्फेरिक ओजोन की सामग्री में वृद्धि ने वातावरण के ग्रीनहाउस प्रभाव के विकास में योगदान दिया है, जो (सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत वैज्ञानिक अनुमानों के अनुसार) CO2 के योगदान का लगभग 25% है।

अधिकांश क्षोभमंडल ओजोन का निर्माण तब होता है जब नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx), कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) और वाष्पशील कार्बनिक यौगिक सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करते हैं। परिवहन, औद्योगिक उत्सर्जन और कुछ रासायनिक विलायक वातावरण में इन पदार्थों के मुख्य स्रोत हैं। मीथेन, जो पिछली शताब्दी में वायुमंडलीय सांद्रता में काफी वृद्धि हुई है, ओजोन के निर्माण में भी योगदान देती है। ट्रोपोस्फेरिक ओजोन का जीवनकाल लगभग 22 दिन है, और मुख्य निष्कासन तंत्र मृदा बंधन, पराबैंगनी किरणों द्वारा क्षरण, और ओएच और एचओ 2 रेडिकल के साथ प्रतिक्रियाएं हैं।

ट्रोपोस्फेरिक ओजोन सांद्रता भौगोलिक वितरण में अत्यधिक परिवर्तनशील और असमान हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप में उपग्रहों और जमीनी अवलोकन के आधार पर क्षोभमंडलीय ओजोन के लिए एक निगरानी प्रणाली है। क्योंकि ओजोन को बनने के लिए सूर्य के प्रकाश की आवश्यकता होती है, ओजोन का उच्च स्तर आमतौर पर गर्म, धूप वाले मौसम के दौरान होता है। यूरोप में क्षोभमंडलीय ओजोन की वर्तमान औसत सांद्रता पूर्व-औद्योगिक युग की तुलना में तीन गुना अधिक है।

सतह के पास ओजोन सांद्रता में वृद्धि का वनस्पति पर गहरा नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, पत्तियों को नुकसान पहुंचाता है और उनकी प्रकाश संश्लेषक क्षमता को रोकता है। जमीनी स्तर पर ओजोन सांद्रता में ऐतिहासिक वृद्धि के परिणामस्वरूप, सीओ 2 को अवशोषित करने के लिए भूमि की सतह की क्षमता शायद दबा दी गई है और इसलिए 20 वीं शताब्दी में सीओ 2 की वृद्धि दर में वृद्धि हुई है। वैज्ञानिकों (सिच एट अल। 2007) का मानना ​​है कि इस अप्रत्यक्ष जलवायु बल ने जलवायु परिवर्तन में जमीनी स्तर पर ओजोन सांद्रता के योगदान को लगभग दोगुना कर दिया है। निचले क्षोभमंडल में ओजोन प्रदूषण को कम करने से अपेक्षाकृत कम आर्थिक लागत पर 1-2 दशकों के CO2 उत्सर्जन की भरपाई हो सकती है (वालैक और रामनाथन, 2009)।

नाइट्रोजन ऑक्साइड

नाइट्रस ऑक्साइड की ग्रीनहाउस गतिविधि कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में 298 गुना अधिक है।

फ्रीन्स

फ़्रीऑन की ग्रीनहाउस गतिविधि कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में 1300-8500 गुना अधिक है। फ़्रीऑन का मुख्य स्रोत प्रशीतन इकाइयाँ और एरोसोल हैं।

यह सभी देखें

• क्योटो प्रोटोकॉल (सीओ 2, सीएच 4, एचएफसी, पीएफसी, एन 2 ओ, एसएफ 6)

टिप्पणियाँ

लिंक

• प्वाइंट कार्बन एक विश्लेषणात्मक कंपनी है जो ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन व्यापार पर स्वतंत्र अनुमान, पूर्वानुमान और जानकारी प्रदान करने में विशेषज्ञता रखती है।
• "जी एंड एस - वायुमंडल" स्वचालित वायु गुणवत्ता निगरानी प्रणाली

जलवायु, जलवायु विज्ञान
जलवायु परिवर्तन	पेलियोक्लाइमेटोलॉजी एल नीनो भू-रासायनिक कार्बन चक्र प्रोटेरोज़ोइक हिमनद, हिमयुग, लिटिल आइस एज थर्मल मैक्सिमम (लेट पेलियोसीन थर्मल मैक्सिमम, लास्ट ग्लेशियल मैक्सिमम) ग्लेशियर हीट साइकल
वैश्विक तापमान	जलवायु परिवर्तन पर वनों की कटाई की कार्रवाई वैश्विक जलवायु मॉडल ग्लोबल कूलिंग ग्लोबल डिमिंग ओजोन होल ग्रीनहाउस प्रभाव कार्बन डाइऑक्साइड ग्रीनहाउस गैसें जलवायु परिवर्तन पर अंतर सरकारी पैनल जलवायु परिवर्तन पर संयुक्त राष्ट्र फ्रेमवर्क कन्वेंशन (क्योटो प्रोटोकॉल) शिखर तेल अक्षय ऊर्जा तापमान रुझान समुद्र स्तर वृद्धि कोपेनहेगन सहमति

विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010.

हमारे ग्रह के वातावरण में ग्रीनहाउस प्रभाव इस तथ्य के कारण होता है कि पृथ्वी की सतह से उठने वाले स्पेक्ट्रम के अवरक्त रेंज में ऊर्जा का प्रवाह वायुमंडलीय गैसों के अणुओं द्वारा अवशोषित किया जाता है, और विभिन्न दिशाओं में वापस विकीर्ण होता है। नतीजतन, ग्रीनहाउस गैसों के अणुओं द्वारा अवशोषित ऊर्जा का आधा हिस्सा पृथ्वी की सतह पर वापस आ जाता है, जिससे यह गर्म हो जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ग्रीनहाउस प्रभाव एक प्राकृतिक वायुमंडलीय घटना है (चित्र 5)। यदि पृथ्वी पर बिल्कुल भी ग्रीनहाउस प्रभाव नहीं होता, तो हमारे ग्रह पर औसत तापमान लगभग -21 ° C होता, और इसलिए, ग्रीनहाउस गैसों के लिए धन्यवाद, यह + 14 ° C होता है। इसलिए, विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक रूप से, मानव गतिविधि, जो पृथ्वी के वायुमंडल में ग्रीनहाउस गैसों की रिहाई से जुड़ी है, को ग्रह के और अधिक ताप की ओर ले जाना चाहिए। पृथ्वी के ताप संतुलन पर उनके अनुमानित प्रभाव के क्रम में मुख्य ग्रीनहाउस गैसें जल वाष्प (36-70%), कार्बन डाइऑक्साइड (9-26%), मीथेन (4-9%), हेलोकार्बन, नाइट्रिक ऑक्साइड हैं।

चावल।

कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र, कारखाने की चिमनियाँ, कार के निकास और प्रदूषण के अन्य मानव निर्मित स्रोत मिलकर प्रति वर्ष लगभग 22 बिलियन टन कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन करते हैं। पशुपालन, उर्वरक अनुप्रयोग, कोयला जलाने और अन्य स्रोत प्रति वर्ष लगभग 250 मिलियन टन मीथेन का उत्पादन करते हैं। मानव जाति द्वारा उत्सर्जित सभी ग्रीनहाउस गैसों का लगभग आधा वायुमंडल में रहता है। पिछले 20 वर्षों में सभी मानवजनित ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का लगभग तीन-चौथाई तेल, प्राकृतिक गैस और कोयले के उपयोग के कारण हुआ है (चित्र 6)। बाकी का अधिकांश भाग परिदृश्य परिवर्तन, मुख्य रूप से वनों की कटाई के कारण होता है।

चावल।

भापआज की सबसे महत्वपूर्ण ग्रीनहाउस गैस है। हालाँकि, जल वाष्प कई अन्य प्रक्रियाओं में भी शामिल होता है, जो विभिन्न परिस्थितियों में अपनी भूमिका को स्पष्ट से दूर कर देता है।

सबसे पहले, पृथ्वी की सतह से वाष्पीकरण के दौरान और वायुमंडल में और संघनन के दौरान, वायुमंडल में प्रवेश करने वाली सभी गर्मी का 40% तक संवहन के कारण वायुमंडल की निचली परतों (क्षोभमंडल) में स्थानांतरित हो जाता है। इस प्रकार, वाष्पीकरण के दौरान जल वाष्प सतह के तापमान को कुछ हद तक कम कर देता है। लेकिन वातावरण में संघनन के परिणामस्वरूप निकलने वाली गर्मी का उपयोग इसे गर्म करने के लिए किया जाता है, और बाद में, पृथ्वी की सतह को ही गर्म करने के लिए किया जाता है।

लेकिन जल वाष्प के संघनन के बाद, पानी की बूंदें या बर्फ के क्रिस्टल बनते हैं, जो सूर्य के प्रकाश के प्रकीर्णन में गहन रूप से शामिल होते हैं, जो सौर ऊर्जा के हिस्से को वापस अंतरिक्ष में दर्शाते हैं। बादल, जो इन बूंदों और क्रिस्टल का केवल संचय हैं, वायुमंडल द्वारा परावर्तित सौर ऊर्जा (अल्बेडो) के अंश को वापस अंतरिक्ष में बढ़ा देते हैं (और बादलों से आगे की वर्षा बर्फ के रूप में गिर सकती है, जिससे सतह अल्बेडो बढ़ जाती है)।

हालांकि, जल वाष्प, यहां तक ​​​​कि बूंदों और क्रिस्टल में संघनित, अभी भी स्पेक्ट्रम के अवरक्त क्षेत्र में शक्तिशाली अवशोषण बैंड हैं, जिसका अर्थ है कि समान बादलों की भूमिका स्पष्ट से बहुत दूर है। यह द्वंद्व निम्नलिखित चरम मामलों में विशेष रूप से ध्यान देने योग्य है - जब धूप गर्मी के मौसम में आकाश बादलों से ढका होता है, तो सतह पर तापमान कम हो जाता है, और यदि सर्दियों की रात में भी ऐसा ही होता है, तो इसके विपरीत, यह बढ़ जाता है। बादलों की स्थिति अंतिम परिणाम को भी प्रभावित करती है - कम ऊंचाई पर, शक्तिशाली बादल बहुत अधिक सौर ऊर्जा को प्रतिबिंबित करते हैं, और संतुलन इस मामले में ग्रीनहाउस विरोधी प्रभाव के पक्ष में हो सकता है, लेकिन उच्च ऊंचाई पर, दुर्लभ सिरस बादल बहुत अधिक सौर ऊर्जा नीचे है, लेकिन यहां तक ​​​​कि दुर्लभ बादल भी अवरक्त विकिरण के लिए लगभग एक दुर्गम बाधा हैं, और यहां हम ग्रीनहाउस प्रभाव की प्रबलता के बारे में बात कर सकते हैं।

जल वाष्प की एक अन्य विशेषता - आर्द्र वातावरण कुछ हद तक एक अन्य ग्रीनहाउस गैस - कार्बन डाइऑक्साइड के बंधन में योगदान देता है, और वर्षा द्वारा पृथ्वी की सतह पर इसका स्थानांतरण होता है, जहां इसका उपयोग कार्बोनेट और जीवाश्म ईंधन के निर्माण में किया जा सकता है। आगे की प्रक्रियाओं का परिणाम।

मानव गतिविधि का वायुमंडल में जल वाष्प की सामग्री पर बहुत कम प्रत्यक्ष प्रभाव पड़ता है - केवल सिंचित भूमि के क्षेत्र में वृद्धि, दलदलों के क्षेत्र में परिवर्तन और ऊर्जा के कार्य के कारण, जो कि के खिलाफ नगण्य है पृथ्वी की संपूर्ण जल सतह और ज्वालामुखीय गतिविधि से वाष्पीकरण की पृष्ठभूमि। इस वजह से, ग्रीनहाउस प्रभाव की समस्या पर विचार करते समय अक्सर इस पर बहुत कम ध्यान दिया जाता है।

हालांकि, वायुमंडलीय जल वाष्प सामग्री और अन्य ग्रीनहाउस गैसों के कारण वार्मिंग के बीच प्रतिक्रिया के कारण जल वाष्प सामग्री पर अप्रत्यक्ष प्रभाव बहुत बड़ा हो सकता है, जिस पर अब हम विचार करेंगे।

यह ज्ञात है कि तापमान में वृद्धि के साथ, जल वाष्प का वाष्पीकरण भी बढ़ता है, और प्रत्येक 10 डिग्री सेल्सियस के लिए हवा में जल वाष्प की संभावित सामग्री लगभग दोगुनी हो जाती है। उदाहरण के लिए, 0 डिग्री सेल्सियस पर, संतृप्त वाष्प दबाव लगभग 6 एमबी, +10 डिग्री सेल्सियस - 12 एमबी, और +20 डिग्री सेल्सियस - 23 एमबी पर होता है।

यह देखा जा सकता है कि जलवाष्प की मात्रा तापमान पर बहुत अधिक निर्भर करती है, और जब यह किसी भी कारण से कम हो जाती है, तो सबसे पहले, जल वाष्प का ग्रीनहाउस प्रभाव स्वयं कम हो जाता है (सामग्री कम होने के कारण), और दूसरा, जल वाष्प का संघनन होता है, जो, निश्चित रूप से, संघनन गर्मी की रिहाई के कारण तापमान में कमी को बहुत धीमा कर देता है, लेकिन संक्षेपण के बाद, सौर ऊर्जा का प्रतिबिंब बढ़ता है, दोनों वायुमंडल (बूंदों और बर्फ के क्रिस्टल पर बिखरते हुए) और सतह (बर्फबारी) ), जो तापमान को और कम करता है।

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, वायुमंडल में जलवाष्प की मात्रा बढ़ती है, इसका ग्रीनहाउस प्रभाव बढ़ता है, जो तापमान में प्रारंभिक वृद्धि को बढ़ाता है। सिद्धांत रूप में, बादल भी बढ़ता है (अधिक जल वाष्प अपेक्षाकृत ठंडे क्षेत्रों में प्रवेश करता है), लेकिन यह बेहद कमजोर है - आई। मोखोव के अनुसार, लगभग 0.4% प्रति डिग्री वार्मिंग, जो सौर ऊर्जा प्रतिबिंब के विकास को बहुत प्रभावित नहीं कर सकता है।

कार्बन डाइआक्साइड- आज ग्रीनहाउस प्रभाव में दूसरा सबसे बड़ा योगदानकर्ता, तापमान गिरने पर जमता नहीं है, और स्थलीय परिस्थितियों में संभव न्यूनतम तापमान पर भी ग्रीनहाउस प्रभाव पैदा करना जारी रखता है। संभवतः, ज्वालामुखी गतिविधि के कारण वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड के क्रमिक संचय के कारण ही पृथ्वी सबसे शक्तिशाली हिमनदों की स्थिति से बाहर निकलने में सक्षम थी (जब भूमध्य रेखा भी बर्फ की एक शक्तिशाली परत से ढकी हुई थी) , जिसमें यह प्रोटेरोज़ोइक की शुरुआत और अंत में गिर गया।

कार्बन डाइऑक्साइड लिथोस्फीयर-हाइड्रोस्फीयर-वायुमंडल प्रणाली में एक शक्तिशाली कार्बन चक्र में शामिल है, और पृथ्वी की जलवायु में परिवर्तन मुख्य रूप से वायुमंडल में इसके प्रवेश और इसे हटाने के संतुलन में बदलाव के साथ जुड़ा हुआ है।

पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की अपेक्षाकृत उच्च घुलनशीलता के कारण, जलमंडल (मुख्य रूप से महासागरों) में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री अब कार्बन के 4x104 Gt (गीगाटन) है (अब से कार्बन के संदर्भ में CO2 पर डेटा दिया गया है), जिसमें गहरा भी शामिल है। परतें (पुटविंस्की, 1998)। वर्तमान में वातावरण में लगभग 7.5x102 Gt कार्बन है (अलेक्सेव एट अल।, 1999)। वातावरण में CO2 की सामग्री हमेशा कम थी - उदाहरण के लिए, आर्कियन (लगभग 3.5 बिलियन वर्ष पहले) में, वातावरण में लगभग 85-90% कार्बन डाइऑक्साइड शामिल था, काफी अधिक दबाव और तापमान पर (सोरोख्तिन, उशाकोव) , 1997)। हालांकि, आंतरिक रूप से सड़ने के साथ-साथ जीवन के उद्भव के परिणामस्वरूप पृथ्वी की सतह पर पानी के महत्वपूर्ण द्रव्यमान का प्रवाह, लगभग सभी वायुमंडलीय और कार्बन डाइऑक्साइड के एक महत्वपूर्ण हिस्से के रूप में पानी में घुलने के बंधन को सुनिश्चित करता है। कार्बोनेटों का (लगभग 5.5x107 Gt कार्बन स्थलमंडल में संग्रहित होता है (IPCC रिपोर्ट, 2000))। साथ ही, जीवित जीवों द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड को विभिन्न प्रकार के दहनशील खनिजों में परिवर्तित किया जाने लगा। इसके अलावा, कार्बन डाइऑक्साइड के हिस्से को बायोमास के संचय के कारण अनुक्रमित किया गया था, कुल कार्बन भंडार जिसमें वातावरण में तुलनीय हैं, और मिट्टी को ध्यान में रखते हुए, यह कई गुना अधिक है।

हालाँकि, हम मुख्य रूप से उन प्रवाहों में रुचि रखते हैं जो वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड के प्रवेश को सुनिश्चित करते हैं और इसे इससे हटाते हैं। लिथोस्फीयर अब मुख्य रूप से ज्वालामुखी गतिविधि के कारण वायुमंडल में प्रवेश करने वाले कार्बन डाइऑक्साइड का एक बहुत छोटा प्रवाह प्रदान करता है - प्रति वर्ष लगभग 0.1 Gt कार्बन (पुटविंस्की, 1998)। महत्वपूर्ण रूप से बड़े प्रवाह महासागरों (वहां रहने वाले जीवों के साथ) - वातावरण, और स्थलीय बायोटा - वातावरण में देखे जाते हैं। वायुमंडल से सालाना लगभग 92 Gt कार्बन समुद्र में प्रवेश करता है और 90 Gt वापस वायुमंडल में लौट आता है (पुटविंस्की, 1998)। इस प्रकार, समुद्र द्वारा हर साल लगभग 2 Gt कार्बन अतिरिक्त रूप से वायुमंडल से हटा दिया जाता है। इसी समय, प्रति वर्ष लगभग 100 Gt कार्बन स्थलीय मृत जीवों के श्वसन और अपघटन की प्रक्रियाओं में वातावरण में प्रवेश करता है। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं में, स्थलीय वनस्पति भी वायुमंडल से लगभग 100 Gt कार्बन निकालती है (पुटविंस्की, 1998)। जैसा कि हम देख सकते हैं, वातावरण से कार्बन इनपुट और आउटपुट का तंत्र काफी संतुलित है, लगभग समान प्रवाह प्रदान करता है। आधुनिक मानव जीवन में इस तंत्र में जीवाश्म ईंधन (तेल, गैस, कोयला, आदि) के दहन के कारण वातावरण में कार्बन का लगातार बढ़ता अतिरिक्त प्रवाह शामिल है - आंकड़ों के अनुसार, उदाहरण के लिए, 1989-99 की अवधि के लिए, वर्ष में औसतन लगभग 6.3 Gt। इसके अलावा, वनों की कटाई और जंगलों के आंशिक रूप से जलने के कारण वातावरण में कार्बन प्रवाह बढ़ जाता है - प्रति वर्ष 1.7 Gt तक (IPCC रिपोर्ट, 2000), जबकि CO2 के अवशोषण में योगदान देने वाले बायोमास में वृद्धि केवल 0.2 Gt प्रति वर्ष है। वर्ष में लगभग 2 Gt के बजाय। यहां तक ​​​​कि समुद्र द्वारा लगभग 2 Gt अतिरिक्त कार्बन को अवशोषित करने की संभावना को ध्यान में रखते हुए, अभी भी एक महत्वपूर्ण अतिरिक्त प्रवाह (वर्तमान में, लगभग 6 Gt प्रति वर्ष) बना हुआ है, जो वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री को बढ़ाता है। इसके अलावा, निकट भविष्य में समुद्र द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड का अवशोषण कम हो सकता है, और यहां तक ​​कि रिवर्स प्रक्रिया भी संभव है - महासागरों से कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई। यह पानी के तापमान में वृद्धि के साथ कार्बन डाइऑक्साइड की घुलनशीलता में कमी के कारण है - उदाहरण के लिए, पानी के तापमान में केवल 5 से 10 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के साथ, इसमें कार्बन डाइऑक्साइड का घुलनशीलता गुणांक लगभग 1.4 से घटकर 1.2 हो जाता है। .

इसलिए, आर्थिक गतिविधि के कारण वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड का प्रवाह कुछ प्राकृतिक प्रवाहों की तुलना में बड़ा नहीं है, हालांकि, इसकी क्षतिपूर्ति से वातावरण में CO2 का क्रमिक संचय होता है, जो CO2 के प्रवाह और बहिर्वाह के संतुलन को नष्ट कर देता है। पृथ्वी के विकास और उस पर जीवन के अरबों वर्षों में बना है।

भूवैज्ञानिक और ऐतिहासिक अतीत के कई तथ्य जलवायु परिवर्तन और ग्रीनहाउस गैसों की सामग्री में उतार-चढ़ाव के बीच संबंधों की गवाही देते हैं। 4 से 3.5 अरब साल पहले की अवधि में, सूर्य की चमक अब की तुलना में लगभग 30% कम थी। हालांकि, युवा, "पीला" सूर्य की किरणों के तहत, पृथ्वी पर जीवन विकसित हुआ और तलछटी चट्टानों का निर्माण हुआ: कम से कम पृथ्वी की सतह के हिस्से पर, तापमान पानी के हिमांक से ऊपर था। कुछ वैज्ञानिकों का सुझाव है कि उस समय पृथ्वी के वायुमंडल में एक अक्ष 1000 गुना बड़ा था कार्बन डाइआक्साइडयह अभी की तुलना में है, और इसने सौर ऊर्जा की कमी की भरपाई की, क्योंकि पृथ्वी से निकलने वाली गर्मी का अधिकांश भाग वायुमंडल में बना रहा। मेसोज़ोइक युग (डायनासोर के युग) में - बढ़ता हुआ ग्रीनहाउस प्रभाव बाद में असाधारण रूप से गर्म जलवायु के कारणों में से एक बन सकता है। पृथ्वी पर जीवाश्म अवशेषों के विश्लेषण के अनुसार उस समय यह अब से 10-15 डिग्री अधिक गर्म था। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि तब, 100 मिलियन वर्ष पहले और पहले, महाद्वीपों ने हमारे समय की तुलना में एक अलग स्थिति पर कब्जा कर लिया था, और महासागरीय परिसंचरण भी अलग था, इसलिए उष्ण कटिबंध से ध्रुवीय क्षेत्रों में गर्मी हस्तांतरण अधिक हो सकता है। हालांकि, एरिक जे. बैरोन, जो अब पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय में हैं, और अन्य लोगों द्वारा की गई गणना से पता चलता है कि मेसोज़ोइक वार्मिंग के आधे से अधिक पैलियोकॉन्टिनेंटल भूगोल से संबंधित नहीं हो सकते हैं। शेष वार्मिंग को कार्बन डाइऑक्साइड में वृद्धि द्वारा आसानी से समझाया गया है। इस धारणा को सबसे पहले स्टेट हाइड्रोलॉजिकल इंस्टीट्यूट के सोवियत वैज्ञानिकों एबी रोनोव और मुख्य भूभौतिकीय वेधशाला से एम। आई। बुड्यको ने सामने रखा था। इस सुझाव का समर्थन करने वाली गणना नेशनल सेंटर फॉर एटमॉस्फेरिक रिसर्च (एनसीएआर) के एरिक बैरोन, स्टारली एल थॉम्पसन द्वारा की गई थी। येल विश्वविद्यालय के रॉबर्ट ए. बर्नर और एंटोनियो सी. लाज़ागा और दिवंगत रॉबर्ट द्वारा विकसित एक भू-रासायनिक मॉडल से। 1983 में कुछ समय तक सूखे के बाद टेक्सास में खेत रेगिस्तान में बदल गए। कंप्यूटर मॉडल की गणना के अनुसार, ऐसी तस्वीर कई जगहों पर देखी जा सकती है यदि ग्लोबल वार्मिंग महाद्वीपों के मध्य क्षेत्रों में मिट्टी की नमी को कम कर देता है, जहां अनाज का उत्पादन होता है। केंद्रित है।

दक्षिण फ्लोरिडा विश्वविद्यालय के एम। गैरेल्स के अनुसार, यह इस प्रकार है कि कार्बन डाइऑक्साइड को मध्य-महासागर की लकीरों पर असाधारण रूप से मजबूत ज्वालामुखी गतिविधि के दौरान छोड़ा जा सकता है, जहां बढ़ती मैग्मा एक नया महासागर तल बनाती है। हिमनदों के दौरान वायुमंडलीय ग्रीनहाउस गैसों और जलवायु के बीच एक लिंक का प्रत्यक्ष प्रमाण अंटार्कटिक बर्फ में एम्बेडेड हवाई बुलबुले से "निकाला" जा सकता है, जो प्राचीन काल में गिरती बर्फ के संघनन द्वारा बनाया गया था। ग्रेनोबल में ग्लेशियोलॉजी और भूभौतिकी की प्रयोगशाला से क्लाउड लॉरीयू के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने अंटार्कटिका में वोस्तोक स्टेशन पर सोवियत शोधकर्ताओं द्वारा प्राप्त 2000 मीटर लंबे बर्फ स्तंभ (160 हजार वर्ष की अवधि के अनुरूप) का अध्ययन किया। इस बर्फ के स्तंभ में निहित गैसों के प्रयोगशाला विश्लेषण से पता चला है कि प्राचीन वातावरण में, कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन की सांद्रता संगीत कार्यक्रम में बदल गई थी और इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि औसत स्थानीय तापमान में परिवर्तन के साथ "समय में" (यह अनुपात द्वारा निर्धारित किया गया था) पानी के अणुओं में हाइड्रोजन समस्थानिकों की सांद्रता)। पिछली इंटरग्लेशियल अवधि के दौरान, जो पहले से ही 10 हजार साल तक चली है, और इससे पहले (130 हजार साल पहले) की इंटरग्लेशियल अवधि में भी 10 हजार साल तक चली, इस क्षेत्र में औसत तापमान हिमनदों की तुलना में 10 डिग्री सेल्सियस अधिक था। (कुल मिलाकर, संकेतित अवधियों के दौरान पृथ्वी 5°C गर्म थी।) उसी अवधि में, हिमनदों की तुलना में वायुमंडल में 25% अधिक कार्बन डाइऑक्साइड और 100,070 अधिक मीथेन थी। यह स्पष्ट नहीं है कि क्या ग्रीनहाउस गैसों में परिवर्तन कारण था और प्रभाव जलवायु परिवर्तन था, या इसके विपरीत। सबसे अधिक संभावना है, हिमनदों का कारण पृथ्वी की कक्षा में परिवर्तन और हिमनदों के आगे बढ़ने और पीछे हटने की विशेष गतिशीलता थी; हालाँकि, ये जलवायु उतार-चढ़ाव बायोटा में परिवर्तन और समुद्र के संचलन में उतार-चढ़ाव से तेज हो सकते हैं, जो वातावरण में ग्रीनहाउस गैसों की सामग्री को प्रभावित करते हैं। पिछले 100 वर्षों में ग्रीनहाउस गैस के उतार-चढ़ाव और जलवायु परिवर्तन पर और भी विस्तृत आंकड़े उपलब्ध हैं, जिसके दौरान कार्बन डाइऑक्साइड में 25% और मीथेन में 100% की और वृद्धि हुई है। पिछले 100 वर्षों के औसत वैश्विक तापमान के "रिकॉर्ड्स" का अध्ययन नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन के गोडार्ड इंस्टीट्यूट फॉर स्पेस रिसर्च के जेम्स ई। हैनसेन के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की दो टीमों और पूर्वी यूरोप के जलवायु विभाग के विश्वविद्यालय के टी एम एल विगले द्वारा किया गया है। इंग्लैंड।

वायुमंडल द्वारा ऊष्मा प्रतिधारण पृथ्वी के ऊर्जा संतुलन का मुख्य घटक है (चित्र 8)। सूर्य से आने वाली ऊर्जा का लगभग 30% या तो बादलों से, या कणों से, या पृथ्वी की सतह से परावर्तित (बाएं) होता है; शेष 70% अवशोषित होते हैं। अवशोषित ऊर्जा ग्रह की सतह द्वारा अवरक्त रेंज में फिर से उत्सर्जित होती है।

चावल।

इन वैज्ञानिकों ने सभी महाद्वीपों में फैले मौसम स्टेशनों से माप का उपयोग किया (जलवायु विभाग की टीम ने विश्लेषण में समुद्र में माप भी शामिल किया)। उसी समय, दो समूहों में टिप्पणियों का विश्लेषण करने और "विकृतियों" को ध्यान में रखते हुए विभिन्न तरीकों को अपनाया गया, उदाहरण के लिए, इस तथ्य से कि कुछ मौसम स्टेशन सौ वर्षों में दूसरी जगह "स्थानांतरित" हो गए, और कुछ स्थित शहरों में डेटा "दूषित" »औद्योगिक उद्यमों द्वारा उत्पन्न गर्मी का प्रभाव या इमारतों और फुटपाथ द्वारा दिन के दौरान जमा किया गया। अंतिम प्रभाव, जो "गर्मी द्वीपों" के उद्भव के लिए अग्रणी है, संयुक्त राज्य अमेरिका जैसे विकसित देशों में बहुत ध्यान देने योग्य है। हालांकि, भले ही संयुक्त राज्य अमेरिका के लिए गणना की गई सुधार (यह थॉमस आर। कार्ल द्वारा एशविले, उत्तरी कैरोलिना में राष्ट्रीय जलवायु डेटा केंद्र से और पूर्वी एंग्लिया विश्वविद्यालय से पीडी जोन्स द्वारा प्राप्त किया गया था) दुनिया भर के सभी डेटा तक विस्तारित है। , दोनों रिकॉर्ड में रहेगा "<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.

वायुमंडल और पृथ्वी पर विभिन्न "जलाशयों" के बीच कार्बन का आदान-प्रदान (चित्र 9)। प्रत्येक संख्या अरबों टन, कार्बन (डाइऑक्साइड के रूप में) प्रति वर्ष, या एक जलाशय में संग्रहीत इंगित करती है। इन प्राकृतिक चक्रों में, जिनमें से एक भूमि के लिए "बंद" होता है और दूसरा समुद्र के लिए, केवल उतना ही कार्बन डाइऑक्साइड वायुमंडल से हटा दिया जाता है जितना कि यह प्रवेश करता है, लेकिन मानव गतिविधि - वनों की कटाई और जीवाश्म ईंधन को जलाना - इस तथ्य की ओर जाता है कि वातावरण में कार्बन की मात्रा सालाना 3 अरब टन बढ़ जाती है। स्टॉकहोम विश्वविद्यालय में बर्ट बोलिन से लिया गया डेटा

चित्र.9

मान लीजिए कि हमारे पास एक उचित पूर्वानुमान है कि कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन कैसे बदलेगा। इस मामले में वातावरण में इस गैस की सांद्रता के साथ क्या परिवर्तन होंगे? वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड पौधों के साथ-साथ समुद्र द्वारा "उपभोग" किया जाता है, जहां इसका उपयोग रासायनिक और जैविक प्रक्रियाओं के लिए किया जाता है। जैसे-जैसे वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता बदलती है, इस गैस की "खपत" की दर भी शायद बदल जाएगी। दूसरे शब्दों में, वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में परिवर्तन का कारण बनने वाली प्रक्रियाओं में प्रतिक्रिया शामिल होनी चाहिए। कार्बन डाइऑक्साइड पौधों में प्रकाश संश्लेषण के लिए "फीडस्टॉक" है, इसलिए पौधों द्वारा इसकी खपत वातावरण में इसके संचय के साथ बढ़ने की संभावना है, जो इस संचय को धीमा कर देगा। इसी तरह, चूंकि समुद्र के सतही जल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा वातावरण में इसकी सामग्री के साथ लगभग संतुलन में है, इसलिए समुद्र के पानी द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण में वृद्धि से वातावरण में इसका संचय धीमा हो जाएगा। हालांकि, ऐसा हो सकता है कि वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य ग्रीनहाउस गैसों का संचय सकारात्मक प्रतिक्रिया तंत्र को गति प्रदान करेगा जो जलवायु प्रभाव को बढ़ाएगा। उदाहरण के लिए, तेजी से जलवायु परिवर्तन से जंगलों और अन्य पारिस्थितिक तंत्र के कुछ हिस्सों के गायब होने का कारण बन सकता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने के लिए जीवमंडल की क्षमता को कमजोर कर देगा। इसके अलावा, वार्मिंग से मृत कार्बनिक पदार्थों की संरचना में मिट्टी में निहित कार्बन का तेजी से उत्सर्जन हो सकता है। यह कार्बन, जो वायुमण्डल से दुगना है, मिट्टी के जीवाणुओं द्वारा लगातार कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन में परिवर्तित किया जा रहा है। गर्म मौसम उनके "काम" को तेज कर सकता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड (सूखी मिट्टी से) और मीथेन (चावल के खेतों के कब्जे वाले क्षेत्रों से, लैंडफिल और आर्द्रभूमि से) की रिहाई में तेजी लाएगा। काफी मात्रा में मीथेन को महाद्वीपीय शेल्फ पर तलछट में और आर्कटिक में पर्माफ्रॉस्ट परत के नीचे क्लैथ्रेट के रूप में संग्रहित किया जाता है - मीथेन और पानी के अणुओं से युक्त आणविक जाली। शेल्फ के पानी के गर्म होने और पर्माफ्रॉस्ट के पिघलने से रिलीज हो सकती है मीथेन की। इन अनिश्चितताओं के बावजूद, कई शोधकर्ताओं का मानना ​​​​है कि पौधों और महासागरों द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड का अवशोषण वातावरण में इस गैस के संचय को धीमा कर देगा - कम से कम अगले 50 से 100 वर्षों में। वायुमंडल में, लगभग आधा रह जाएगा वहां। इसका तात्पर्य यह है कि 1900 (600 पीपीएम) से कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता लगभग 2030 और 2080 के बीच दोगुनी हो जाएगी। हालांकि, अन्य ग्रीनहाउस गैसों के वातावरण में अधिक तेजी से जमा होने की संभावना है।

जलवायु पर प्रभाव का मुख्य कारण वातावरण में ग्रीनहाउस गैसों की हिस्सेदारी में वृद्धि माना जाता है, जिससे तापमान में वृद्धि होती है, इसके बाद ग्लेशियरों का पिघलना और समुद्र के स्तर में वृद्धि होती है, जो एक नाटकीय कारण होगा वैश्विक जलवायु में परिवर्तन। 130 वर्षों तक 1860 से 1990 तक वातावरण के औसत वैश्विक तापमान में 1 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि हुई और यह प्रवृत्ति आज भी जारी है।

पहली बार ग्रीनहाउस प्रभाव का विचार जे.बी. फूरियर ने 1827 में व्यक्त किया था। उनके अनुसार, वातावरण एक पारदर्शी कांच के खोल की तरह है जो सूर्य के प्रकाश को पृथ्वी की सतह पर प्रवेश करने की अनुमति देता है, लेकिन अव्यक्त विकिरण में देरी करता है। धरती।

सार ग्रीनहाउस प्रभावइस प्रकार है: ग्रीनहाउस गैसें कांच की तरह काम करती हैं, जिसके परिणामस्वरूप गर्मी पृथ्वी के चारों ओर बनने वाले खोल के नीचे केंद्रित होती है। प्रकाश की ऊर्जा, वायुमंडल में प्रवेश करती है, हमारे ग्रह की सतह द्वारा अवशोषित होती है, तापीय ऊर्जा में बदल जाती है और गर्मी के रूप में निकल जाती है। गर्मी, जैसा कि आप जानते हैं, प्रकाश के विपरीत, कांच के माध्यम से बाहर नहीं जाता है, लेकिन ग्रीनहाउस के अंदर जमा हो जाता है, जिससे हवा का तापमान काफी बढ़ जाता है और वाष्पीकरण बढ़ जाता है। सूर्य और पृथ्वी की सतह से थर्मल विकिरण का मुख्य अवशोषक पानी है, जो वाष्प और बादलों के रूप में मौजूद है। पृथ्वी की सतह द्वारा उत्सर्जित विकिरण का 7% से भी कम "पारदर्शिता खिड़कियों" से गुजरता है, लेकिन वातावरण में ग्रीनहाउस गैस अणुओं की उपस्थिति के कारण ये खिड़कियां काफी कम हो जाती हैं।

ग्रीन हाउस गैसें

मीथेन. मीथेन (सीएच 4) के कारण ग्लोबल वार्मिंग 12% है। यह दलदलों में, चावल के खेतों और लैंडफिल में, गायों और भेड़ों के पेट में और दीमक की आंतों में, गैस के कुओं, गैस पाइपलाइनों, भट्टियों, भट्टियों से रिसाव में अवायवीय जीवाणु अपघटन की प्रक्रिया में बनता है। पिछले दशकों में, चावल के कब्जे वाले क्षेत्र में वृद्धि के साथ-साथ बड़े पशुधन फार्मों के निर्माण के कारण मीथेन सामग्री में वृद्धि हुई है। मीथेन लगभग 11 वर्षों तक क्षोभमंडल में बनी रहती है। प्रत्येक सीएच 4 अणु सीओ 2 अणु की तुलना में 25 गुना अधिक ग्रीनहाउस प्रभाव में योगदान देता है। मीथेन उत्सर्जन में प्रति वर्ष 1% की वृद्धि होती है।

नाइट्रस ऑक्साइड. नाइट्रस ऑक्साइड (एन 2 ओ) के कारण ग्लोबल वार्मिंग 6% है। यह मिट्टी में नाइट्रोजन उर्वरकों के अपघटन के दौरान, पशुधन खेतों के अपशिष्टों से और बायोमास के दहन के दौरान जारी किया जाता है। यह क्षोभमंडल में औसतन 150 वर्षों तक बना रहता है। हर अणु एन 2 O, CO 2 अणु की तुलना में ग्लोबल वार्मिंग में 230 गुना अधिक प्रभावी रूप से योगदान देता है। उत्सर्जन में सालाना 0.2% की वृद्धि होती है।

वार्मिंग के परिणामस्वरूप, हमारे ग्रह के भाग्य में अपूरणीय चीजें हो सकती हैं: ग्रीनलैंड के ग्लेशियर, आर्कटिक महासागर, दक्षिणी ध्रुव और अंत में, पहाड़ के ग्लेशियर पिघलना शुरू हो जाएंगे; विश्व महासागर का स्तर काफी बढ़ जाएगा (1.5-2 मीटर और अधिक)। अंटार्कटिका का औसत तापमान 5 o C बढ़ जाएगा, जो पूरी बर्फ की टोपी को पिघलाने के लिए पर्याप्त है। विश्व महासागर का स्तर हर जगह 4.5-8 मीटर तक बढ़ जाएगा और कई तटीय क्षेत्रों में बाढ़ आ जाएगी (शंघाई, काहिरा, वेनिस, बैंकॉक, भारत में उपजाऊ तराई के बड़े क्षेत्र में बाढ़ आ जाएगी), और लाखों लोग मजबूर हो जाएंगे। महाद्वीपों में गहरे प्रवास, पर्वतीय क्षेत्रों में; बढ़े हुए तूफान, उच्च ज्वार और कम ज्वार के माध्यम से भूमि पर समुद्र का प्रभाव बढ़ेगा। भूमध्य रेखा और ध्रुवों पर तापमान के बराबर होने से वर्तमान वायुमंडलीय परिसंचरण का उल्लंघन होगा, वर्षा शासन में बदलाव (कृषि के क्षेत्रों में दुर्लभ वर्षा), अनाज, मांस और अन्य खाद्य पदार्थों के उत्पादन में कमी होगी। इन क्षेत्रों में सिंचाई की कोई उम्मीद नहीं है, क्योंकि आज भी भूजल का स्तर काफी कम हो गया है, और सदी के मध्य तक उनके भंडार का व्यावहारिक रूप से उपयोग किया जाएगा। क्षेत्रीय जलवायु पर "ग्रीनहाउस प्रभाव" का प्रभाव पहले से ही प्रकट होना शुरू हो गया है: दक्षिण अफ्रीका में लंबे समय तक सूखा (5 वर्ष), उत्तरी अमेरिका (6 वर्ष), गर्म सर्दियाँ, आदि।

कार्बन डाइआक्साइड. गहन वनों की कटाई, ईंधन का जलना, कचरा वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड के मौजूदा संतुलन को बहुत परेशान करता है। ईंधन का प्रत्येक कार्बन परमाणु कार्बन डाइऑक्साइड बनाने के लिए दहन के दौरान दो ऑक्सीजन परमाणुओं को जोड़ता है, इसलिए कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान जले हुए ईंधन के द्रव्यमान (1 किग्रा ईंधन → 3 किग्रा CO 2) की तुलना में बढ़ जाता है। वर्तमान में, यह गैस 57% तक गहन वार्मिंग के लिए जिम्मेदार है। CO2 उत्सर्जन में सालाना 4% की वृद्धि होती है।

फ्लोरोक्लोरोकार्बन(पीएचसी, या सीएफ़सी)। सीओ 2 की तुलना में वातावरण में सीएफ़सी की सामग्री कम है, लेकिन उनकी गर्मी क्षमता काफी अधिक है: वे कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में गर्मी को अधिक तीव्रता से (50 गुना अधिक) अवशोषित करते हैं। ये गैसें ग्लोबल वार्मिंग के 25% के लिए जिम्मेदार हैं। मुख्य स्रोत एयर कंडीशनर से रिसाव, एयरोसोल डिस्पेंसर से वाष्पीकरण हैं। सीएफ़सी अपने प्रकार के आधार पर 22-111 वर्षों तक वायुमंडल में रह सकते हैं। सीएफ़सी उत्सर्जन सालाना 5% की दर से बढ़ रहा है।

फ़्लोरोक्लोरोकार्बन का व्यावसायिक उत्पादन, जिसे अक्सर फ़्रीऑन कहा जाता है, 1930 के दशक के मध्य में शुरू हुआ। फ्रीऑन-11 (СFС1 3) और फ्रीऑन-12 (СF 2 С1 2) की सबसे बड़ी मात्रा का उपयोग झरझरा बहुलक सामग्री, एरोसोल पैकेज में फिलर्स, साथ ही रेफ्रिजरेटर और एयर कंडीशनर में रेफ्रिजरेंट के उत्पादन में ब्लोइंग एजेंट के रूप में किया गया था। कुछ सीएफ़सी का उपयोग degreasers के रूप में किया गया है: Freon-113 (C 2 F 3 C1 3) और Freon-114 (C 2 F 4 C1 2)। बाद में, क्लोरीन की उच्च सामग्री के कारण, उपरोक्त फ्रीन्स को CHC1P 2 द्वारा बदल दिया गया, जो ओजोन को कुछ हद तक नष्ट कर देता है, लेकिन IR किरणों को अधिक हद तक अवशोषित करता है और ग्रीनहाउस प्रभाव पर विशेष रूप से सक्रिय प्रभाव डालता है। क्षोभमंडल।

फ्रीऑन क्या है?

1931 में, जब एक रेफ्रिजरेंट, मानव शरीर के लिए हानिरहित, फ़्रीऑन को संश्लेषित किया गया था। इसके बाद, चार दर्जन से अधिक विभिन्न फ्रीन्स को संश्लेषित किया गया, गुणवत्ता और रासायनिक सर्कल में एक दूसरे से भिन्न। सबसे सस्ता और सबसे प्रभावी आर -11, आर -12 थे, जो लंबे समय तक सभी के अनुकूल थे। पिछले 15 वर्षों में, वे अपने ओजोन-क्षयकारी गुणों के कारण पक्ष से बाहर हो गए हैं। सभी फ्रीऑन दो गैसों पर आधारित होते हैं - मीथेन सीएच 4 और ईथेन - सीएच 3-सीएच 3। प्रशीतन प्रौद्योगिकी में, मीथेन R-50 है, एथेन R-70 है। अन्य सभी फ्रीऑन हाइड्रोजन परमाणुओं को क्लोरीन और फ्लोरीन परमाणुओं के साथ बदलकर मीथेन और ईथेन से प्राप्त किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, एक हाइड्रोजन परमाणु को क्लोरीन से और दो को फ्लोरीन के साथ बदलकर मीथेन से R-22 प्राप्त किया जाता है। इस फ्रीऑन का रासायनिक सूत्र CHF 2 Cl है। रेफ्रिजरेंट के भौतिक गुण तीन घटकों - क्लोरीन, फ्लोरीन और हाइड्रोजन की सामग्री पर निर्भर करते हैं। इसलिए, जैसे-जैसे हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या घटती जाती है, रेफ्रिजरेंट की ज्वलनशीलता कम होती जाती है और स्थिरता बढ़ती जाती है। वे भागों में विघटित और पर्यावरण को नुकसान पहुंचाए बिना वातावरण में लंबे समय तक मौजूद रह सकते हैं। जैसे-जैसे क्लोरीन परमाणुओं की संख्या बढ़ती है, रेफ्रिजरेंट की विषाक्तता और उनकी ओजोन-क्षयकारी क्षमता बढ़ती जाती है। जमे हुए रोजर के डर को नुकसान उत्साहित है, धोखाधड़ी जमा में है, जो ओजोनोवो (आर -410 ए, आर-134 ए) और डीओ 13 के जमा जमा की जमा राशि में है। ----1-1-1-1, ओजोनोवो (आर---1-1-1-1, ओजोनो-रोमन (आर-1-1-2) उसी समय, फ़्रीऑन R-12 की ओजोन-क्षयकारी क्षमता, अंतिम समय तक, सभी अंतरिक्ष में सबसे व्यापक, को एक टुकड़े के रूप में लिया गया था। टाइम टास्क R-12 की संपत्ति में, freon R-22 को चुना गया था, जिसकी ओजोन-क्षयकारी क्षमता 0.05 है। 1987 में, ओजोन-क्षयकारी पदार्थों के उपयोग को सीमित करने के लिए मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल को अपनाया गया था। विशेष रूप से, इस अधिनियम के अनुसार, अपराधियों को फ़्रीऑन आर -22 के उपयोग को छोड़ने के लिए मजबूर किया जाएगा, जिस पर आज सभी एयर कंडीशनर का 90% काम करता है। अधिकांश यूरोपीय पार्टियों में, इस फ्रीऑन पर एयर कंडीशनर की बिक्री 2002-2004 में पहले ही बंद कर दी जाएगी। और कई अभूतपूर्व मॉडल पहले से ही केवल ओजोन-सुरक्षित रेफ्रिजरेंट - R-407C और R-410A पर यूरोप में आपूर्ति की जाती हैं।

यदि वातावरण में "ग्रीनहाउस गैसों" के संचय को बाधित नहीं किया जाता है, तो इस शताब्दी के उत्तरार्ध में उनकी एकाग्रता लगभग दो गुना बढ़ जाएगी, जिससे (कंप्यूटर मॉडल के अनुसार) विभिन्न क्षेत्रों में औसत रूप से जलवायु वार्मिंग हो जाएगी। 1.5 - 4.5 ° С: ठंडे क्षेत्रों में 10 o C, और उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में - केवल 1 - 2 o C.

वार्मिंग के परिणामस्वरूप, हमारे ग्रह के भाग्य में अपूरणीय चीजें हो सकती हैं: ग्रीनलैंड के ग्लेशियर, आर्कटिक महासागर, दक्षिणी ध्रुव और अंत में, पहाड़ के ग्लेशियर पिघलना शुरू हो जाएंगे; विश्व महासागर का स्तर काफी बढ़ जाएगा (1.5-2 मीटर और अधिक)। अंटार्कटिका का औसत तापमान 5 "C तक बढ़ जाएगा, जो पूरी बर्फ की टोपी को पिघलाने के लिए पर्याप्त है। विश्व महासागर का स्तर हर जगह 4.5-8 मीटर बढ़ जाएगा और कई तटीय क्षेत्रों में बाढ़ आ जाएगी (शंघाई, काहिरा, वेनिस, बैंकॉक, उपजाऊ तराई के बड़े क्षेत्रों में बाढ़ आ जाएगी)। ज्वार। भूमध्य रेखा और ध्रुवों पर तापमान के बराबर होने से वर्तमान वायुमंडलीय परिसंचरण का उल्लंघन होगा, वर्षा शासन में बदलाव (कृषि के क्षेत्रों में कम वर्षा), अनाज, मांस और अन्य खाद्य उत्पादों के उत्पादन में कमी। इन क्षेत्रों की सिंचाई की बहुत कम उम्मीद है, क्योंकि आज भूजल का स्तर काफी कम हो गया है, और सदी के मध्य तक उनके भंडार का व्यावहारिक रूप से उपयोग किया जाएगा। पहले से ही दिखना शुरू हो गया है: दक्षिण अफ्रीका में लंबे समय तक सूखा (5 वर्ष), सेवर्न ओह अमेरिका (6 वर्ष), गर्म सर्दियाँ, आदि।

सामान्य गर्मी के साथ, सर्दियाँ पहले की तुलना में अधिक ठंडी होंगी, और गर्मियाँ अधिक गर्म होंगी। इसके अलावा, सूखा, बाढ़, तूफान, बवंडर और अन्य मौसम और जलवायु संबंधी विसंगतियां लगातार और अधिक गंभीर हो जाएंगी। वार्मिंग के साथ जैव-उत्पादकता में कमी, कीटों और बीमारियों का प्रसार होगा।