Ջերմոցային գազեր. Ինչպես նվազեցնել ջերմոցային գազերի արտանետումները: Մարդու գործունեությունը և ջերմոցային գազերի արտանետումները

Ջերմոցային գազը գազ է, որը բնութագրվում է թափանցիկությամբ, որն այն դարձնում է անտեսանելի և ինֆրակարմիր ճառագայթում կլանման բարձր աստիճանով: Նման նյութերի արտանետումը շրջակա միջավայր առաջացնում է ջերմոցային էֆեկտ։

Որտեղի՞ց են առաջանում ջերմոցային գազերը:

Արեգակնային համակարգի բոլոր մոլորակների մթնոլորտում առկա են ջերմոցային գազեր։ Այս նյութերի բարձր կոնցենտրացիան առաջացնում է համանուն երեւույթի առաջացումը։ Խոսքը ջերմոցային էֆեկտի մասին է։ Նախ խոսենք դրա դրական կողմի մասին։ Այս երևույթի շնորհիվ է, որ Երկրի վրա պահպանվում է օպտիմալ ջերմաստիճան՝ կյանքի տարբեր ձևերի առաջացման և պահպանման համար: Սակայն, երբ ջերմոցային գազերի կոնցենտրացիան չափազանց բարձր է, կարելի է խոսել բնապահպանական լուրջ խնդրի մասին։

Ջերմոցային գազերն ի սկզբանե առաջացել են բնական գործընթացների հետևանքով: Այսպիսով, դրանցից առաջինները ձևավորվել են Երկրի արևի ճառագայթների տաքացման արդյունքում։ Այսպիսով, ջերմային էներգիայի մի մասը չի գնացել արտաքին տարածություն, այլ արտացոլվել է գազերով։ Արդյունքը եղավ ջերմոցային էֆեկտ, որը նման է ջերմոցներում:

Այդ պահին, երբ Երկրի կլիման նոր էր ձևավորվում, ջերմոցային գազերի զգալի մասն արտադրվում էր հրաբուխների կողմից։ Այդ ժամանակ ջրի գոլորշին և ածխաթթու գազը մեծ քանակությամբ մտել են մթնոլորտ և կենտրոնացել դրանում։ Հետո ջերմոցային էֆեկտն այնքան ուժեղ է եղել, որ օվկիանոսները բառացիորեն եռացել են։ Եվ միայն մոլորակի վրա կանաչ կենսոլորտի (բույսերի) հայտնվելով իրավիճակը կայունացավ։

Այսօր հատկապես արդիական է ջերմոցային էֆեկտի խնդիրը։ Դա մեծապես պայմանավորված է արդյունաբերության զարգացմամբ, ինչպես նաև բնական ռեսուրսների նկատմամբ անպատասխանատու վերաբերմունքով։ Տարօրինակ է, բայց ոչ միայն արդյունաբերական արտադրությունն է առաջացնում շրջակա միջավայրի դեգրադացիա: Նույնիսկ այնպիսի անվնաս թվացող արդյունաբերությունը, ինչպիսին գյուղատնտեսությունն է, նույնպես վտանգ է ներկայացնում։ Առավել կործանարարը անասնապահությունն է (մասնավորապես՝ խոշոր անասունների թափոնները), ինչպես նաև քիմիական պարարտանյութերի օգտագործումը։ Մթնոլորտի վրա բացասաբար է անդրադառնում նաև բրնձի մշակությունը։

ջրի գոլորշի

Ջրային գոլորշին բնական ջերմոցային գազ է: Չնայած այն հանգամանքին, որ այն անվնաս տեսք ունի, այն պատասխանատու է ջերմոցային էֆեկտի 60%-ի համար, որը հանդիսանում է գլոբալ տաքացման պատճառ։ Հաշվի առնելով, որ օդի ջերմաստիճանը անընդհատ բարձրանում է, օդում ջրի գոլորշիների կոնցենտրացիայի արժեքը գնալով ավելի է բարձրանում, և, հետևաբար, փակ շղթայի մասին խոսելու առիթ կա։

Ջրի գոլորշիացման դրական կողմը կարելի է համարել այսպես կոչված հակաջերմոցային էֆեկտը։ Այս երեւույթը բաղկացած է ամպերի զգալի զանգվածի առաջացումից։ Նրանք իրենց հերթին որոշ չափով պաշտպանում են մթնոլորտը արեւի լույսի միջոցով գերտաքացումից։ Որոշակի հավասարակշռություն պահպանվում է։

Ածխաթթու գազ

Ածխածնի երկօքսիդը մթնոլորտի ամենաառատ ջերմոցային գազերից մեկն է: Դրա աղբյուրը կարող է լինել հրաբխային արտանետումները, ինչպես նաև կենսոլորտի (և հատկապես մարդու) կենսագործունեությունը։ Իհարկե, ածխաթթու գազի մի մասը կլանում է բույսերը: Այդուհանդերձ, քայքայման գործընթացի պատճառով նրանք թողնում են այս նյութի նույն քանակությունը։ Գիտնականները պնդում են, որ մթնոլորտում գազի կոնցենտրացիայի հետագա աճը կարող է հանգեցնել աղետալի հետևանքների, և, հետևաբար, անընդհատ հետազոտություններ են իրականացվում օդը մաքրելու ուղիների վերաբերյալ:

Մեթան

Մեթանը ջերմոցային գազ է, որը մթնոլորտում ապրում է մոտ 10 տարի։ Հաշվի առնելով, որ այս ժամանակահատվածը համեմատաբար կարճ է, այս նյութն ունի գլոբալ տաքացման հետևանքները հակադարձելու ամենամեծ ներուժը: Չնայած դրան, մեթանի ջերմոցային ներուժը ավելի քան 25 անգամ ավելի վտանգավոր է, քան ածխաթթու գազը։

Ջերմոցային գազերի աղբյուրը (եթե խոսքը մեթանի մասին է) անասնաբուծության, բրնձի մշակության և այրման գործընթացի թափոններն են։ Այս նյութի ամենաբարձր կոնցենտրացիան նկատվել է առաջին հազարամյակում, երբ հիմնական գործունեությունը գյուղատնտեսությունն ու անասնապահությունն էին։ 1700 թվականին այս ցուցանիշը զգալիորեն նվազել էր։ Վերջին մի քանի դարերի ընթացքում մեթանի կոնցենտրացիան նորից սկսեց աճել, ինչը կապված է մեծ քանակությամբ վառելիքի այրման, ինչպես նաև ածխի հանքավայրերի զարգացման հետ: Այս պահին մթնոլորտում մեթանի ռեկորդային քանակություն կա։ Սակայն վերջին տասնամյակում այս ցուցանիշի աճի տեմպերը փոքր-ինչ դանդաղել են։

Օզոն

Առանց այնպիսի գազի, ինչպիսին օզոնն է, կյանքը Երկրի վրա անհնար կլիներ, քանի որ այն գործում է որպես արգելք արևի ագրեսիվ լույսի դեմ: Բայց պաշտպանիչ գործառույթ է կատարում միայն ստրատոսֆերային գազը։ Եթե ​​խոսենք տրոպոսֆերայի մասին, ապա այն թունավոր է։ Եթե ​​այս ջերմոցային գազը հաշվի առնենք ածխաթթու գազով, ապա դրան է բաժին ընկնում գլոբալ տաքացման էֆեկտի 25%-ը։

Վնասակար օզոնի կյանքի ժամկետը մոտ 22 օր է։ Այն հեռացվում է մթնոլորտից՝ կապված հողի մեջ, այնուհետև քայքայվում ուլտրամանուշակագույն լույսի միջոցով։ Նշվում է, որ օզոնի պարունակությունը աշխարհագրական առումով կարող է զգալիորեն տարբերվել։

Ազոտային օքսիդ

Ազոտի օքսիդի մոտ 40%-ը մթնոլորտ է մտնում պարարտանյութերի օգտագործման և քիմիական արդյունաբերության զարգացման շնորհիվ։ Այս գազի ամենամեծ քանակությունը արտադրվում է արևադարձային շրջաններում։ Այստեղ արտանետվում է նյութի մինչև 70%-ը։

Նոր գազ?

Կանադացի գիտնականները վերջերս հայտարարեցին, որ նոր ջերմոցային գազ են հայտնաբերել։ Դրա անունը պերֆտորտրիբուտիլամին է։ Քսաներորդ դարի կեսերից այն օգտագործվել է էլեկտրատեխնիկայի ոլորտում։ Այս նյութը բնության մեջ չի լինում։ Գիտնականները պարզել են, որ PFTBA-ն մթնոլորտը տաքացնում է 7000 անգամ ավելի, քան ածխաթթու գազը: Սակայն այս պահին այս նյութի կոնցենտրացիան աննշան է և վտանգ չի ներկայացնում շրջակա միջավայրի համար։

Այս պահին հետազոտողների խնդիրն է վերահսկել այդ գազի քանակությունը մթնոլորտում։ Եթե ​​նշվի ցուցանիշի աճ, դա կարող է հանգեցնել կլիմայական պայմանների և ճառագայթային ֆոնի զգալի փոփոխության: Այս պահին արտադրական գործընթացը վերակազմավորելու համար միջոցներ ձեռնարկելու պատճառ չկա։

Մի փոքր ջերմոցային էֆեկտի մասին

Ջերմոցային էֆեկտի կործանարար ուժը լիովին գնահատելու համար արժե ուշադրություն դարձնել Վեներա մոլորակին։ Շնորհիվ այն բանի, որ նրա մթնոլորտը գրեթե ամբողջությամբ կազմված է ածխաթթու գազից, օդի ջերմաստիճանը մակերեսին հասնում է 500 աստիճանի։ Հաշվի առնելով Երկրի մթնոլորտ ջերմոցային գազերի արտանետումները՝ գիտնականները չեն բացառում իրադարձությունների նման զարգացումը ապագայում։ միևնույն ժամանակ մոլորակը մեծապես փրկվում է օվկիանոսների կողմից, որոնք նպաստում են օդի մասնակի մաքրմանը։

Ջերմոցային գազերը ստեղծում են մի տեսակ պատնեշ, որը խաթարում է մթնոլորտում ջերմության շրջանառությունը։ Հենց սա է առաջացնում ջերմոցային էֆեկտ։ Այս երեւույթն ուղեկցվում է օդի միջին տարեկան ջերմաստիճանի զգալի աճով, ինչպես նաեւ տարերային աղետների (հատկապես ափամերձ գոտիներում) աճով։ Սա հղի է կենդանիների և բույսերի բազմաթիվ տեսակների անհետացումով։ Այս պահին իրավիճակն այնքան լուրջ է, որ ջերմոցային էֆեկտի խնդիրը ամբողջությամբ լուծել այլեւս հնարավոր չէ։ Այնուամենայնիվ, դեռ հնարավոր է վերահսկել այս գործընթացը և մեղմել դրա հետևանքները։

Հնարավոր հետևանքներ

Մթնոլորտի ջերմոցային գազերը տաքանալուն ուղղված կլիմայի փոփոխության հիմնական պատճառն են: Հետևանքները կարող են լինել հետևյալը.

• Կլիմայի խոնավության բարձրացում՝ տեղումների ավելացման պատճառով: Սակայն դա վերաբերում է միայն այն շրջաններին, որոնք արդեն անընդհատ տուժում են անոմալ անձրևներից և ձյան տեղումներից։ Իսկ չորային շրջաններում իրավիճակն էլ ավելի անմխիթար է դառնալու՝ հանգեցնելով խմելու ջրի դեֆիցիտի։
• Ծովի մակարդակի բարձրացում. Դա կարող է հանգեցնել կղզիների և առափնյա պետությունների տարածքների մի մասի հեղեղմանը։
• Բուսական և կենդանական տեսակների մինչև 40%-ի անհետացում։ Սա աճելավայրերի փոփոխության և աճի ուղղակի հետևանք է:
• Սառցադաշտերի տարածքի կրճատում, ինչպես նաև լեռնագագաթների ձյան հալեցում. Սա վտանգավոր է ոչ միայն բուսական ու կենդանական աշխարհի տեսակների անհետացման, այլեւ ձնահոսքի, սելավների ու սողանքների առումով։
• Գյուղատնտեսության արտադրողականության նվազում չորային երկրներում. Այնտեղ, որտեղ պայմանները կարելի է չափավոր համարել, կա բերքատվության ավելացման հնարավորություն, սակայն դա չի փրկի բնակչությանը սովից։
• Խմելու ջրի բացակայություն, որը կապված է ստորգետնյա աղբյուրների չորացման հետ. Այս երեւույթը կարող է կապված լինել ոչ միայն Երկրի գերտաքացման, այլեւ սառցադաշտերի հալման հետ։
• Մարդու առողջության վատթարացում. Դա պայմանավորված է ոչ միայն օդի որակի վատթարացմամբ և ճառագայթման ավելացմամբ, այլև սննդի քանակի նվազմամբ։

Ջերմոցային գազերի արտանետումների կրճատում

Գաղտնիք չէ, որ Երկրի էկոլոգիայի վիճակը տարեցտարի վատանում է։ Ջերմոցային գազերի հաշվարկը հանգեցնում է հիասթափեցնող եզրակացությունների, և, հետևաբար, արդիական է դառնում արտանետումների քանակի նվազեցմանն ուղղված միջոցառումների ընդունումը։ Դրան կարելի է հասնել հետևյալ կերպ.

• արտադրության արդյունավետության բարձրացում՝ օգտագործվող էներգետիկ ռեսուրսների քանակը նվազեցնելու նպատակով.
• ջերմոցային գազերի արտանետման դեր կատարող բույսերի քանակի պաշտպանություն և ավելացում (անտառների կառավարման ռացիոնալացում);
• խրախուսել և աջակցել շրջակա միջավայրին չվնասող գյուղատնտեսության ձևերի զարգացմանը.
• ֆինանսական խթանների մշակում, ինչպես նաև հարկերի նվազեցում այն ​​ձեռնարկությունների համար, որոնք գործում են բնապահպանական պատասխանատվության հայեցակարգին համապատասխան.
• միջոցներ ձեռնարկել մեքենաներից ջերմոցային գազերի արտանետումները նվազեցնելու համար.
• շրջակա միջավայրի աղտոտման համար տույժերի ավելացում.

Ջերմոցային գազերի հաշվարկ

Բոլոր տնտեսվարող սուբյեկտները պարտավոր են պարբերաբար հաշվարկել շրջակա միջավայրին հասցված վնասը և համապատասխան մարմիններին ներկայացնել հաշվետվական փաստաթղթեր: Այսպիսով, ջերմոցային գազերի արտանետումների քանակական որոշումն իրականացվում է հետևյալ կերպ.

• տարվա ընթացքում այրված վառելիքի քանակի բացահայտում.
• ստացված ցուցանիշը բազմապատկելով գազի յուրաքանչյուր տեսակի արտանետումների գործակիցով.
• յուրաքանչյուր նյութի արտանետումների քանակը վերածվում է ածխաթթու գազի համարժեքի:

Վառելիքի այրման հետ կապված արտանետումների աղբյուրներ

Գիտատեխնիկական առաջընթացի զարգացումը, իհարկե, հեշտացնում է մարդու կյանքը, բայց անուղղելի վնաս է հասցնում շրջակա միջավայրին։ Դրա մեծ մասը կապված է վառելիքի սպառման հետ: Այս առումով ջերմոցային գազերի աղբյուրները կարող են լինել հետևյալը.

• Էներգետիկ արդյունաբերություն. Սա ներառում է էլեկտրակայանները, որոնք ռեսուրսներ են մատակարարում արդյունաբերական ձեռնարկություններին և բնակելի օբյեկտներին:
• Արդյունաբերություն և շինարարություն. Այս կատեգորիան ներառում է բոլոր ոլորտների ձեռնարկությունները: Հաշվառումն իրականացվում է արտադրության գործընթացում օգտագործվող վառելիքի, ինչպես նաև օժանդակ կարիքների համար:
• Տրանսպորտ. Վնասակար նյութերը մթնոլորտ են արտանետվում ոչ միայն մեքենաներով, այլ նաև օդային տրանսպորտով, գնացքներով, ջրային տրանսպորտով և խողովակաշարերով։ Հաշվի է առնվում միայն այն վառելիքը, որն օգտագործվում է ապրանքների կամ ուղեւորների անմիջական տեղաշարժի համար։ Ներքին տնտեսական փոխադրումների էներգիայի ծախսերն այստեղ ներառված չեն:
• Կոմունալ հատված. Սա սպասարկման ոլորտն է և բնակարանային և կոմունալ ծառայությունները։ Կարևորը վառելիքի քանակն է, որը ծախսվել է վերջնական էներգիայի սպառումն ապահովելու համար։

Ռուսաստանում ջերմոցային գազերի խնդիրը

Ռուսաստանում ջերմոցային գազերի արտանետումների զանգվածը տարեցտարի ավելանում է։ Եթե ​​դիտարկենք աղտոտվածության կառուցվածքն ըստ ոլորտների, ապա պատկերը կլինի հետևյալը.

• էներգետիկ արդյունաբերություն՝ 71%;
• վառելիքի արդյունահանում - 16%;
• արդյունաբերական արտադրություն և շինարարություն՝ 13%։

Այսպիսով, մթնոլորտ վնասակար գազերի արտանետումների նվազեցման աշխատանքների առաջնահերթ ուղղությունը հենց էներգետիկ ոլորտն է։ Ներքին սպառողների կողմից ռեսուրսների օգտագործման ցուցանիշը ավելի քան 2 անգամ գերազանցում է համաշխարհային ցուցանիշը և 3 անգամ բարձր է եվրոպականից։ Էներգիայի սպառման կրճատման ներուժը կազմում է մինչև 47%:

Եզրակացություն

Ջերմոցային գազերի աղտոտումը համաշխարհային խնդիր է և լուծվում է ամենաբարձր միջազգային մակարդակով: Այնուամենայնիվ, դա վերաբերում է յուրաքանչյուր անձի: Այսպիսով, պետք է լինի անձնական պատասխանատվության զգացում շրջակա միջավայրի վիճակի համար: Յուրաքանչյուր անձի նվազագույն ներդրումը կանաչ տարածքների տնկումն է, անտառներում հրդեհային անվտանգության կանոնների պահպանումը, ինչպես նաև առօրյա կյանքում անվտանգ արտադրանքի և ապրանքների օգտագործումը։ Եթե ​​խոսենք ապագայի մասին, ապա կարելի է խոսել էլեկտրական մեքենաներին անցնելու և բնակելի շենքերի անվտանգ ջեռուցման մասին։ Քարոզչական և կրթական գործունեությունը կոչված է հսկայական ներդրում ունենալ շրջակա միջավայրի պահպանման գործում։

Ջերմոցային գազեր

Ջերմոցային գազերը գազեր են, որոնք, ենթադրաբար, առաջացնում են գլոբալ ջերմոցային էֆեկտ:

Հիմնական ջերմոցային գազերը, ըստ Երկրի ջերմային հավասարակշռության վրա իրենց գնահատված ազդեցության, ջրային գոլորշիներն են, ածխաթթու գազը, մեթանը, օզոնը, հալոածխածինները և ազոտի օքսիդը:

ջրի գոլորշի

Ջրային գոլորշին հիմնական բնական ջերմոցային գազն է, որը պատասխանատու է ազդեցության ավելի քան 60%-ի համար: Ուղղակի մարդածին ազդեցությունն այս աղբյուրի վրա աննշան է: Միևնույն ժամանակ, այլ գործոններով պայմանավորված Երկրի ջերմաստիճանի բարձրացումը մեծացնում է գոլորշիացումը և մթնոլորտում ջրի գոլորշիների ընդհանուր կոնցենտրացիան գործնականում հաստատուն հարաբերական խոնավության դեպքում, որն իր հերթին մեծացնում է ջերմոցային էֆեկտը: Այսպիսով, կան որոշակի դրական արձագանքներ:

Մեթան

Ծովի հատակի տակ կուտակված մեթանի հսկա արտանետումը 55 միլիոն տարի առաջ տաքացրել է Երկիրը 7 աստիճան Ցելսիուսով:

Նույնը կարող է տեղի ունենալ հիմա՝ այս ենթադրությունը հաստատել են NASA-ի հետազոտողները։ Օգտագործելով հնագույն կլիմայի համակարգչային մոդելավորումը՝ նրանք փորձել են ավելի լավ հասկանալ մեթանի դերը կլիմայի փոփոխության մեջ: Ջերմոցային էֆեկտի վերաբերյալ հետազոտությունների մեծ մասն այժմ կենտրոնանում է ածխածնի երկօքսիդի դերի վրա այս էֆեկտում, թեև մթնոլորտում ջերմությունը պահպանելու մեթանի ներուժը 20 անգամ գերազանցում է ածխածնի երկօքսիդին:

Գազով աշխատող կենցաղային տեխնիկայի բազմազանությունը նպաստում է մթնոլորտում մեթանի ավելացմանը

Վերջին 200 տարվա ընթացքում մթնոլորտային մեթանը ավելի քան կրկնապատկվել է ճահիճներում և խոնավ հարթավայրերում օրգանական մնացորդների քայքայման, ինչպես նաև տեխնածին օբյեկտներից արտահոսքի պատճառով՝ գազատարներ, ածխահանքեր, ոռոգման և գազի արտանետումների ավելացման արդյունքում։ անասուններից։ Բայց կա մեթանի մեկ այլ աղբյուր՝ օվկիանոսի նստվածքներում քայքայվող օրգանական մնացորդները, որոնք սառած վիճակում պահպանվել են ծովի հատակի տակ:

Սովորաբար ցածր ջերմաստիճանը և բարձր ճնշումը մեթանը կայուն են պահում օվկիանոսի տակ, բայց դա միշտ չէ, որ այդպես է եղել: Գլոբալ տաքացման ժամանակաշրջաններում, ինչպիսին է ուշ պալեոցենի ջերմային առավելագույնը, որը տեղի է ունեցել 55 միլիոն տարի առաջ և տևել է 100 հազար տարի, լիթոսֆերային թիթեղների շարժումը, մասնավորապես Հնդկական թերակղզում, հանգեցրել է ճնշման անկման ծովի հատակին և կարող է առաջացնել: մեթանի մեծ արտանետում: Քանի որ մթնոլորտը և օվկիանոսը սկսեցին տաքանալ, մեթանի արտանետումները կարող էին աճել: Որոշ գիտնականներ կարծում են, որ ներկայիս գլոբալ տաքացումը կարող է հանգեցնել իրադարձությունների զարգացմանը նույն սցենարով, եթե օվկիանոսը զգալիորեն տաքանա:

Երբ մեթանը մտնում է մթնոլորտ, այն փոխազդում է թթվածնի և ջրածնի մոլեկուլների հետ՝ առաջացնելով ածխաթթու գազ և ջրային գոլորշի, որոնք երկուսն էլ կարող են առաջացնել ջերմոցային էֆեկտ։ Նախկին կանխատեսումների համաձայն՝ ամբողջ արտանետվող մեթանը մոտ 10 տարի հետո կվերածվի ածխաթթու գազի և ջրի։ Եթե ​​այդպես է, ապա ածխաթթու գազի կոնցենտրացիայի ավելացումը կլինի մոլորակի տաքացման հիմնական պատճառը։ Այնուամենայնիվ, անցյալի հղումներով հիմնավորումը հաստատելու փորձերը անհաջող էին. 55 միլիոն տարի առաջ ածխաթթու գազի կոնցենտրացիայի ավելացման հետքեր չեն հայտնաբերվել:

Նոր հետազոտության մեջ օգտագործված մոդելները ցույց են տվել, որ երբ մթնոլորտում մեթանի մակարդակը կտրուկ բարձրանում է, մեթանի հետ արձագանքող թթվածնի և ջրածնի պարունակությունը նվազում է (մինչև ռեակցիայի ավարտը), իսկ մեթանի մնացած մասը մնում է օդում։ հարյուրավոր տարիներ շարունակ՝ ինքնին դառնալով գլոբալ տաքացման պատճառ։ Եվ այս հարյուրավոր տարիները բավական են մթնոլորտը տաքացնելու, օվկիանոսների սառույցները հալեցնելու և ողջ կլիմայական համակարգը փոխելու համար։

Մեթանի հիմնական մարդածին աղբյուրներն են անասնաբուծության մարսողական խմորումը, բրնձի աճեցումը, կենսազանգվածի այրումը (ներառյալ անտառահատումները): Ինչպես ցույց են տվել վերջին ուսումնասիրությունները, մթնոլորտում մեթանի կոնցենտրացիայի արագ աճը տեղի է ունեցել մեր դարաշրջանի առաջին հազարամյակում (ենթադրաբար գյուղատնտեսական արտադրության և անասնապահության ընդլայնման և անտառների այրման արդյունքում): 1000-1700 թվականներին մեթանի կոնցենտրացիաները նվազել են 40%-ով, սակայն վերջին դարերում նորից սկսել են աճել (ենթադրաբար վարելահողերի և արոտավայրերի ավելացման և անտառների այրման, ջեռուցման համար փայտ օգտագործելու, ջրի ավելացման հետևանքով։ անասունների քանակը, կոյուղու քանակը, բրնձի մշակությունը): Կարծր ածխի և բնական գազի հանքավայրերի մշակման ընթացքում արտահոսքերը, ինչպես նաև աղբավայրերում առաջացած կենսագազի կազմում մեթանի արտանետումները որոշակի ներդրում ունեն մեթանի մատակարարման գործում:

Ածխաթթու գազ

Երկրի մթնոլորտում ածխաթթու գազի աղբյուրներն են հրաբխային արտանետումները, օրգանիզմների կենսագործունեությունը և մարդու գործունեությունը։ Անթրոպոգեն աղբյուրներն են հանածո վառելիքի այրումը, կենսազանգվածի այրումը (ներառյալ անտառահատումները), որոշ արդյունաբերական գործընթացներ (օրինակ՝ ցեմենտի արտադրություն): Բույսերը ածխաթթու գազի հիմնական սպառողներն են։ Սովորաբար, բիոցենոզը կլանում է մոտավորապես նույն քանակությամբ ածխաթթու գազ, ինչ արտադրում է (այդ թվում՝ կենսազանգվածի քայքայման պատճառով):

Ածխածնի երկօքսիդի ազդեցությունը ջերմոցային էֆեկտի ինտենսիվության վրա.

Մնում է շատ բան սովորել ածխածնի ցիկլի և օվկիանոսների դերի մասին՝ որպես ածխաթթու գազի հսկայական պաշար: Ինչպես նշվեց վերևում, մարդկությունը ամեն տարի ավելացնում է 7 միլիարդ տոննա ածխածին CO 2-ի տեսքով առկա 750 միլիարդ տոննայի վրա: Սակայն մեր արտանետումների միայն կեսը` 3 միլիարդ տոննա, մնում է օդում: Սա կարելի է բացատրել նրանով, որ CO 2-ի մեծ մասն օգտագործվում է ցամաքային և ծովային բույսերի կողմից, թաղված է ծովային նստվածքներում, ներծծվում ծովի ջրով կամ այլ կերպ ներծծվում: CO 2-ի այս մեծ մասից (մոտ 4 միլիարդ տոննա) մոտ երկու միլիարդ տոննա մթնոլորտային ածխաթթու գազ ամեն տարի կլանում է օվկիանոսը:

Այս ամենը մեծացնում է անպատասխան հարցերի թիվը. ինչպե՞ս է ծովի ջուրը փոխազդում մթնոլորտային օդի հետ՝ կլանում CO 2: Որքա՞ն ավելի շատ ածխածին կարող են կլանել ծովերը, և գլոբալ տաքացման ո՞ր մակարդակը կարող է ազդել դրանց պահեստավորման հնարավորությունների վրա: Որքա՞ն է օվկիանոսների կարողությունը կլանելու և պահպանելու կլիմայի փոփոխության հետևանքով թակարդված ջերմությունը:

Ամպերի և կասեցված մասնիկների դերը օդային հոսանքներում, որոնք կոչվում են աերոզոլներ, հեշտ չէ հաշվի առնել կլիմայական մոդել կառուցելիս: Ամպերը ստվերում են երկրի մակերևույթը՝ հանգեցնելով սառեցման, բայց կախված դրանց բարձրությունից, խտությունից և այլ պայմաններից՝ նրանք կարող են նաև գրավել երկրի մակերևույթից արտացոլվող ջերմությունը՝ մեծացնելով ջերմոցային էֆեկտի ինտենսիվությունը: Հետաքրքիր է նաև աերոզոլների ազդեցությունը. Նրանցից ոմանք փոխում են ջրի գոլորշիները՝ խտացնելով այն փոքրիկ կաթիլների տեսքով, որոնք ամպեր են կազմում։ Այս ամպերը շատ խիտ են և շաբաթներով ծածկում են Երկրի մակերեսը: Այսինքն՝ նրանք փակում են արևի լույսը, մինչև տեղումների հետ ընկնեն։

Համակցված ազդեցությունը կարող է հսկայական լինել. 1991 թվականին Ֆիլիպիններում Պինատուբա լեռան հրաբխի ժայթքումը հսկայական քանակությամբ սուլֆատ է արտանետել ստրատոսֆերա՝ առաջացնելով համաշխարհային ջերմաստիճանի անկում, որը տևել է երկու տարի:

Այսպիսով, մեր սեփական աղտոտումը, որն առաջանում է հիմնականում ծծումբ պարունակող ածուխի և նավթի այրման հետևանքով, կարող է ժամանակավորապես մեղմել գլոբալ տաքացման ազդեցությունը։ Փորձագետների գնահատմամբ՝ 20-րդ դարում աերոզոլները 20%-ով նվազեցրել են տաքացման քանակը։ Ընդհանուր առմամբ, ջերմաստիճանը բարձրացել է 1940-ականներից, սակայն նվազել է 1970-ականներից: Աերոզոլների ազդեցությունը կարող է օգնել բացատրել անցյալ դարի կեսերին անոմալ սառեցումը:

2006 թվականին ածխաթթու գազի արտանետումները մթնոլորտ կազմել են 24 միլիարդ տոննա: Հետազոտողների մի շատ ակտիվ խումբ դեմ է այն կարծիքին, որ գլոբալ տաքացման պատճառներից մեկը մարդու գործունեությունն է: Նրա կարծիքով՝ գլխավորը կլիմայի փոփոխության բնական գործընթացներն են և արևի ակտիվության բարձրացումը։ Սակայն, Համբուրգի Գերմանական կլիմայաբանական կենտրոնի ղեկավար Կլաուս Հասելմանի խոսքերով, միայն 5%-ը կարող է բացատրվել բնական պատճառներով, իսկ մնացած 95%-ը մարդու գործունեության հետևանքով առաջացած տեխնածին գործոն է:

Որոշ գիտնականներ նույնպես չեն կապում CO 2-ի ավելացումը ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Թերահավատներն ասում են, որ եթե ջերմաստիճանի բարձրացման մեղավորը CO2-ի արտանետումների ավելացումն է, ապա ջերմաստիճանը պետք է բարձրանար հետպատերազմյան տնտեսական բումի ժամանակ, երբ հանածո վառելիքն այրվում էր հսկայական քանակությամբ։ Այնուամենայնիվ, Ջերի Մալմանը, Երկրաֆիզիկական հեղուկների դինամիկայի լաբորատորիայի տնօրենը, հաշվարկել է, որ ածուխի և յուղերի ավելացված օգտագործումը արագորեն մեծացնում է մթնոլորտում ծծմբի պարունակությունը՝ առաջացնելով սառեցում: 1970 թվականից հետո CO 2-ի և մեթանի երկար կյանքի ցիկլի ջերմային ազդեցությունը ճնշեց արագ քայքայվող աերոզոլները՝ առաջացնելով ջերմաստիճանի բարձրացում։ Այսպիսով, կարելի է եզրակացնել, որ ածխաթթու գազի ազդեցությունը ջերմոցային էֆեկտի ինտենսիվության վրա հսկայական է և անհերքելի։

Այնուամենայնիվ, աճող ջերմոցային էֆեկտը չի կարող աղետալի լինել: Իրոք, բարձր ջերմաստիճանը կարող է ողջունելի լինել այնտեղ, որտեղ դրանք բավական հազվադեպ են: 1900 թվականից ի վեր ամենամեծ տաքացումը նկատվել է հյուսիսային լայնության 40-ից մինչև 70 0, ներառյալ Ռուսաստանը, Եվրոպան, Միացյալ Նահանգների հյուսիսային մասը, որտեղ ամենից վաղ սկսվել են ջերմոցային գազերի արդյունաբերական արտանետումները: Տաքացման մեծ մասը տեղի է ունենում գիշերը, հիմնականում ամպամածության ավելացման պատճառով, որը փակում է արտահոսող ջերմությունը: Արդյունքում մեկ շաբաթով ավելացել է ցանքի շրջանը։

Ավելին, ջերմոցային էֆեկտը կարող է լավ նորություն լինել որոշ ֆերմերների համար: CO 2-ի բարձր կոնցենտրացիան կարող է դրական ազդեցություն ունենալ բույսերի վրա, քանի որ բույսերը ֆոտոսինթեզի գործընթացում օգտագործում են ածխաթթու գազ՝ այն վերածելով կենդանի հյուսվածքի։ Հետևաբար, ավելի շատ բույսեր նշանակում է ավելի շատ CO2-ի ընդունում մթնոլորտից՝ դանդաղեցնելով գլոբալ տաքացումը:

Այս երեւույթը հետաքննվել է ամերիկացի մասնագետների կողմից։ Նրանք որոշել են ստեղծել աշխարհի մոդել՝ օդում կրկնակի քանակությամբ CO 2-ով: Դրա համար նրանք օգտագործել են Հյուսիսային Կալիֆորնիայի տասնչորս տարեկան սոճու անտառը: Ծառերի միջով տեղադրված խողովակներով գազ են մղել։ Ֆոտոսինթեզն աճել է 50-60%-ով։ Բայց ազդեցությունը շուտով փոխվեց: Խեղդվող ծառերը չէին կարողանում հաղթահարել այս քանակությամբ ածխաթթու գազը։ Ֆոտոսինթեզի առավելությունը կորցրեց. Սա ևս մեկ օրինակ է, թե ինչպես է մարդկային մանիպուլյացիան հանգեցնում անսպասելի արդյունքների:

Բայց ջերմոցային էֆեկտի այս փոքրիկ դրական կողմերը չեն կարող համեմատվել բացասականների հետ։ Վերցնենք սոճու անտառի օրինակը, որտեղ CO 2-ը կրկնապատկվել է, և այս դարի վերջում կանխատեսվում է, որ CO 2-ի կոնցենտրացիաները քառապատկվեն: Դուք կարող եք պատկերացնել, թե որքան աղետալի կարող են լինել բույսերի հետեւանքները։ Եվ դա, իր հերթին, կբարձրացնի CO 2-ի քանակը, քանի որ որքան քիչ բույսեր, այնքան մեծ է CO 2-ի կոնցենտրացիան:

Ջերմոցային էֆեկտի հետևանքները

ջերմոցային էֆեկտի գազերի կլիմա

Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ կմեծանա օվկիանոսներից, լճերից, գետերից և այլն ջրի գոլորշիացումը։ Քանի որ տաքացվող օդը կարող է ավելի շատ ջրային գոլորշի պահել, դա ստեղծում է հետադարձ կապի հզոր էֆեկտ. որքան տաքանում է, այնքան բարձր է ջրի գոլորշիների պարունակությունը օդում, և դա, իր հերթին, մեծացնում է ջերմոցային էֆեկտը:

Մարդկային գործունեությունը քիչ ազդեցություն ունի մթնոլորտում ջրի գոլորշու քանակի վրա: Բայց մենք այլ ջերմոցային գազեր ենք արտանետում, ինչը ջերմոցային էֆեկտն ավելի ու ավելի ինտենսիվ է դարձնում։ Գիտնականները կարծում են, որ CO 2 արտանետումների աճը, հիմնականում հանածո վառելիքից, բացատրում է 1850 թվականից ի վեր Երկրի վրա նկատվող տաքացման առնվազն 60%-ը: Մթնոլորտում ածխաթթու գազի կոնցենտրացիան տարեկան ավելանում է մոտ 0,3%-ով և այժմ մոտ 30%-ով ավելի է, քան արդյունաբերական հեղափոխությունից առաջ։ Եթե ​​սա արտահայտվում է բացարձակ թվերով, ապա ամեն տարի մարդկությունը ավելացնում է մոտ 7 միլիարդ տոննա։ Չնայած այն հանգամանքին, որ սա փոքր մասն է մթնոլորտում ածխաթթու գազի ընդհանուր քանակի նկատմամբ՝ 750 մլրդ տոննա, և նույնիսկ ավելի փոքր՝ օվկիանոսներում պարունակվող CO 2 քանակի համեմատ՝ մոտ 35 տրիլիոն տոննա, այն շարունակում է մնալ շատ նշանակալի։ . Պատճառը՝ բնական գործընթացները հավասարակշռության մեջ են, CO 2-ի նման ծավալը մտնում է մթնոլորտ, որն այնտեղից հանվում է։ Իսկ մարդու գործունեությունը միայն ավելացնում է CO 2 :

ջրի գոլորշի

Սառույցի օդային փուչիկների վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ Երկրի մթնոլորտում այժմ ավելի շատ մեթան կա, քան երբևէ վերջին 400,000 տարվա ընթացքում: 1750 թվականից ի վեր մեթանի միջին գլոբալ մթնոլորտային կոնցենտրացիան 1998 թվականին աճել է 150 տոկոսով՝ մոտ 700-ից հասնելով 1745 մասի/միլիարդի ծավալով (ppbv): Վերջին տասնամյակում, չնայած մեթանի կոնցենտրացիաները շարունակել են աճել, աճի տեմպերը դանդաղել են: 1970-ականների վերջին աճի տեմպը տարեկան կազմում էր մոտ 20 ppbv: 1980-ականներին աճը դանդաղել է մինչև տարեկան 9-13 ppbv: 1990-ից 1998 թվականներին տարեկան աճ է գրանցվել 0-ից 13 ppbv-ի միջև: Վերջին ուսումնասիրությունները (Dlugokencky et al.) ցույց են տալիս 1751 ppbv-ի կայուն կոնցենտրացիան 1999-ից 2002 թվականներին:

Մեթանը մթնոլորտից հեռացվում է մի քանի գործընթացների միջոցով։ Մեթանի արտանետումների և հեռացման գործընթացների միջև հավասարակշռությունը, ի վերջո, որոշում է մթնոլորտում մեթանի կոնցենտրացիաները և մնալու ժամանակը: Գերիշխող է օքսիդացումը հիդրօքսիլ ռադիկալներով (OH) քիմիական ռեակցիայով։ Մեթանը փոխազդում է OH-ի հետ տրոպոսֆերայում՝ առաջացնելով CH3 և ջուր։ Ստրատոսֆերային օքսիդացումը նույնպես (փոքր) դեր է խաղում մեթանը մթնոլորտից հեռացնելու գործում։ OH-ի հետ այս երկու ռեակցիաները կազմում են մթնոլորտից մեթանի հեռացման մոտ 90%-ը: Բացի OH-ի հետ ռեակցիայից, հայտնի են ևս երկու պրոցեսներ՝ հողերում մեթանի մանրէաբանական կլանումը և ծովի մակերեսին քլորի (Cl) ատոմների հետ մեթանի ռեակցիան։ Այս գործընթացների ներդրումը համապատասխանաբար կազմում է 7% և 2%-ից պակաս:

Օզոն

Օզոնը ջերմոցային գազ է։ Միաժամանակ, օզոնն անհրաժեշտ է կյանքի համար, քանի որ այն պաշտպանում է Երկիրը Արեգակի կոշտ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումից։

Այնուամենայնիվ, գիտնականները տարբերում են ստրատոսֆերային և տրոպոսֆերային օզոնը: Առաջինը (այսպես կոչված՝ օզոնային շերտը) մշտական ​​և հիմնական պաշտպանությունն է վնասակար ճառագայթումից։ Երկրորդը համարվում է վնասակար, քանի որ այն կարող է տեղափոխվել Երկրի մակերես, որտեղ վնասում է կենդանի էակներին, բացի այդ՝ անկայուն է և չի կարող հուսալի պաշտպանություն լինել։ Բացի այդ, տրոպոսֆերային օզոնի պարունակության աճը նպաստել է մթնոլորտի ջերմոցային էֆեկտի աճին, որը (ըստ ամենալայն ընդունված գիտական ​​գնահատականների) կազմում է CO 2-ի ներդրման մոտ 25%-ը։

Տրոպոսֆերային օզոնի մեծ մասը ձևավորվում է, երբ ազոտի օքսիդները (NOx), ածխածնի օքսիդը (CO) և ցնդող օրգանական միացությունները քիմիական ռեակցիա են ունենում արևի լույսի առկայության դեպքում: Տրանսպորտը, արդյունաբերական արտանետումները և որոշ քիմիական լուծիչներ մթնոլորտում այդ նյութերի հիմնական աղբյուրներն են: Օզոնի առաջացմանը նպաստում է նաև մեթանը, որը վերջին հարյուրամյակի ընթացքում զգալիորեն ավելացել է մթնոլորտային կոնցենտրացիաներում։ Տրոպոսֆերային օզոնի կյանքը մոտավորապես 22 օր է, իսկ հեռացման հիմնական մեխանիզմներն են հողի կապը, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների դեգրադացիան և ռեակցիաները OH և HO 2 ռադիկալների հետ:

Տրոպոսֆերային օզոնի կոնցենտրացիաները խիստ փոփոխական են և անհավասար աշխարհագրական բաշխվածությամբ: ԱՄՆ-ում և Եվրոպայում գոյություն ունի տրոպոսֆերային օզոնի մոնիտորինգի համակարգ՝ հիմնված արբանյակների և ցամաքային դիտարկման վրա։ Քանի որ օզոնը պահանջում է արևի լույս ձևավորելու համար, օզոնի բարձր մակարդակ սովորաբար տեղի է ունենում շոգ, արևոտ եղանակի ժամանակ: Տրոպոսֆերային օզոնի ներկայիս միջին կոնցենտրացիան Եվրոպայում երեք անգամ ավելի բարձր է, քան մինչինդուստրիալ դարաշրջանում։

Մակերեւույթի մոտ օզոնի ավելացումը ուժեղ բացասական ազդեցություն է ունենում բուսականության վրա՝ վնասելով տերևներին և արգելակելով դրանց ֆոտոսինթետիկ ներուժը: Գրունտային մակարդակում օզոնի կոնցենտրացիաների պատմական աճի արդյունքում ցամաքի մակերևույթի կարողությունը կլանելու CO 2-ը հավանաբար ճնշվել է, և, հետևաբար, CO 2-ի աճի տեմպերը աճել են 20-րդ դարում: Գիտնականները (Sitch et al. 2007) կարծում են, որ կլիմայի այս անուղղակի պարտադրումը գրեթե կրկնապատկել է կլիմայի փոփոխության վրա ցամաքային օզոնի կոնցենտրացիաների ներդրումը: Ստորին տրոպոսֆերայում օզոնի աղտոտվածության նվազեցումը կարող է փոխհատուցել CO 2 արտանետումների 1-2 տասնամյակը համեմատաբար ցածր տնտեսական ծախսերով (Wallack and Ramanathan, 2009):

Ազոտի օքսիդ

Ազոտի օքսիդի ջերմոցային ակտիվությունը 298 անգամ ավելի բարձր է, քան ածխաթթու գազը։

Ֆրեոններ

Ֆրեոնների ջերմոցային ակտիվությունը 1300-8500 անգամ գերազանցում է ածխաթթու գազինը։ Ֆրեոնի հիմնական աղբյուրը սառնարանային ագրեգատներն ու աերոզոլներն են։

տես նաեւ

• Կիոտոյի արձանագրություն (CO 2, CH 4, HFCs, PFCs, N 2 O, SF 6)

Նշումներ

Հղումներ

• Point Carbon-ը վերլուծական ընկերություն է, որը մասնագիտացած է ջերմոցային գազերի արտանետումների առևտրի վերաբերյալ անկախ գնահատականների, կանխատեսումների և տեղեկատվության տրամադրման գործում:
• «G&S – մթնոլորտ» օդի որակի մոնիտորինգի ավտոմատ համակարգ

Կլիմա, Կլիմատոլոգիա
Կլիմայի փոփոխություն	Պալեոկլիմատոլոգիա Էլ Նինյո Երկրաքիմիական ածխածնի ցիկլ Պրոտերոզոյան սառցադաշտ, սառցե դարաշրջան, փոքր սառցե դարաշրջանի ջերմային առավելագույնը (ուշ պալեոցենի ջերմային առավելագույնը, վերջին սառցադաշտային առավելագույնը) Սառցադաշտեր Ջերմային ցիկլ
Գլոբալ տաքացում	Անտառահատման գործողություն Կլիմայի փոփոխության վերաբերյալ Գլոբալ կլիմայի մոդել Գլոբալ սառեցում Օզոնային փոս Ջերմոցային էֆեկտ Ածխածնի երկօքսիդ Ջերմոցային գազեր Կլիմայի փոփոխության վերաբերյալ միջկառավարական խումբ ՄԱԿ-ի Կլիմայի փոփոխության շրջանակային կոնվենցիա (Կիոտոյի արձանագրություն) Նավթի գագաթնակետ վերականգնվող էներգիայի ջերմաստիճանի բարձրացում Ծովի մակարդակի բարձրացում

Վիքիմեդիա հիմնադրամ. 2010 թ .

Մեր մոլորակի մթնոլորտում ջերմոցային էֆեկտը պայմանավորված է նրանով, որ էներգիայի հոսքը սպեկտրի ինֆրակարմիր տիրույթում, որը բարձրանում է Երկրի մակերևույթից, կլանում է մթնոլորտային գազի մոլեկուլները և հետ ճառագայթվում տարբեր ուղղություններով, արդյունքում՝ Ջերմոցային գազերի մոլեկուլների կողմից կլանված էներգիայի կեսը վերադառնում է Երկրի մակերես՝ առաջացնելով այն տաքանալով: Հարկ է նշել, որ ջերմոցային էֆեկտը բնական մթնոլորտային երեւույթ է (նկ. 5): Եթե ​​Երկրի վրա ընդհանրապես ջերմոցային էֆեկտ չլիներ, ապա մեր մոլորակի միջին ջերմաստիճանը կլիներ մոտ -21 ° C, և այսպես, ջերմոցային գազերի շնորհիվ այն + 14 ° C է։ Ուստի, զուտ տեսականորեն, մարդու գործունեությունը, որը կապված է Երկրի մթնոլորտ ջերմոցային գազերի արտանետման հետ, պետք է հանգեցնի մոլորակի հետագա տաքացմանը։ Հիմնական ջերմոցային գազերը, ըստ Երկրի ջերմային հաշվեկշռի վրա գնահատված ազդեցության, ջրային գոլորշիներն են (36-70%), ածխաթթու գազը (9-26%), մեթանը (4-9%), հալոածխածինները, ազոտի օքսիդը։

Բրինձ.

Ածուխով աշխատող էլեկտրակայանները, գործարանների ծխնելույզները, մեքենաների գոլորշիները և այլ մարդածին աղտոտման աղբյուրները միասին տարեկան արտանետում են մոտ 22 միլիարդ տոննա ածխաթթու գազ և այլ ջերմոցային գազեր: Անասնաբուծությունը, պարարտանյութերի կիրառումը, ածուխի այրումը և այլ աղբյուրներ տարեկան արտադրում են մոտ 250 միլիոն տոննա մեթան։ Մարդկության կողմից արտանետվող ջերմոցային գազերի մոտ կեսը մնում է մթնոլորտում։ Անցած 20 տարիների ընթացքում ջերմոցային գազերի մարդածին արտանետումների մոտ երեք քառորդը պայմանավորված է նավթի, բնական գազի և ածուխի օգտագործմամբ (Նկար 6): Մնացածի մեծ մասը պայմանավորված է լանդշաֆտի փոփոխություններով, առաջին հերթին անտառահատումներով:

Բրինձ.

ջրի գոլորշիայսօր ամենակարեւոր ջերմոցային գազն է: Այնուամենայնիվ, ջրի գոլորշին ներգրավված է նաև շատ այլ գործընթացներում, ինչը տարբեր պայմաններում նրա դերը դարձնում է միանշանակ:

Նախ, Երկրի մակերևույթից գոլորշիացման և մթնոլորտում հետագա խտացման ժամանակ մթնոլորտ մտնող ողջ ջերմության մինչև 40%-ը կոնվեկցիայի շնորհիվ փոխանցվում է մթնոլորտի ստորին շերտեր (տրոպոսֆերա): Այսպիսով, գոլորշիացման ժամանակ ջրի գոլորշիները որոշակիորեն նվազեցնում են մակերեսի ջերմաստիճանը: Բայց մթնոլորտում խտացման արդյունքում արձակված ջերմությունն օգտագործվում է այն տաքացնելու, իսկ ավելի ուշ՝ Երկրի մակերեսը տաքացնելու համար։

Բայց ջրի գոլորշիների խտացումից հետո առաջանում են ջրի կաթիլներ կամ սառույցի բյուրեղներ, որոնք ինտենսիվորեն ներգրավված են արևի լույսի ցրման մեջ՝ արտացոլելով արևի էներգիայի մի մասը հետ տիեզերք։ Ամպերը, որոնք պարզապես այս կաթիլների և բյուրեղների կուտակումներ են, ավելացնում են արևային էներգիայի մասնաբաժինը (ալբեդոն), որն արտացոլվում է հենց մթնոլորտի կողմից, ետ տարածություն (և ամպերից հետագա տեղումները կարող են ընկնել ձյան տեսքով՝ մեծացնելով մակերեսի ալբեդո):

Այնուամենայնիվ, ջրի գոլորշին, նույնիսկ խտացրած կաթիլների և բյուրեղների մեջ, դեռևս ունի հզոր կլանման գոտիներ սպեկտրի ինֆրակարմիր հատվածում, ինչը նշանակում է, որ նույն ամպերի դերը հեռու է միանշանակ լինելուց: Այս երկակիությունը հատկապես նկատելի է հետևյալ ծայրահեղ դեպքերում՝ երբ ամառային արևոտ եղանակին երկինքը ծածկվում է ամպերով, մակերեսի ջերմաստիճանը նվազում է, իսկ եթե նույնը տեղի է ունենում ձմռան գիշերը, ապա, ընդհակառակը, այն բարձրանում է։ Ամպերի դիրքը նույնպես ազդում է վերջնական արդյունքի վրա. ցածր բարձրության վրա հզոր ամպամածությունը արտացոլում է արևային էներգիայի մեծ քանակություն, և բալանսը այս դեպքում կարող է ձեռնտու լինել հակաջերմոցային էֆեկտին, բայց բարձր բարձրության վրա հազվադեպ ցիռուսային ամպերը թույլ են տալիս: բավականին շատ արևային էներգիա է իջնում, բայց նույնիսկ հազվագյուտ ամպերը գրեթե անհաղթահարելի խոչընդոտ են ինֆրակարմիր ճառագայթման համար, և այստեղ կարելի է խոսել ջերմոցային էֆեկտի գերակշռության մասին:

Ջրային գոլորշու մեկ այլ հատկանիշ՝ խոնավ մթնոլորտը որոշ չափով նպաստում է մեկ այլ ջերմոցային գազի՝ ածխածնի երկօքսիդի միացմանը և անձրևների միջոցով դրա տեղափոխմանը Երկրի մակերևույթ, որտեղ այն կարող է օգտագործվել կարբոնատների և հանածո վառելիքի ձևավորման համար՝ որպես հետագա գործընթացների արդյունք։

Մարդկային գործունեությունը շատ քիչ անմիջական ազդեցություն ունի մթնոլորտում ջրի գոլորշիների պարունակության վրա՝ միայն ոռոգվող հողերի տարածքի ավելացման, ճահիճների տարածքի փոփոխության և էներգիայի աշխատանքի պատճառով, որը աննշան է Երկրի ամբողջ ջրային մակերևույթից գոլորշիացման և հրաբխային ակտիվության ֆոն: Այդ իսկ պատճառով ջերմոցային էֆեկտի խնդիրը դիտարկելիս բավականին հաճախ դրա վրա քիչ ուշադրություն է դարձվում:

Այնուամենայնիվ, ջրի գոլորշիների պարունակության վրա անուղղակի ազդեցությունը կարող է լինել շատ մեծ՝ մթնոլորտային ջրի գոլորշիների պարունակության և ջերմոցային այլ գազերի հետևանքով առաջացած տաքացման հետադարձ կապի պատճառով, որը մենք այժմ կքննարկենք:

Հայտնի է, որ ջերմաստիճանի բարձրացման հետ ավելանում է նաև ջրի գոլորշիների գոլորշիացումը, և յուրաքանչյուր 10 ° C-ի դեպքում օդում ջրի գոլորշու հնարավոր պարունակությունը գրեթե կրկնապատկվում է։ Օրինակ՝ 0 °C-ում հագեցած գոլորշիների ճնշումը կազմում է մոտ 6 մբ, +10 °C-ում՝ 12 մբ, իսկ +20 °C-ում՝ 23 մբ։

Կարելի է տեսնել, որ ջրի գոլորշու պարունակությունը խիստ կախված է ջերմաստիճանից, և երբ այն ինչ-ինչ պատճառներով իջեցվում է, նախ՝ ջրի գոլորշու ջերմոցային էֆեկտն ինքնին նվազում է (նվազած պարունակության պատճառով), և երկրորդ՝ տեղի է ունենում ջրի գոլորշիների խտացում։ , ինչը, իհարկե, մեծապես դանդաղեցնում է ջերմաստիճանի նվազումը խտացման ջերմության արտանետման պատճառով, բայց խտացումից հետո մեծանում է արեգակնային էներգիայի արտացոլումը և՛ մթնոլորտի բուն (կաթիլների և սառցե բյուրեղների վրա ցրվելը), և՛ մակերեսի ( ձյան տեղումներ), որն էլ ավելի է իջեցնում ջերմաստիճանը։

Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մթնոլորտում ավելանում է ջրի գոլորշիների քանակը, մեծանում է նրա ջերմոցային էֆեկտը, որն ուժեղացնում է ջերմաստիճանի սկզբնական աճը։ Սկզբունքորեն, ամպամածությունը նույնպես աճում է (ավելի շատ ջրային գոլորշի է մտնում համեմատաբար ցուրտ շրջաններ), բայց դա չափազանց թույլ է, ըստ Ի.Մոխովի, մոտ 0,4% տաքացման մեկ աստիճանի համար, ինչը չի կարող մեծապես ազդել արևային էներգիայի արտացոլման աճի վրա:

Ածխաթթու գազ- ջերմոցային էֆեկտի երկրորդ ամենամեծ ներդրումն այսօր, չի սառչում, երբ ջերմաստիճանը իջնում ​​է, և շարունակում է ջերմոցային էֆեկտ ստեղծել նույնիսկ ցամաքային պայմաններում հնարավոր ամենացածր ջերմաստիճանի դեպքում: Հավանաբար հրաբխային ակտիվության հետևանքով մթնոլորտում ածխաթթու գազի աստիճանական կուտակման շնորհիվ է, որ Երկիրը կարողացավ դուրս գալ ամենահզոր սառցադաշտերի վիճակից (երբ նույնիսկ հասարակածը ծածկված էր սառույցի հզոր շերտով), որը. այն ընկել է պրոտերոզոյական դարաշրջանի սկզբում և վերջում:

Ածխածնի երկօքսիդը ներգրավված է լիթոսֆերա-հիդրոսֆերա-մթնոլորտ համակարգում ածխածնի հզոր ցիկլի մեջ, և երկրագնդի կլիմայի փոփոխությունը կապված է հիմնականում մթնոլորտ մտնելու հավասարակշռության փոփոխության և դրանից դուրս գալու հետ:

Ջրում ածխածնի երկօքսիդի համեմատաբար բարձր լուծելիության պատճառով ածխաթթու գազի պարունակությունը հիդրոսֆերայում (հիմնականում օվկիանոսներում) այժմ կազմում է 4x104 Gt (գիգատոն) ածխածին (այսուհետև տրված են CO2-ի մասին տվյալներ ածխածնի առումով), ներառյալ խոր. շերտերը (Պուտվինսկի, 1998): Մթնոլորտը ներկայումս պարունակում է մոտ 7,5x102 Gt ածխածին (Alekseev et al., 1999): Մթնոլորտում CO2-ի պարունակությունը հեռու էր միշտ ցածր լինելուց, օրինակ՝ Արխեում (մոտ 3,5 միլիարդ տարի առաջ), մթնոլորտը կազմված էր գրեթե 85-90% ածխածնի երկօքսիդից, զգալիորեն ավելի բարձր ճնշման և ջերմաստիճանի դեպքում (Սորոխտին, Ուշակով): , 1997): Այնուամենայնիվ, ջրի զգալի զանգվածների հոսքը դեպի Երկրի մակերևույթ ինտերիերի գազազերծման, ինչպես նաև կյանքի առաջացման արդյունքում ապահովել է գրեթե ամբողջ մթնոլորտի և ջրում լուծված ածխաթթու գազի մի զգալի մասի կապը: կարբոնատների (շուրջ 5,5x107 գտ ածխածին պահվում է լիթոսֆերայում (IPCC զեկույց, 2000 թ.)): Նաև ածխաթթու գազը կենդանի օրգանիզմների կողմից սկսեց վերածվել այրվող հանքանյութերի տարբեր ձևերի։ Բացի այդ, ածխաթթու գազի մի մասը առգրավվել է կենսազանգվածի կուտակման պատճառով, որոնցում ածխածնի ընդհանուր պաշարները համեմատելի են մթնոլորտի պաշարների հետ, և հաշվի առնելով հողերը՝ այն գերազանցում է մի քանի անգամ։

Սակայն մեզ առաջին հերթին հետաքրքրում են այն հոսքերը, որոնք ապահովում են ածխաթթու գազի մուտքը մթնոլորտ և հեռացնում այն ​​դրանից։ Լիտոսֆերան այժմ ապահովում է ածխածնի երկօքսիդի շատ փոքր հոսք, որը մտնում է մթնոլորտ հիմնականում հրաբխային ակտիվության պատճառով՝ տարեկան մոտ 0,1 գտ ածխածին (Պուտվինսկի, 1998): Զգալիորեն ավելի մեծ հոսքեր են դիտվում օվկիանոսի համակարգերում (այնտեղ ապրող օրգանիզմների հետ միասին)՝ մթնոլորտ, իսկ երկրային բիոտա՝ մթնոլորտ։ Մթնոլորտից տարեկան մոտ 92 գտ ածխածին մտնում է օվկիանոս, իսկ 90 գտ-ը վերադառնում է մթնոլորտ (Պուտվինսկի, 1998): Այսպիսով, տարեկան մոտ 2 գտ ածխածին լրացուցիչ հեռացվում է մթնոլորտից օվկիանոսից: Միևնույն ժամանակ, երկրային մահացած կենդանի էակների շնչառության և տարրալուծման գործընթացներում տարեկան մոտ 100 Գտ ածխածին է մտնում մթնոլորտ։ Ֆոտոսինթեզի գործընթացներում ցամաքային բուսականությունը նաև մթնոլորտից հեռացնում է մոտ 100 գտ ածխածին (Պուտվինսկի, 1998): Ինչպես տեսնում ենք, մթնոլորտից ածխածնի մուտքի և ելքի մեխանիզմը բավականին հավասարակշռված է՝ ապահովելով մոտավորապես հավասար հոսքեր։ Ժամանակակից մարդկային կյանքն այս մեխանիզմում ներառում է ածխածնի անընդհատ աճող լրացուցիչ հոսք դեպի մթնոլորտ՝ հանածո վառելիքի (նավթ, գազ, ածուխ և այլն) այրման պատճառով. միջինը մոտ 6.3 Gt տարեկան: Բացի այդ, ածխածնի հոսքը դեպի մթնոլորտ ավելանում է անտառահատումների և անտառների մասնակի այրման պատճառով՝ տարեկան մինչև 1,7 ԳՏ (IPCC զեկույց, 2000 թ.), մինչդեռ կենսազանգվածի աճը, որը նպաստում է CO2-ի կլանմանը, կազմում է տարեկան ընդամենը մոտ 0,2 ԳՏ։ տարվա գրեթե 2 Gt-ի փոխարեն: Նույնիսկ հաշվի առնելով օվկիանոսի կողմից մոտ 2 Գտ հավելյալ ածխածնի կլանման հնարավորությունը, դեռևս մնում է բավականին զգալի լրացուցիչ հոսք (ներկայումս՝ տարեկան մոտ 6 Գտ), ինչը մեծացնում է ածխաթթու գազի պարունակությունը մթնոլորտում։ Բացի այդ, մոտ ապագայում կարող է նվազել օվկիանոսի կողմից ածխաթթու գազի կլանումը, և հնարավոր է նույնիսկ հակառակ գործընթացը՝ օվկիանոսներից ածխաթթու գազի արտազատում։ Դա պայմանավորված է ածխածնի երկօքսիդի լուծելիության նվազմամբ ջրի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ, օրինակ, երբ ջրի ջերմաստիճանը բարձրանում է ընդամենը 5-ից մինչև 10 ° C, դրանում ածխածնի երկօքսիդի լուծելիության գործակիցը նվազում է մոտավորապես 1,4-ից մինչև 1,2:

Այսպիսով, տնտեսական ակտիվությամբ պայմանավորված ածխաթթու գազի հոսքը մթնոլորտ մեծ չէ որոշ բնական հոսքերի համեմատ, սակայն դրա չփոխհատուցումը հանգեցնում է մթնոլորտում CO2-ի աստիճանական կուտակման, ինչը քայքայում է CO2-ի ներհոսքի և արտահոսքի հավասարակշռությունը. ձևավորվել է Երկրի և նրա վրա կյանքի էվոլյուցիայի միլիարդավոր տարիների ընթացքում:

Երկրաբանական և պատմական անցյալի բազմաթիվ փաստեր վկայում են կլիմայի փոփոխության և ջերմոցային գազերի պարունակության տատանումների փոխհարաբերության մասին։ 4-ից 3,5 միլիարդ տարի առաջ ընկած ժամանակահատվածում Արեգակի պայծառությունը մոտ 30%-ով պակաս էր, քան այժմ: Այնուամենայնիվ, նույնիսկ երիտասարդ, «գունատ» Արեգակի ճառագայթների տակ Երկրի վրա կյանքը զարգացավ և նստվածքային ապարներ առաջացան. համենայն դեպս երկրագնդի մակերեսի մի մասում ջերմաստիճանը բարձր էր ջրի սառցակալման կետից: Որոշ գիտնականներ ենթադրում են, որ այդ ժամանակ երկրագնդի մթնոլորտում 1000 անգամ ավելի մեծ առանցք կար. ածխաթթու գազքան այժմ, և դա փոխհատուցում էր արևային էներգիայի պակասը, քանի որ Երկրի ճառագայթած ջերմության ավելի մեծ մասը մնացել էր մթնոլորտում: Աճող ջերմոցային էֆեկտը կարող է դառնալ բացառիկ տաք կլիմայի պատճառներից մեկը հետագայում՝ մեզոզոյան դարաշրջանում (դինոզավրերի դարաշրջան): Համաձայն բրածոների մնացորդների վերլուծության՝ Երկրի վրա այն ժամանակ այն 10-15 աստիճանով ավելի տաք էր, քան այժմ։ Հարկ է նշել, որ այն ժամանակ, 100 միլիոն տարի առաջ և ավելի վաղ, մայրցամաքներն այլ դիրք էին զբաղեցնում, քան մեր ժամանակներում, և օվկիանոսային շրջանառությունը նույնպես տարբեր էր, ուստի ջերմության փոխանցումը արևադարձից դեպի բևեռային շրջաններ կարող էր ավելի մեծ լինել: Այնուամենայնիվ, Էրիկ Ջ. Բարոնի, այժմ Փենսիլվանիայի համալսարանում և այլոց հաշվարկները ցույց են տալիս, որ մեզոզոյան տաքացման կեսից ոչ ավելին կարող է կապված լինել պալեոկոնտինենտալ աշխարհագրության հետ: Տաքացման մնացած մասը հեշտությամբ բացատրվում է ածխաթթու գազի ավելացմամբ: Այս ենթադրությունն առաջին անգամ առաջ քաշեցին խորհրդային գիտնականներ Ա. Բ. Ռոնովը Պետական ​​հիդրոլոգիական ինստիտուտից և Մ. Այս առաջարկին աջակցող հաշվարկները կատարել են Էրիկ Բարրոնը, Մթնոլորտային հետազոտությունների ազգային կենտրոնի (NCAR) Սթարլի Լ. Թոմփսոնը: Ռոբերտ Ա. Բերների և Անտոնիո Կ. Լազագայի կողմից մշակված երկրաքիմիական մոդելից Յեյլի համալսարանից և հանգուցյալ Ռոբերտից: Տեխասի դաշտերը 1983-ին որոշ ժամանակ տևած երաշտի հետևանքով վերածվել են անապատի: Նման պատկեր, ըստ համակարգչային մոդելի հաշվարկների, կարելի է տեսնել շատ վայրերում, եթե գլոբալ տաքացման հետևանքով նվազի հողի խոնավությունը Կենտրոնական շրջաններում: մայրցամաքները, որտեղ կենտրոնացած է հացահատիկի արտադրությունը։

Հարավային Ֆլորիդայի համալսարանի Մ. Գարելսը հետևում է, որ ածխածնի երկօքսիդը կարող է արտազատվել ծայրահեղ ուժեղ հրաբխային ակտիվության ժամանակ միջին օվկիանոսի լեռնաշղթաներում, որտեղ բարձրացող մագման ստեղծում է օվկիանոսի նոր հատակ: Մթնոլորտային ջերմոցային գազերի և կլիմայի միջև կապի ուղղակի ապացույցը սառցադաշտերի ժամանակ կարելի է «արդյունահանել» Անտարկտիդայի սառույցի մեջ ներկառուցված օդային փուչիկներից, որոնք ձևավորվել են հին ժամանակներում՝ թափվող ձյան սեղմումից: Գրենոբլի սառցադաշտաբանության և երկրաֆիզիկայի լաբորատորիայից Կլոդ Լաուրիուի գլխավորած խումբն ուսումնասիրել է 2000 մ երկարությամբ սառցե սյունը (համապատասխանում է 160 հազար տարվա ժամանակաշրջանին), որը ստացել են խորհրդային հետազոտողները Անտարկտիդայի Վոստոկ կայարանում: Այս սառցե սյունակում պարունակվող գազերի լաբորատոր վերլուծությունը ցույց է տվել, որ հնագույն մթնոլորտում ածխաթթու գազի և մեթանի կոնցենտրացիաները փոխվել են համահունչ և, որ ավելի կարևոր է, «ժամանակի» ընթացքում միջին տեղական ջերմաստիճանի փոփոխություններով (այն որոշվել է հարաբերակցությամբ. ջրածնի իզոտոպների կոնցենտրացիաները ջրի մոլեկուլներում): Վերջին միջսառցադաշտային ժամանակաշրջանում, որն արդեն տևել է 10 հազար տարի, և դրան նախորդող միջսառցադաշտային ժամանակաշրջանում (130 հազար տարի առաջ), որը տևել է նաև 10 հազար տարի, այս տարածաշրջանում միջին ջերմաստիճանը 10 °C-ով բարձր է եղել, քան սառցադաշտերի ժամանակ։ (Ընդհանուր առմամբ, նշված ժամանակահատվածներում Երկիրը 5°C-ով ավելի տաք է եղել:) Նույն ժամանակահատվածներում մթնոլորտը պարունակում էր 25%-ով ավելի ածխաթթու գազ և 100070-ով ավելի շատ մեթան, քան սառցադաշտերի ժամանակ: Անհասկանալի է` ջերմոցային գազերի փոփոխությունն է եղել պատճառը, իսկ հետևանքը` կլիմայի փոփոխությունը, թե հակառակը: Ամենայն հավանականությամբ, սառցադաշտերի առաջացման պատճառը Երկրի ուղեծրի փոփոխություններն էին և սառցադաշտերի առաջխաղացման և նահանջի հատուկ դինամիկան; Այնուամենայնիվ, կլիմայական այս տատանումները կարող են սրվել բիոտայի փոփոխություններով և օվկիանոսների շրջանառության տատանումներով, որոնք ազդում են մթնոլորտում ջերմոցային գազերի պարունակության վրա: Ջերմոցային գազերի տատանումների և կլիմայի փոփոխության մասին ավելի մանրամասն տվյալներ կան վերջին 100 տարվա ընթացքում, որոնց ընթացքում ածխաթթու գազի հետագա աճ է գրանցվել՝ 25%-ով և մեթանի 100%-ով: Վերջին 100 տարվա միջին գլոբալ ջերմաստիճանի «ռեկորդները» ուսումնասիրվել են հետազոտողների երկու խմբի կողմից՝ Ջեյմս Է. Հանսենի գլխավորությամբ՝ Գոդարդի Տիեզերական հետազոտությունների ազգային ավիացիայի և տիեզերական ադմինիստրացիայից և Արևելյան Եվրոպայի համալսարանի կլիմայի բաժնի Տ. Մ. Լ. Անգլիա.

Մթնոլորտի կողմից ջերմության պահպանումը Երկրի էներգետիկ հաշվեկշռի հիմնական բաղադրիչն է (նկ. 8): Արեգակից եկող էներգիայի մոտավորապես 30%-ը արտացոլվում է (ձախից) կա՛մ ամպերից, կա՛մ մասնիկներից, կա՛մ Երկրի մակերևույթից. մնացած 70%-ը ներծծվում է։ Կլանված էներգիան նորից արտանետվում է ինֆրակարմիր տիրույթում մոլորակի մակերեսով։

Բրինձ.

Այս գիտնականներն օգտագործել են բոլոր մայրցամաքներում ցրված եղանակային կայանների չափումները (Կլիմայի բաժնի թիմը վերլուծության մեջ ներառել է նաև ծովում չափումներ): Միևնույն ժամանակ, երկու խմբերում ընդունվել են դիտարկումների վերլուծության և «աղավաղումները» հաշվի առնելու տարբեր մեթոդներ, որոնք վերաբերում էին, օրինակ, այն փաստին, որ որոշ եղանակային կայաններ հարյուր տարվա ընթացքում «տեղափոխվեցին» այլ վայր, իսկ որոշները՝ քաղաքներում տվել են «աղտոտված» տվյալներ» արդյունաբերական ձեռնարկությունների կողմից առաջացած կամ օրվա ընթացքում շենքերի ու մայթերի կողմից կուտակված ջերմության ազդեցությունը։ Վերջին ազդեցությունը, որը հանգեցնում է «ջերմային կղզիների» առաջացմանը, շատ նկատելի է զարգացած երկրներում, օրինակ՝ ԱՄՆ-ում։ Այնուամենայնիվ, նույնիսկ եթե Միացյալ Նահանգների համար հաշվարկված ուղղումը (այն ստացել է Թոմաս Ռ. Կարլը Աշևիլում, Հյուսիսային Կարոլինա նահանգի Կլիմայական տվյալների ազգային կենտրոնից և Պ. Դ. Ջոնսը Արևելյան Անգլիայի համալսարանից) տարածվում է աշխարհի բոլոր տվյալների վրա: , երկու ռեկորդներում էլ կմնա»<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.

Ածխածնի փոխանակում մթնոլորտի և Երկրի տարբեր «ջրամբարների» միջև (նկ. 9): Յուրաքանչյուր թիվը ցույց է տալիս, միլիարդավոր տոննաներով, տարեկան ածխածինը (երկօքսիդի տեսքով) կամ պահվում է ջրամբարում: Այս բնական ցիկլերում, որոնցից մեկը «փակվում» է ցամաքին, իսկ մյուսը՝ օվկիանոսին, մթնոլորտից դուրս է գալիս այնքան ածխաթթու գազ, որքան այն մտնում է այնտեղ, բայց մարդու գործունեությունը՝ անտառահատումները և հանածո վառելիքի այրումը, հանգեցնում են նրան. մթնոլորտում ածխածնի պարունակությունը տարեկան ավելանում է 3 մլրդ տոննայով։ Ստոկհոլմի համալսարանի Բերտ Բոլինի տվյալները վերցված են

Նկ.9

Ենթադրենք, մենք ունենք ողջամիտ կանխատեսում, թե ինչպես կփոխվեն ածխաթթու գազի արտանետումները: Ի՞նչ փոփոխություններ տեղի կունենան այս դեպքում մթնոլորտում այս գազի կոնցենտրացիայի հետ: Մթնոլորտային ածխաթթու գազը «սպառվում» է բույսերի, ինչպես նաև օվկիանոսի կողմից, որտեղ այն օգտագործվում է քիմիական և կենսաբանական գործընթացների համար։ Մթնոլորտում ածխաթթու գազի կոնցենտրացիայի փոփոխության հետ մեկտեղ հավանաբար կփոխվի նաև այս գազի «սպառման» արագությունը։ Այլ կերպ ասած, գործընթացները, որոնք առաջացնում են մթնոլորտային ածխաթթու գազի պարունակության փոփոխություններ, պետք է ներառեն հետադարձ կապ: Ածխածնի երկօքսիդը բույսերի ֆոտոսինթեզի «սննդանյութն» է, ուստի բույսերի կողմից դրա սպառումը, հավանաբար, կավելանա մթնոլորտում կուտակման հետ, ինչը կդանդաղեցնի այս կուտակումը: Նմանապես, քանի որ օվկիանոսի մակերևութային ջրերում ածխածնի երկօքսիդի պարունակությունը մոտավոր հավասարակշռության մեջ է մթնոլորտում դրա պարունակության հետ, օվկիանոսի ջրի կողմից ածխաթթու գազի կլանման աճը կդանդաղեցնի դրա կուտակումը մթնոլորտում: Այնուամենայնիվ, կարող է պատահել, որ ածխածնի երկօքսիդի և այլ ջերմոցային գազերի կուտակումը մթնոլորտում գործի կդնի դրական արձագանքման մեխանիզմներ, որոնք կուժեղացնեն կլիմայի ազդեցությունը: Օրինակ՝ կլիմայի արագ փոփոխությունը կարող է հանգեցնել անտառների և այլ էկոհամակարգերի մասերի անհետացման, ինչը կթուլացնի կենսոլորտի ածխաթթու գազը կլանելու ունակությունը։ Ավելին, տաքացումը կարող է հանգեցնել հողում պարունակվող ածխածնի արագ արտազատման՝ որպես մեռած օրգանական նյութերի մաս: Այս ածխածինը, երկու անգամ ավելի շատ, քան մթնոլորտում, հողի բակտերիաների կողմից մշտապես վերածվում է ածխաթթու գազի և մեթանի։ Ավելի տաք եղանակը կարող է արագացնել նրանց «աշխատանքը», ինչը կարագացնի ածխաթթու գազի (չոր հողերից) և մեթանի (բրնձի դաշտերով զբաղեցված տարածքներից, աղբավայրերից և խոնավ տարածքներից) արտազատումը: Բավականին շատ մեթան կուտակվում է նաև մայրցամաքային շելֆի նստվածքներում և Արկտիկայի հավերժական սառույցի շերտից ներքև՝ կլատրատների տեսքով՝ մեթանից և ջրի մոլեկուլներից բաղկացած մոլեկուլային վանդակաճաղերից: Դարակների ջրերի տաքացումը և մշտական ​​սառույցի հալումը կարող են հանգեցնել արտազատման: Չնայած այս անորոշություններին, շատ հետազոտողներ կարծում են, որ բույսերի և օվկիանոսի կողմից ածխաթթու գազի կլանումը կդանդաղեցնի այդ գազի կուտակումը մթնոլորտում, առնվազն մոտակա 50-100 տարում մթնոլորտում մոտ կեսը կմնա մթնոլորտում: այնտեղ։ Հետևում է, որ ածխաթթու գազի կոնցենտրացիայի կրկնապատկում 1900-ի համեմատ (մինչև 600 ppm մակարդակ) տեղի կունենա մոտավորապես 2030-2080 թվականներին: Այնուամենայնիվ, այլ ջերմոցային գազեր, հավանաբար, ավելի արագ կկուտակվեն մթնոլորտում:

Կլիմայի վրա ազդեցության հիմնական պատճառը համարվում է մթնոլորտում ջերմոցային գազերի մասնաբաժնի ավելացումը, ինչը կհանգեցնի ջերմաստիճանի բարձրացմանը, որին հաջորդում է սառցադաշտերի հալումը և օվկիանոսի մակարդակի բարձրացումը, ինչը կտրուկ կհանգեցնի: գլոբալ կլիմայի փոփոխություն. 130 տարվա ընթացքում՝ 1860-ից 1990 թվականներին, մթնոլորտի միջին գլոբալ ջերմաստիճանն աճել է 1 °C-ով, և այս միտումը շարունակվում է մինչ օրս։

Ջերմոցային էֆեկտի գաղափարը առաջին անգամ արտահայտել է Ջ. Երկիր.

Բնահյութ ջերմոցային էֆֆեկտՋերմոցային գազերը գործում են որպես ապակի, որի արդյունքում ջերմությունը կենտրոնանում է երկրագնդի շուրջ իրենց ստեղծած պատյանի տակ։ Լույսի էներգիան, ներթափանցելով մթնոլորտի միջով, կլանվում է մեր մոլորակի մակերեսով, վերածվում ջերմային էներգիայի և ազատվում ջերմության տեսքով։ Ջերմությունը, ինչպես գիտեք, ի տարբերություն լույսի, դուրս չի գալիս ապակու միջով, այլ կուտակվում է ջերմոցի ներսում՝ զգալիորեն բարձրացնելով օդի ջերմաստիճանը և մեծացնելով գոլորշիացումը։ Արեգակից և Երկրի մակերևույթից ջերմային ճառագայթման հիմնական կլանիչը ջուրն է, որն առկա է գոլորշիների և ամպերի տեսքով։ Երկրի մակերեւույթից արտանետվող ճառագայթման 7%-ից պակասն անցնում է «թափանցիկ պատուհաններով», սակայն այդ պատուհանները զգալիորեն կրճատվում են մթնոլորտում ջերմոցային գազերի մոլեկուլների առկայության պատճառով։

Ջերմոցային գազեր

Մեթան. Գլոբալ տաքացումը կազմում է 12% մեթանի պատճառով (CH 4): Այն ձևավորվում է ճահիճներում, բրնձի դաշտերում և աղբավայրերում, կովերի և ոչխարների ստամոքսում և տերմիտների աղիքներում, գազահորերից, գազատարներից, վառարաններից, վառարաններից արտահոսքի ժամանակ: Վերջին տասնամյակների ընթացքում մեթանի պարունակությունն աճել է բրնձի զբաղեցրած տարածքների ավելացման, ինչպես նաև խոշոր անասնաբուծական ֆերմաների ստեղծման արդյունքում։ Մեթանը տրոպոսֆերայում պահպանվում է մոտ 11 տարի։ Յուրաքանչյուր CH 4 մոլեկուլ նպաստում է ջերմոցային էֆեկտին 25 անգամ ավելի, քան CO 2 մոլեկուլը: Մեթանի արտանետումները տարեկան ավելանում են 1%-ով.

Ազոտային օքսիդ. Գլոբալ տաքացումը կազմում է 6% ազոտի օքսիդի (N 2 O) պատճառով։ Ազատվում է հողերում ազոտական ​​պարարտանյութերի քայքայման, անասնաբուծական տնտեսությունների կեղտաջրերից, կենսազանգվածի այրման ժամանակ։ Այն տրոպոսֆերայում պահպանվում է միջինը 150 տարի։ Յուրաքանչյուր մոլեկուլ Ն 2 O-ն 230 անգամ ավելի արդյունավետ է նպաստում գլոբալ տաքացմանը, քան CO 2 մոլեկուլը: Տարեկան արտանետումները ավելանում են 0,2%-ով։

Տաքացման արդյունքում մեր մոլորակի ճակատագրին կարող են պատահել անուղղելի բաներ՝ Գրենլանդիայի սառցադաշտերը, Հյուսիսային Սառուցյալ օվկիանոսը, Հարավային բևեռը և վերջապես լեռնային սառցադաշտերը կսկսեն հալվել; Համաշխարհային օվկիանոսի մակարդակը զգալիորեն կբարձրանա (1,5-2 մ և ավելի): Անտարկտիդայի միջին ջերմաստիճանը կբարձրանա 5 o C-ով, ինչը բավական է ամբողջ սառցե գլխարկը հալեցնելու համար։ Համաշխարհային օվկիանոսի մակարդակը ամենուր կբարձրանա 4,5-8 մ-ով, և շատ ափամերձ տարածքներ կհեղեղվեն (Շանհայ, Կահիրե, Վենետիկ, Բանգկոկ, Հնդկաստանի բերրի հարթավայրերի մեծ տարածքներ կհեղեղվեն), և միլիոնավոր մարդիկ ստիպված կլինեն գաղթել դեպի մայրցամաքներ, լեռնային շրջաններ. Օվկիանոսի ազդեցությունը ցամաքի վրա կավելանա փոթորիկների, բարձր մակընթացությունների և մակընթացությունների պատճառով: Հասարակածում և բևեռներում ջերմաստիճանի հավասարեցումը կհանգեցնի ներկայիս մթնոլորտային շրջանառության խաթարմանը, տեղումների ռեժիմի փոփոխության (գյուղատնտեսության ոլորտներում սակավ տեղումներ), հացահատիկի, մսի և այլ սննդամթերքի արտադրության նվազմանը։ Այս տարածքների ոռոգման հույսը քիչ է, քանի որ այսօր էլ ստորերկրյա ջրերի մակարդակը նկատելիորեն նվազել է, և դարի կեսերին դրանց պաշարները գործնականում կսպառվեն։ Տարածաշրջանային կլիմայի վրա «ջերմոցային էֆեկտի» ազդեցությունն արդեն սկսում է դրսևորվել՝ երկարատև երաշտներ Հարավային Աֆրիկայում (5 տարի), Հյուսիսային Ամերիկայում (6 տարի), տաք ձմեռներ և այլն։

Ածխաթթու գազ. Անտառների ինտենսիվ հատումները, վառելիքի այրումը, աղբը շատ նկատելիորեն խախտում են մթնոլորտում առկա ածխաթթու գազի հավասարակշռությունը։ Վառելիքի յուրաքանչյուր ածխածնի ատոմ այրման ժամանակ ավելացնում է թթվածնի երկու ատոմ՝ առաջացնելով ածխաթթու գազ, ուստի ածխաթթու գազի զանգվածը մեծանում է այրված վառելիքի զանգվածի համեմատ (1 կգ վառելիք → 3 կգ CO 2): Ներկայումս այս գազը 57%-ով պատասխանատու է ինտենսիվ տաքացման համար։ CO2 արտանետումները տարեկան ավելանում են 4%-ով։

Ֆտորքլորածխածիններ(PHC կամ CFC): Մթնոլորտում CFC-ների պարունակությունը ցածր է CO 2-ի համեմատ, բայց դրանք ունեն բավականին բարձր ջերմային հզորություն. դրանք կլանում են ջերմությունը շատ ավելի ինտենսիվ (50 անգամ ավելի), քան ածխաթթու գազը: Այս գազերը պատասխանատու են գլոբալ տաքացման 25%-ի համար: Հիմնական աղբյուրները օդորակիչներից արտահոսքն են, աերոզոլային դիսպենսերներից գոլորշիացումը։ CFC-ները կարող են մթնոլորտում մնալ 22-111 տարի՝ կախված իրենց տեսակից: CFC արտանետումները տարեկան ավելանում են 5%-ով։

Ֆտորոքլորածխածինների կոմերցիոն արտադրությունը, որը հաճախ անվանում են ֆրեոններ, սկսվել է 1930-ականների կեսերին։ Ամենամեծ քանակությամբ ֆրեոն-11 (СFС1 3) և ֆրեոն-12 (СF 2 С1 2) օգտագործվել է որպես փչող նյութ ծակոտկեն պոլիմերային նյութերի, աերոզոլային փաթեթների լցոնիչների, ինչպես նաև սառնարանների և օդորակիչների արտադրության մեջ: Որոշ CFC-ներ օգտագործվել են որպես յուղազերծիչներ՝ Freon-113 (C 2 F 3 C1 3) և Freon-114 (C 2 F 4 C1 2): Հետագայում վերոնշյալ ֆրեոնները, քլորի բարձր պարունակության պատճառով, փոխարինվեցին CHC1P 2-ով, որը քիչ չափով քայքայում է օզոնը, բայց ավելի մեծ չափով կլանում է IR ճառագայթները և հատկապես ակտիվորեն ազդում է ջերմոցային էֆեկտի վրա իր գտնվելու ընթացքում: տրոպոսֆերան։

Ինչ է ֆրեոնը

1931 թվականին, երբ սինթեզվեց մարդու օրգանիզմի համար անվնաս սառնագենտ՝ ֆրեոն։ Հետագայում սինթեզվեցին չորս տասնյակից ավելի տարբեր ֆրեոններ, որոնք տարբերվում էին միմյանցից որակով և քիմիական շրջանակով, ամենաէժանն ու ամենաարդյունավետը R-11, R-12-ն էին, որոնք երկար ժամանակ սազում էին բոլորին։ Անցած 15 տարում նրանք ընկել են բարեհաճությունից՝ օզոնը քայքայող հատկությունների պատճառով: Բոլոր ֆրեոնները հիմնված են երկու գազերի վրա՝ մեթան CH 4 և էթան՝ CH 3 -CH 3: Սառնարանային տեխնոլոգիայում մեթանը R-50 է, էթանը R-70: Մնացած բոլոր ֆրեոնները ստացվում են մեթանից և էթանից՝ ջրածնի ատոմները քլորի և ֆտորի ատոմներով փոխարինելով։ Օրինակ, R-22-ը ստացվում է մեթանից՝ մեկ ջրածնի ատոմը քլորով, իսկ երկուսը՝ ֆտորով փոխարինելով։ Այս ֆրեոնի քիմիական բանաձևը CHF 2 Cl է: Սառնագենտների ֆիզիկական որակները կախված են երեք բաղադրիչների պարունակությունից՝ քլորից, ֆտորից և ջրածնից: Այսպիսով, ջրածնի ատոմների քանակի նվազումով, սառնագենտի դյուրավառությունը նվազում է, իսկ կայունությունը մեծանում է։ Նրանք կարող են երկար ժամանակ գոյություն ունենալ մթնոլորտում առանց մասերի քայքայվելու և վնաս հասցնել շրջակա միջավայրին։ Քանի որ քլորի ատոմների քանակն ավելանում է, սառնագենտների թունավորությունը և օզոնը քայքայելու կարողությունը մեծանում է: Սառեցված ռոզերի վախերի վնասը ոգևորված է, խարդախությունը գտնվում է հանքավայրում, որը գտնվում է տիղմի (R-410A, R-134A) և DO 13-ի նստվածքի հանքավայրում Օզոնովոյում (R): ---1-1-1-1, Օզոնովո (Ռ---1-1-1-1, Օզոննո-Ռոման (Ռ-1-1-2) Միևնույն ժամանակ, ֆրեոն R-12-ի օզոնը քայքայող ներուժը, մինչև վերջին անգամ, ամենատարածվածը ողջ տիեզերքում, ընդունվեց որպես կտոր։ R-12 ժամանակային առաջադրանքի հատկության մեջ ընտրվել է ֆրեոն R-22, որի օզոնը քայքայող պոտենցիալը 0,05 է։ 1987 թվականին ընդունվեց Մոնրեալի արձանագրությունը՝ սահմանափակելու օզոնը քայքայող նյութերի օգտագործումը։ Մասնավորապես, այս ակտի համաձայն, հանցագործները ստիպված կլինեն հրաժարվել ֆրեոն R-22-ի օգտագործումից, որի վրա այսօր աշխատում է բոլոր օդորակիչների 90%-ը։ Եվրոպական կուսակցությունների մեծ մասում այս ֆրեոնի վրա օդորակիչների վաճառքը կդադարեցվի արդեն 2002-2004 թվականներին։ Եվ շատ աննախադեպ մոդելներ արդեն Եվրոպա են մատակարարվում միայն օզոնային անվտանգ սառնագենտներով՝ R-407C և R-410A:

Եթե ​​մթնոլորտում «ջերմոցային գազերի» կուտակումը չընդհատվի, ապա այս դարի երկրորդ կեսին դրանց կոնցենտրացիան կավելանա մոտ երկու անգամ, ինչը կհանգեցնի (համակարգչային մոդելների համաձայն) տարբեր շրջաններում կլիմայի միջին չափով տաքացման։ 1,5 - 4,5 ° С: ցուրտ վայրերում 10 o C-ով, իսկ արևադարձային շրջաններում միայն 1-2 o C-ով:

Տաքացման արդյունքում մեր մոլորակի ճակատագրին կարող են պատահել անուղղելի բաներ՝ Գրենլանդիայի սառցադաշտերը, Հյուսիսային Սառուցյալ օվկիանոսը, Հարավային բևեռը և վերջապես լեռնային սառցադաշտերը կսկսեն հալվել; Համաշխարհային օվկիանոսի մակարդակը զգալիորեն կբարձրանա (1,5-2 մ և ավելի): Անտարկտիդայի միջին ջերմաստիճանը կբարձրանա 5 «C-ով, ինչը բավական է ամբողջ սառցե գլխարկը հալելու համար: Համաշխարհային օվկիանոսի մակարդակը ամենուր կբարձրանա 4,5-8 մ-ով, և շատ ափամերձ տարածքներ կհեղեղվեն (Շանհայ, Կահիրե, Վենետիկ, Բանգկոկը, բերրի հարթավայրերի մեծ տարածքները կհեղեղվեն) Հնդկաստանում), և միլիոնավոր մարդիկ ստիպված կլինեն գաղթել մայրցամաքների խորքերը, լեռնային շրջաններ, օվկիանոսի ազդեցությունը ցամաքի վրա կավելանա փոթորիկների, բարձր մակընթացությունների պատճառով, Ջերմաստիճանի հավասարեցումը հասարակածում և բևեռներում կհանգեցնի մթնոլորտային ընթացիկ շրջանառության խախտման, տեղումների ռեժիմի փոփոխության (գյուղատնտեսության ոլորտներում թույլ տեղումներ), հացահատիկի, մսի և այլ սննդամթերքի արտադրության նվազմանը։ Այս տարածքների ոռոգման հույսը քիչ է, քանի որ այսօր ստորերկրյա ջրերի մակարդակը նկատելիորեն նվազել է, և դարի կեսերին դրանց պաշարները գործնականում կսպառվեն: Արդեն սկսել են ցույց տալ. երկարատև երաշտներ Հարավային Աֆրիկայում (5 տարի ), Սեվերն ախ Ամերիկա (6 տարի), տաք ձմեռներ և այլն:

Ընդհանուր տաքացման պայմաններում ձմեռները նախկինից ավելի ցուրտ կլինեն, իսկ ամառները՝ ավելի շոգ։ Բացի այդ, երաշտները, ջրհեղեղները, փոթորիկները, տորնադոները և եղանակային ու կլիմայական այլ անոմալիաները կդառնան ավելի հաճախակի և ավելի դաժան: Տաքացումը կուղեկցվի կենսաարտադրողականության նվազմամբ, վնասատուների ու հիվանդությունների տարածմամբ։