К парниковому эффекту на планете земля может привести: К парниковому эффекту на планете Земля может привести; а) испарение воды в атмосфере; в) увеличение…

Содержание

Информационный центр по атомной энергии

Найди свой город

А вы знали, что все натуральные продукты содержат небольшое количество радиоактивных изотопов?

Например, средний банан содержит 0,42 грамма калия

Как вы считаете, в чём заключалась уникальная особенность духов «Шанель №5», на которой настаивала Коко Шанель?

Это искусственный аромат, созданный химиком

А знаете ли вы, какой из элементов считается самым дорогим в мире, а его мировой запас составляет 8 граммов?

Калифорний-252 стоит 10 млн. долларов за грамм

В каких частях мозга вырабатываются нейромедиаторы дофамин и серотонин, обеспечивающие нам позитивные эмоции?

В голубом пятне и чёрной субстанции

Как вы думаете, существуют ли животные, способные выжить в открытом космосе?

Это тихоходки, побывавшие на внешней стороне МКС

Сколько топлива в сутки потребляют атомные ледоколы?

От 4,5 до нескольких десятков грамм

Знаете ли вы, какие звёзды сопоставимы по размеру с земными городами?

Это нейтронные звёзды с диаметром 10-20 километров

Правда ли, что мечехвосты живут на Земле уже 300 миллионов лет, у них 10 глаз и голубая кровь?

Да. Их кровью проверяют чистоту медицинских препаратов

Действительно ли с помощью радиационных технологий можно изменить цвет драгоценных камней?

Да, в НИИАРе так производят голубые топазы

Какую знаменитую фразу
Игорь Курчатов произнёс
во время пуска первой в мире

Обнинской АЭС?

«С лёгким
паром!»

Какие животные смогли пройти «зефирный тест»: отказаться от угощения ради получения чего-то более вкусного позже?

Многие приматы, собаки, вороны и каракатицы

Какое явление возникает при взаимодействии солнечного ветра с верхними слоями атмосферы?

Полярное сияние

Существует ли «одежда» для реактора и где у него можно найти «юбку» и «тюбетейку»?

Это неформальные названия верхней и средней части контейнмента

У какого наземного животного самый большой мозг?

У слона – из-за размеров тела

Что сделали физики Константин Петржак и Георгий Флёров в 1940 году на московской станции метро «Динамо»?

Экспериментально доказали спонтанное деление ядер урана

Как вы думаете, какой длины будет цепочка из ДНК всех клеток человеческого тела, если их раскрутить?

16 миллиардов км – это от Земли до Плутона и обратно

От названия какого животного произошло слово «вакцина»?

Коровы. В переводе с латинского «vaccinia» — «коровья»

Новости

Все новости

Новости твоего города

Наши форматы

Все форматы

Команда ИЦАЭ

Информационные центры
по атомной энергии присутствуют в19 городах России

Найди свой город

Эксперты ИЦАЭ

Все эксперты

ПОДПИШИСЬ НА РАССЫЛКУ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫХ
СОБЫТИЙ ТВОЕГО ГОРОДА

Сильный парниковый эффект лишает планету шансов на зарождение жизни

Опубликовано 13 февраля 2016 года в 22:39

Like Love Haha Wow Sad Angry

Пока не доказано обратное, считается, что для возникновения жизни необходима вода. При поиске жизни в далеких мирах ученые акцентируют свое внимание на экзопланетах, находящихся в так называемой «обитаемой зоне». Внутри такой зоны похожие на Землю планеты обладают климатом не слишком холодным для замерзания воды и не слишком жарким для ее испарения.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature 9 февраля 2016 года, сообщается, что мощный парниковый эффект на планете может уничтожить все шансы на зарождение жизни.

Однако, новое исследование показало, что даже в этой зоне сильный парниковый эффект может привести к засухе на планете. Потепление из-за большого количества углекислого газа в атмосфере сопоставимо со звездным теплом, поступающим на планету из-за близкой к ней орбите.

«Это показывает, что ученым необходимо знать гораздо больше об исследуемой экзоплнете, чем просто орбита, на которой она вращается вокруг своей звезды», – сказал Макс Попп, ведущий автор исследования из Метеорологического института Макса Планка (Гамбург, Германия).

В случае с адски жаркой Венерой вода, которая испарилась с поверхности планеты и осела в верхних слоях атмосферы, в конце концов «сбежала» в космос. Это называется «влажный парниковый эффект». Сегодня атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа.

Чтобы лучше понять условия, вызывающие такой экстремальной парниковый эффект, Макс Попп и его коллеги создали 3D-модель планеты земного типа, которая была полностью наполнена жидкой водой. Эта имитация подразумевала игнорирование сложных структур со сменой времен года и наличием материков.

Исследователи обнаружили, что, как только уровень концентрации углекислого газа поднимается до 1520 частиц углекислого газа на миллион молекул воздуха, климат на планете становится нестабильным.

Температура на поверхности быстро подскакивает до +57 градусов по Цельсию и образуется «влажный парниковый эффект».

«Планета, подобная Земле, будет меняться в теплом климате, и это будет происходить сравнительно быстро», – добавил Макс Попп.

Как пояснил автор исследования, на Земле по вине человека подобное скорее всего невозможно. Даже если мы моментально сожжем все запасы топлива, имеющиеся сегодня в нашем распоряжения, этого все равно будет недостаточно для поднятия концентрации углекислого газа в атмосфере до критического уровня.

парниковый эффект

Парниковый эффект на Земле

Парниковый эффект на Земле необходим для жизни на этой планете, поскольку он нагревает планету до температуры, благоприятной для жизни. Парниковые газы обеспечивают механизм улавливания тепла в атмосфере и на поверхности планеты. Слишком сильный парниковый эффект может привести к повышению температуры, что может оказаться вредным для жизни.

Чтобы понять основной механизм парникового эффекта, нам сначала нужно обсудить электромагнитный спектр, или ЭМ-спектр.

В общем, спектр — это набор связанных вещей. Электромагнитный спектр представляет собой набор длин волн света.

На приведенном выше рисунке электромагнитное излучение определяется с точки зрения длины волны света. Здесь мы используем слово «излучение» для обозначения лучистого света, не путать с ядерным излучением. Вы можете видеть, что гамма-излучение — это самая короткая длина волны, а радиоволны — самая длинная. Чем короче длина волны, тем выше энергия света.

Видимый свет составляет очень небольшую часть спектра. Свет с длиной волны немного больше, чем видимый свет, называется инфракрасным, или ИК. Свет «ближнего ИК» граничит с видимым светом, а свет «дальнего ИК» имеет большую длину волны.

Не все длины волн света одинаково хорошо проникают через атмосферу Земли. На приведенном выше графике показана непрозрачность атмосферы в зависимости от длины волны. Гамма-лучи и рентгеновские лучи практически не проникают в атмосферу. По этой причине телескопы, которые обнаруживают эти длины волн света, обычно находятся в космосе.

Низкоэнергетический свет, радиоволны, также хорошо проникают в атмосферу, пока не станут очень длинноволновыми радиоволнами. Обратите внимание, что под радиоволнами мы не подразумеваем звуковые волны, которые вы слышите от своего радиоприемника. Радиоволны, которые транслируются радиопередатчиком, представляют собой световые волны. Сигнал преобразуется в звуковые волны в вашем приемнике.

Видимый свет очень хорошо проникает в атмосферу. Свет ближнего ИК-диапазона также достаточно хорошо проникает, но свет дальнего ИК-диапазона поглощается атмосферой. Газы, ответственные за поглощение дальнего ИК-излучения, называются парниковыми газами. Среди парниковых газов выделяются углекислый газ (CO2), водяной пар и метан (Ch5).

Основная идея тепличного механизма заключается в следующем: ближний инфракрасный свет Солнца прекрасно проходит через атмосферу и достигает поверхности Земли. Когда он нагревает Землю, часть энергии света передается Земле. Свет, повторно излучаемый землей и океаном, имеет меньшую энергию и несколько большую длину волны. Переизлучаемый свет — это дальний ИК-свет. Он не может хорошо проходить сквозь атмосферу. В атмосфере дальний ИК-свет поглощается парниковыми газами и переизлучается. Некоторые возвращаются на поверхность Земли. Таким образом, парниковые газы служат для улавливания тепла.

Ближний ИК проникает через атмосферу
Свет поглощается и переизлучается Землей
- Земля согрета светом
- Переизлученный свет потерял часть энергии
  - Повторно излучаемый свет имеет большую длину волны (дальний ИК)
Повторно излучаемый дальний ИК-свет поглощается парниковыми газами
Часть этого света излучается обратно к Земле
Чистый эффект: парниковые газы задерживают тепло

Производство парниковых газов

Некоторые виды деятельности человека способствуют образованию парниковых газов, особенно двуокиси углерода и метана.

При сжигании одного галлона газа образуется около 20 фунтов CO2.

По оценкам Управления энергетической информации США (EIA), в 2015 году легковые и грузовые автомобили в США выбрасывали 1,5 миллиарда метрических тонн углекислого газа. Это огромный вклад в парниковые газы, присутствующие в атмосфере.

Переход к более энергоэффективным транспортным средствам и транспортным средствам на альтернативных источниках энергии, таким как электромобили, является важным шагом в направлении сокращения выбросов углерода. Однако следует отметить, что необходимо учитывать и другие факторы, такие как сжигание ископаемого топлива при производстве транспортных средств, при производстве электроэнергии, используемой для их зарядки, и удаление тяжелых металлов. присутствует в использованных батареях.

Некоторые компании, такие как Tesla, были в авангарде обеспечения того, чтобы производственные предприятия использовали солнечную энергию в качестве рабочего источника энергии.

Черный дым на изображении выше исходит от угольной электростанции в Консвилле, штат Огайо. Белые выбросы — это водяной пар (еще один парниковый газ) из градирен. По данным EIA, при сжигании одной тонны угля образуется почти три тонны углекислого газа. Вес CO2 выше, потому что каждый атом углерода соединяется с двумя атомами кислорода, образуя углекислый газ. В 2011 году в США было выброшено примерно 1,7 миллиарда тонн CO2 от угольных электростанций (источник).

Вырубка леса — это вырубка леса. Сокращение лесов фактически способствует выбросу парниковых газов в атмосферу. В течение дня растения поглощают СО2 и выделяют кислород. Сокращение количества деревьев означает, что меньше деревьев будут удалять углекислый газ из воздуха. По оценкам Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций, ежегодно из-за обезлесения теряется 18 миллионов акров леса.

Тропические леса Амазонки особенно сильно пострадали от обезлесения, как показано на этом снимке со спутника НАСА Terra. Фермеры расчищают леса под пахотные земли, которые дают урожай только на короткое время. Затем земля используется для разведения скота, а новая земля расчищается. Этот район в Бразилии является частью более чем 67 000 квадратных километров, которые были расчищены к 2003 году (источник).

Обезлесение также может происходить из-за косвенного воздействия потепления. Этот лес в Британской Колумбии, Канада, сильно пострадал от нашествия горного соснового жука. Это разрушительное насекомое в последние годы перемещается на север из-за более мягких зим. Миллионы акров деревьев в Канаде и на севере США поражены этим заражением. Умирающие леса уязвимы для широкомасштабных пожаров.

Превращение леса в пастбище имеет еще один скрытый эффект на парниковые газы. Коровы производят большое количество метана, очень мощного парникового газа. Средняя корова производит 70-120 кг метана в год. Учитывая, что во всем мире насчитывается 1,5 миллиарда коров, это оказывает очень большое влияние на парниковый эффект. Кроме того, метан в 23 раза более мощный парниковый газ, чем CO2.

Свалки способствуют выбросу парниковых газов в атмосферу. При разложении отходов выделяется газ, примерно наполовину CO2 и наполовину метан. Свалочный газ производит около 18% выбросов метана в США (источник). В 1994 году Агентство по охране окружающей среды (EPA) создало Программу распространения метана на свалках (LMOP), чтобы предложить стимулы для сокращения этих выбросов за счет использования метана для производства электроэнергии. В 2012 году, например, эта программа отвечала за сокращение количества выбрасываемого метана, производя энергию, эквивалентную 240 миллионам баррелей нефти.

Другим косвенным эффектом потепления климата является таяние дна озер в Арктике с выделением замерзшего метана. Метан пузырится из озера и выбрасывается в атмосферу.

Это видео документирует профессора Университета Аляски в Фэрбенксе Кэти Уолтер Энтони, которая исследует пузырьки метана подо льдом замерзшего озера недалеко от Фэрбенкса, Аляска.

Океанский конвейер представляет собой крупномасштабный водный поток, проходящий через океан. Теплая соленая вода обычно поднимается на поверхность над более прохладной, менее соленой водой. Они смешиваются вблизи полярных регионов, когда более холодная поверхностная вода становится соленой из-за испарения или образования морского льда и становится достаточно плотной, чтобы утонуть. источник видео

С таянием ледяных шапок северная вода становится менее соленой. Некоторые климатологи считают, что это может в конечном итоге остановить океанский конвейер.

Глобальное потепление

Возможное повышение температуры ~ 5°C к концу столетия
Таяние ледников и полярных ледяных шапок
Повышенное выделение метана
Более суровая погода
- Засуха
- Ураганы
- Тепловые волны
Лесные пожары
Неурожай
Расширение пустынь
Изменение океанских течений
- Конвейерная лента Global
Некоторые негостеприимные места становятся более пригодными для жизни
Некоторые гостеприимные места становятся непригодными для жизни

Вулканы и деятельность тектонических плит играют важную роль в рециркуляции парниковых газов, особенно двуокиси углерода.

Часть двуокиси углерода в атмосфере поглощается водой в океанах Земли и поверхностными породами. Этот углекислый газ может быть в конечном итоге переработан. На поверхности Земли есть активные тектонические плиты, поэтому поверхностный материал может погружаться под поверхность, нагреваться и возвращаться в атмосферу при извержениях вулканов.

Если весь полярный лед растает, уровень Мирового океана поднимется примерно на 216 футов. На этой карте показано, как выглядело бы побережье Соединенных Штатов, если бы уровень океанов поднялся так сильно. Флорида больше не существовала бы как полуостров, она была бы полностью под водой. Восточное побережье резко изменится. Огромные населенные пункты в настоящее время расположены вдоль восточного побережья в пострадавшем регионе. Эти люди должны были переехать. В других странах мира можно было бы наблюдать аналогичные эффекты. Некоторые цепочки островов полностью исчезнут.

На этом графике показана динамика содержания CO2 в атмосфере. Данные за последнее время были взяты непосредственно из атмосферы. Данные за древние времена были получены путем анализа ледяных кернов. Поскольку углекислый газ легко поглощается водой и льдом, анализ ледяных кернов дает хорошую историю атмосферных условий. Этот график показывает циклическое содержание CO2 в атмосфере за последние четыреста тысяч лет с быстрым и существенным увеличением, начавшимся примерно в 1950 году.

Температурная аномалия показывает, насколько выше или ниже средняя температура. Эта временная история глобальных температур за период времени с 1880 года по настоящее время указывает на резкое повышение температуры, которое соответствует увеличению содержания СО2 в атмосфере Земли. Это время также примерно соответствует антропогенным выбросам углерода.

В научном сообществе существует очень сильный консенсус в отношении достоверности данных и анализа изменения климата. 97 процентов ученых-климатологов, активно публикующих свои публикации, согласны с тем, что изменение климата реально и, весьма вероятно, связано с деятельностью человека. Список научных обществ, поддерживающих это утверждение, можно найти здесь.

Некоторые виды животных, например белые медведи, уже пострадали от повышения температуры. Раннее и быстрое разрушение паковых льдов приводит к резкому сокращению источников пищи для них. Другие экосистемы затронуты по-разному. Мангровые заросли во Флориде гибнут из-за затопления соленой водой. Посевы страдают от длительных засух. Это создаст огромный стресс для многих групп населения, проживающих в сильно пострадавших районах, особенно в прибрежных районах и местах, где быстро увеличивается опустынивание. Вполне вероятно, что дополнительная конкуренция за ресурсы вызовет конфликты между группами населения.

Без парникового эффекта Земля была бы непригодна для жизни. Он служит для обогрева планеты, чтобы океаны были полны жидкой воды и процветала жизнь. Однако быстрое повышение температуры из-за увеличения выбросов парниковых газов в результате деятельности человека имеет важные последствия, влияющие на планету в целом.

Как работает парниковый эффект? Как мы на это влияем? Пожалуйста, посмотрите «Парниковый эффект Земли» и «Мы».

Парниковый эффект на других планетах

Energy Education

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рис. 1. Фотография Марса, показывающая его тонкую атмосферу. ^[1]

Парниковый эффект не одинаков на всех планетах и резко различается в зависимости от толщины и состава атмосферы. Три планеты, которые показывают, насколько резко условия планеты могут меняться в зависимости от степени парникового эффекта, — это Венера, Земля и Марс.

Земля, Марс и Венера находятся на разном расстоянии от Солнца. Венера самая близкая и самая горячая, за ней следует Земля, а затем Марс. Они находятся на довольно близком расстоянии от Солнца, образовались из одного и того же материала и имели примерно одинаковые начальные температуры несколько миллиардов лет назад. ^[2] Несмотря на подобные начальные условия, на Венере сейчас слишком жарко для жизни, а на Марсе слишком холодно. Эта разница в температурах частично вызвана разными значениями энергии, падающей на эти планеты. Основная разница по-прежнему обусловлена составом и толщиной атмосферы планет.

Разница температур и парниковый эффект

Атмосфера Земли состоит в основном из азота и кислорода со следовыми количествами парниковых газов. Небольшого процента парниковых газов достаточно, чтобы поднять среднюю температуру Земли на 33°C! Без парниковых газов средняя температура Земли была бы -18°C. Жизнь на Земле нуждается в парниковом эффекте, чтобы средняя температура Земли составляла 15°C. Толщина земной атмосферы в сочетании с умеренным количеством парниковых газов удерживает в атмосфере достаточно лучистого тепла, чтобы создать пригодную для жизни планету с умеренным климатом. ^[3]

Климат Марса сильно отличается от земного; У Марса очень тонкая атмосфера, плотность которой составляет 1% от плотности атмосферы Земли. ^[3] Кроме того, состав создает значительные различия. Атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа, но углекислого газа в целом так мало, что парниковым эффектом можно пренебречь. Это, в сочетании с расстоянием от Солнца, означает, что температура Марса значительно ниже температуры Земли.

Венера противоположна Марсу во всех отношениях, перечисленных выше. Атмосфера Венеры в 100 раз плотнее атмосферы Земли, и 96% атмосферы состоит из углекислого газа. Это создает огромный парниковый эффект, повышающий температуру Венеры примерно на 462°C — достаточно, чтобы расплавить свинец! ^[3] Хотя наличие безудержного парникового эффекта на Венере является важной причиной того, что она такая горячая, близость к Солнцу вносит свой вклад. Парниковый эффект на Венере удваивает абсолютную температуру по сравнению с тем, что было бы, если бы на Венере вообще не было атмосферы ^[2]

В целом, Земля, Марс и Венера имеют схожие атмосферы, внутренние поверхности, поверхности и одинаковые парниковые газы в атмосфере. Однако разные уровни парниковых газов в атмосфере весьма существенно меняют температуру планет. Углекислый газ преобладает среди парниковых газов в атмосферах этих планет, но потепление на планетах значительно различается. ^[4]

Для дальнейшего чтения

Парниковый эффект
Атмосфера
Углекислый газ
Температура земли без ПГ
Или просмотрите случайную страницу

Ссылки

↑ «Атмосфера Марса». Перенесено из de.wikipedia в Commons. Первоисточник: взято из архива необработанных изображений Viking Orbiter на компакт-диске (PDS) (информация; заказ). Под лицензией Public Domain через Wikimedia Commons — https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mars_atmosphere.jpg#/media/File:Mars_atmosphere.jpg
↑ ^2.0 ^2.1 Ник Стробел. (7 мая 2015 г.). Планетарная наука [Онлайн]. Доступно: http://www.astronomynotes.com/solarsys/s9.htm
↑ ^3,0 ^3,1 ^3,2 Р.