Парниковий ефект це: Неприпустима назва — Вікіпедія

Парниковий ефект та його причини і наслідки

Парниковий ефект – це підвищення температури поверхні землі внаслідок нагрівання нижніх шарів атмосфери скупченням парникових газів. В результаті температура повітря більше, ніж має бути, а це призводить до незворотних наслідків, як кліматичні зміни і глобальне потепління. Кілька століть тому ця екологічна проблема існувала, але не була такою очевидною. З розвитком технологій, з кожним роком збільшується кількість джерел, які забезпечують парниковий ефект в атмосфері.

Причини парникового ефекту

Не можна уникати розмов про довкілля, її забрудненні, шкоду парникового ефекту. Щоб зрозуміти механізм дії цього явища, визначити його причини, обговорити наслідки і вирішити, як можна боротися з цією екологічною проблемою, поки не пізно. Причини парникового ефекту наступні:

• використання горючих корисних копалин у промисловості – вугілля, нафти, природного газу, при спалюванні яких в атмосферу виділяється величезна кількість вуглекислого газу й інших шкідливих сполук;
• транспорт – легкові та вантажні автомобілі виділяють вихлопні гази, які також забруднюють повітря і підсилюють парниковий ефект;
• вирубка лісів, які поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень, а із знищенням кожного дерева на планеті збільшується кількість СО2 в повітрі;
• лісові пожежі – ще одне джерело знищення рослин на планеті;
• збільшення населення впливає на зростання попиту продуктів харчування, одягу, житла, і щоб це забезпечити, зростає промислове виробництво, яке все інтенсивніше забруднює повітря парниковими газами;
• агрохімія і добрива містять різну кількість сполук, у результаті випару яких виділяється азот – один з парникових газів;
• розкладання і горіння сміття на полігонах сприяють збільшенню парникових газів.

Вплив парникового ефекту на клімат

Розглядаючи результати парникового ефекту, можна визначити, що основною з них – це кліматичні зміни. Оскільки щороку зростає температура повітря, води морів і океанів інтенсивніше випаровуються. Деякі вчені прогнозують, що через 200 років стане помітним таке явище, як «висихання» океанів, а саме значне пониження рівня води. Це одна сторона проблеми. Інша ж полягає в тому, що підвищення температури призводить до танення льодовиків, що сприяє підвищенню рівня вод Світового океану, і призводить до затоплення берегів континентів і островів. Збільшення кількості потопів і затоплення прибережних районів свідчить про те, що рівень океанічних вод з кожним роком збільшується.

Підвищення температури повітря призводить до того, що території, які мало зволожуються атмосферними опадами, стають посушливими і непридатними для життя. Тут гинуть врожаї, що призводить до продовольчої кризи населення даної місцевості. Також тваринам не знаходиться прожитку, оскільки через нестачу води вимирають рослини.

Багато людей вже звикли до погодно-кліматичних умов протягом свого життя. Оскільки підвищується температура повітря через парникового ефекту на планеті настає глобальне потепління. Люди не витримує високих температур. Наприклад, якщо раніше середня річна температура була +22-+27, то підвищення до +35-+38 призводить до сонячним і тепловим ударам, зневоднення і проблем з серцево-судинною системою, велика небезпека виникнення інсульту. Фахівці при аномальній спеці дають людям наступні рекомендації:

• — скоротити кількість пересувань по вулиці;
• — зменшити фізичні навантаження;
• — уникати прямих сонячних променів;
• — збільшити вживання простої очищеної води до 2-3 літрів на добу;
• — закрити голову від сонця головним убором;
• — по можливості проводити час, вдень в прохолодному приміщенні.

Як мінімізувати парниковий ефект

Знаючи, як виникають парникові гази, необхідно усунути джерела їх виникнення, щоб зупинити глобальне потепління та інші негативні наслідки парникового ефекту. Навіть одна людина може щось змінити, а якщо до нього приєднаються родичі, друзі, знайомі, вони покажуть приклад іншим людям. Це вже набагато більшу кількість свідомих жителів планети, які будуть спрямовувати свої дії на збереження навколишнього середовища.

У першу чергу потрібно припинити вирубку лісів, садити нові дерева і чагарники, оскільки вони поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень. Використовуючи електромобілі, скоротиться кількість вихлопних газів. Крім того, можна з машин пересідати на велосипеди, що зручніше, дешевше і безпечніше для екології. Також ведуться розробки альтернативного палива, яке, на жаль, повільними темпами впроваджується в наше повсякденне життя.

Цікаве відео про парниковий ефект

Найважливіше рішення проблеми парникового ефекту – це привертати до неї увагу світової громадськості, а також робити все залежне від нас, щоб зменшити кількість скупчення парникових газів. Якщо ви посадіть кілька дерев, то вже зробите величезну допомогу нашій планеті.

Вплив парникового ефекту на здоров’я людей

Першочергово наслідки парникового ефекту відбиваються на кліматі і навколишньому середовищу, але не менш згубно його вплив на здоров’я людей. Це як бомба сповільненої дії: через багато років ми зможемо побачити наслідки, але вже нічого не зможемо змінити.

Вчені прогнозують, що найбільш схильні до захворювань люди з низьким і нестабільним матеріальним становищем. Якщо люди будуть погано харчуватися і недоотримувати деякі продукти харчування з-за нестачі грошей, це призведе до недоїдання, голоду і розвитку захворювань (не лише системи ШКТ). Оскільки через парникового ефекту настає влітку аномальна спека, з кожним роком збільшується кількість людей із захворюваннями серцево-судинної системи. Так у людей підвищується або знижується тиск, трапляються серцеві напади та напади епілепсії, відбуваються непритомність і теплові удари.

Підвищення температури повітря призводить до розвитку таких захворювань та епідемій:

• лихоманка Ебола;
• бабесиосис;
• холера;
• пташиний грип;
• чума;
• туберкульоз;
• зовнішні і внутрішні паразити;
• сонна хвороба;
• жовта лихоманка.

Ці хвороби дуже швидко географічно поширюються, оскільки висока температура атмосфери сприяє переміщенню різних інфекцій і переносників захворювань. Це різні тварини і комахи, такі як мухи Цеце, енцефалітні кліщі, малярійні комарі, птахи, миші і т. д. З теплих широт ці переносники переселяються на північ, тому люди, що проживають там, піддаються захворюванням, оскільки не мають до них імунітету.

Таким чином, парниковий ефект стає причиною глобального потепління, а це призводить до багатьох недуг та інфекційних захворювань. В результаті епідемій помирають тисячі людей в різних країнах світу. Борючись з проблемою глобального потепління і парникового ефекту, ми зможемо поліпшити екологію і як наслідок – стан здоров’я людей.

Суть парникового ефекту —

Напевно, багато хто помітив, що зими в останні час стали не такими холодними і морозними, як в минулі часи. І частенько і на Новий рік, і на Різдво (як католицьке, так і православне) замість належного справі снігу мрячить дощ. Виною всьому цілком може бути таке кліматичне явище, як парниковий ефект в атмосфері Землі, що представляє собою підвищення температури поверхні нашої планети через нагрівання нижніх шарів атмосфери через скупчення парникових газів. Як наслідок всього цього відбувається поступове глобальне потепління. Проблема ця не така нова, але останнім часом, з розвитком технології з’явилося безліч нових джерел, що підживлюють глобальний парниковий ефект.

Причини парникового ефекту

Виникнення парникового ефекту відбувається через наступні екологічні причини:

• Застосування гарячих корисних копалин, таких як вугілля, нафта, природний газ у промисловості, при їх спалюванні в атмосферу потрапляє велика кількість вуглекислого газу та інших шкідливих хімічних речовин.
• Транспорт – велика кількість автомобілів, як легкових, так і вантажних, виділяють вихлопні гази, що також сприяє парниковому ефекту. Щоправда поява електромобілів і поступовий перехід на них може надати позитивний вплив для екології.
• Вирубка лісів, адже відомо, що дерева поглинають вуглекислий газ, і з кожним знищеним деревом, кількість цього самого вуглекислого газу тільки зростає (в тому числі прямо зараз наші лісисті Карпати стають вже не такими лісистими, як це не сумно).
• Лісові пожежі – тут такий же механізм, як і при вирубці лісів.
• Агрохімія і деякі добрива також є причиною парникового ефекту, так як в результаті випаровування цих добрив в атмосферу потрапляє азот, який є одним з парникових газів.
• Розкладання і горіння сміття також сприяє появі парникових газів, що збільшують парниковий ефект.
• Збільшення населення на планеті Земля також є непрямою причиною, пов’язаною з іншими причинами – більше людей, значить більше від них буде сміття, більше буде працювати промисловість, щоб задовольнити всі наші не маленькі потреби і так далі.

Вплив парникового ефекту на клімат

Мабуть, головна шкода парникового ефекту це незворотні кліматичні зміни, і як наслідок негативний вплив від них: випаровування морів в одних частинах Землі (наприклад, зникнення Аральського моря) і навпаки затоплення в інших.

Від чого ж може відбуватися затоплення, і як тут пов’язаний парниковий ефект? Справа в тому, що внаслідок підвищення температури атмосфери тануть льодовики в Антарктиді та Арктиці, тим самим збільшуючи рівень світового океану. Все це веде до поступового його наступу на сушу, і можливого зникнення у майбутньому цілого ряду островів в Океанії.

Території, які мало зволожуються атмосферними опадами, внаслідок парникового ефекту стають дуже посушливими і практично непридатними для життя. Загибель врожаю породжує голод і продовольчу кризу, зараз ми спостерігаємо цю проблему в ряді африканських країн, де від посухи відбувається справжня гуманітарна катастрофа.

Вплив парникового ефекту на здоров’я людей

Крім негативного впливу на клімат, парниковий ефект може вплинути і на наше з вами здоров’я. Так влітку за його причини все частіше трапляється аномальна спека, яка з року в рік збільшує кількість людей із захворюваннями серцево-судинної системи. Знову-таки внаслідок спеки у людей підвищується або навпаки знижується тиск, частіше трапляються серцеві напади та напади епілепсії, непритомність і теплові удари, і все це результати парникового ефекту.

Як мінімізувати негативні наслідки парникового ефекту

Щоб перемогти проблему, потрібно усунути її причини. У випадку з парниковим ефектом потрібно також усунути джерела, що викликають глобальне потепління. На наш погляд, у першу чергу необхідно припинити вирубку лісів, а навпаки активніше садити нові дерева, кущі, влаштовувати сади.

Відмова від бензинових автомобілів, поступовий перехід на електромобілі або ж навіть на велосипеди (і для здоров’я корисно, і для екології) – також є маленьким кроком у боротьбі з парниковим ефектом. І якщо безліч свідомих людей зробить цей крок, то це буде значним прогресом для поліпшення екології планети Земля – нашого спільного дому.

Також вчені ведуть розробку нового альтернативного палива, яке буде безпечним для екології, але коли воно з’явиться і стане повсюдним поки невідомо.

І наостанок можна процитувати мудрого індіанського вождя Біла хмара з племені айоко: «Тільки після того, як буде зрубане останнє дерево, лише після того, коли остання риба буде спіймана і буде отруєна остання річка, тільки тоді ви зрозумієте, що гроші не можна їсти».

Всі фото взято з мережі Інтернет, права на них належать авторам фото.

Поділитися за допомогою:

причины и последствия ~ Русло.info

Краткий доклад о сути парникового эффекта.

Парниковый эффект — это явление постепенного повышения температуры на нашей планете. Однако парниковый эффект происходит не только на Земле. Последствия парникового эффекта также были обнаружены на Марсе, Венере и Титане — спутнике Сатурна. Это явление может произойти везде, где небесное тело окружено атмосферой.

Иногда, хотя и редко, также используется взаимозаменяемый термин «тепличный эффект» из-за сходства процесса возникновения парникового эффекта с тем, который происходит в теплицах.

Понятие парникового эффекта применяется как в случае повышения температуры планеты в результате природных факторов, так и в случае повышения температуры, которое происходит в результате человеческой деятельности. Первый из этих случаев в последнее время отодвинут на задний план, и большинство из нас отождествляет парниковый эффект с явлением глобального потепления. Следует учесть, что сохранение тепла в атмосфере делает возможным развитие жизни на Земле, обеспечивая жителей планеты соответствующей температурой. Чтобы понять это, мы должны проанализировать, как тепловая энергия достигает Земли, и как она задерживается в атмосфере.

Причины парникового эффекта

Энергия солнечного излучения после достижения Земли превращается в тепловую энергию. Земля поглощает тепло и затем выпускает его через атмосферу, облака и свою поверхность. Речь идет об эмиссии длинноволнового излучения, которое происходит как в направлении космоса, так и в направлении Земли — волны излучения поглощаются компонентами атмосферы, а затем повторно излучаются во всех направлениях.

Земля снова нагревается, потому что в космос попадает лишь небольшое количество излучения. Это совершенно естественный и желательный процесс, благодаря которому воздух на поверхности Земли приобретает нужную всем живым организмам температуру. Проблема возникает тогда, когда в результате человеческой деятельности в атмосфере накапливается больше тепловой энергии, чем следует. Это происходит путем увеличения количества парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу. Парниковые газы, такие как диоксид углерода, метан, хлорфторуглероды, озон, углеводороды и оксиды азота, которые улавливают излучение и задерживают тепло, что полезно и необходимо для жизни на Земле. Однако, если парниковых газов слишком много, тепловое излучение остается в них и вызывает повышение температуры. В результате этого происходит явление глобального потепления, которое оказывает негативное влияние на климат.

Последствия парникового эффекта

Таяние ледниковых покровов и засухи — это самые известные негативные последствия парникового эффекта. Любое изменение климата влечет за собой целый ряд далеко идущих последствий. Результатами повышения температуры на Земле также являются:

• потепление океанов и увеличение количества испаряющейся из них воды,
• таяние вечной мерзлоты,
• нарушения циркуляции воздуха,
• увеличение облачности,
• погодные аномалии.

Глобальное потепление, как следствие парникового эффекта, также нарушает баланс в функционировании экосистем. Это может привести к их исчезновению и, а значит, к исчезновению видов и сокращению биологического разнообразия на нашей планете.

Кроме того, глобальное потепление также означает:

• увеличение риска стихийных бедствий,
• сокращение природных ресурсов, которые могут привести к голоду,
• неурожай,
• распространение болезней, характерных для жаркого климата,
• смещение климатических зон в направлении полюсов.

Как предотвратить глобальное потепление

Чтобы парниковый эффект не стал проблемой, необходимо принять меры для предотвращения чрезмерного выброса парниковых газов, главным образом углекислого газа, в атмосферу. Борьба с парниковым эффектом должна происходить одновременно несколькими путями:

• использование альтернативных источников энергии (сокращение использования угля и сырой нефти),
• предотвращение выбросов фреонов,
• улучшение теплоизоляции зданий,
• развитие инфраструктуры центрального отопления,
• использование экономичных промышленных технологий,
• сортировка мусора,
• переработка мусора,
• ограничение пространства, занимаемого свалками,
• рациональное управление лесами и посадка новых лесов,
• оптимизация работы теплоцентралей и электростанций.

Дискуссии о последствиях парникового эффекта

Темы парникового эффекта и глобального потепления не лишены спорных дискуссий и противоречивых научных позиций. Некоторые отрицают существование парникового эффекта, утверждая, что такого явления никогда не было. Другие, однако, утверждают, что роль углекислого газа в процессе глобального потепления была переоценена, поскольку углерод, циркулирующий в материи, уравновешивает количество CO2 в атмосфере. Поэтому нельзя с уверенностью утверждать, что механизмы возникновения парникового эффекта были тщательно проанализированы и его последствия точно признаны.

Источник: Экологический блог (ruslo.info)

Парниковий ефект атмосфери. Реферат – Освіта.UA

У рефераті подано відомості про проблеми та перспективи парникового ефекту атмосфери

15 березня 1999 року в штаб-квартирі Організації Об’єднаних Націй у Нью-Йорку постійний представник нашої держави при ООН В. Єльченко від імені України підписав Кіотський протокол до Рамкової конвенції ООН про зміни клімату. Україна стала 84-ою державою світу, що підписала цей важливий міжнародний документ. Тим самим наша країна взяла на себе добровільні зобов’язання проводити таку екологічну політику, яка спрямована на суттєве зменшення викидів парникових газів, щоб звести до мінімуму негативні соціальні, екологічні та економічні наслідки зміни клімату.

Багато хто з нас сьогодні з тривогою спостерігає суттєві зміни клімату та ряду інших характеристик навколишнього середовища, свідками яких усі ми стали за останні один-два десятиріччя. Факт потепління наших зим безперечний. Тому не дивно, що всіх турбує причина цього явища, а тим більше його перспектива.

Звісно: причин змін клімату багато. І одна з них – це так званий парниковий ефект вуглекислого та деяких інших газів атмосфери.

Що спільного у Землі з теплицею? Нагадаю, що собою являє явище, поіменоване парниковим ефектом. Його назва зумовлена тим, що скло або плівка парників (теплиць) мають здатність пропускати в парник тепло сонячних променів, а зворотній процес (часткове відбивання тепла назад в атмосферу) гальмується склом або плівкою. Цим і пояснюється підвищення на кілька градусів температури повітря в парнику чи теплиці, порівняно з навколишнім середовищем.

Для земної кулі роль, подібну до ролі скла або плівки в парнику, відіграє сама її повітряна маса. Вона здатна віддзеркалювати близько 30 відсотків сонячного проміння і затримувати частину його тепла. Вважають: якби нашій атмосфері не був притаманний цей парниковий ефект, то середньорічний рівень температури був би нижчий, ніж тепер, на 33 градуси (тут і далі температури вказано за шкалою Цельсія).

Встановлено, що здатність атмосфери Землі поглинати теплові потоки збільшується із підвищенням концентрації в ній вуглекислого газу (С0₂), окислів азоту, метану, водяного пару та хлорфторвуглеводнів. Вміст вуглекислоти в повітрі протягом останніх десяти тисячоліть становив близько 0,03 відсотка – або загалом його в атмосфері було 740 мільярдів тонн. Але за останні десятиріччя ця цифра збільшилася приблизно на 30 відсотків. У міських зонах та промислово розвинених регіонах Землі відсоток такого збільшення С0₂ в атмосфері набагато вищий. Вважається: зараз збільшення концентрації вуглекислоти в атмосфері сягає 10 мільярдів тонн на рік.

Так от учені доводять, що збільшення концентрації тільки С0₂ в атмосфері вдвоє (тобто до рівня 0,06 відсотка – а це може бути десь у 2030–2080 роках), призведе до потепління клімату на нашій планеті у середньому на два – п ять градусів.

Протягом останніх десятиліть майже удвічі зросла концентрація в атмосфері метану. Основні джерела його утворення – вирощування рису, розведення жуйних тварин, спалювання біомаси в тропіках і саванах, міські звалища, втрати природного газу при добуванні, транспортуванні та використанні, гірничо-видобувні роботи тощо. Приріст концентрації метану зараз становить близько одного відсотка на рік. Вважають, що внесок цього газу в парниковий ефект може стати не набагато меншим, ніж вуглекислого, оскільки радіаційні властивості метану в двадцятеро ефективніші, ніж у С0₂.

     

На сьогодні вже підраховано, що наша атмосфера в середньому потепліла на 0,5–1 градус. Це потепління майже не впливає на процеси фотосинтезу, але значно прискорить дихання рослин та ґрунтів (на 5-15 відсотків), що призведе відповідно й до прискорення розпаду органічних речовин з утворенням вуглекислого газу, метану тощо.

Загрозу людству вбачають передусім у тому, що з подальшим потеплінням клімату наростатимуть темпи танення льодовиків Антарктики й Арктики, мерзлот та гірських снігів. Учені попереджують, що це призведе до підйому рівня моря й затоплення значної частини родючих земель планети. Таке потепління в сучасній історії людства не має аналогів і воно нагадуватиме потепління, яке було 18 тисяч років тому, слідом за останнім обледенінням.

Проте вважається, що нинішнє потепління може настати так інтенсивно, що жива природа не завжди зможе до нього пристосуватися. Зовсім невідомо, як поведуть себе вічні мерзлоти та болота. Вони також можуть дати різкий вихід в атмосферу СО₂, метану та оксидів газу. Доречно також навести дані про те, що 17 мільйонів років тому, коли льодовиків на полюсах не було, рівень Світового океану був вищий на 50–70 метрів. У зв’язку з цим є підстави проаналізувати причини накопичення вуглекислоти, насамперед, та інших «парникових» газів атмосфери, а також вивчити шляхи протистояння цьому явищу. Які ж це причини?

А чому теплішає? Перша причина – зменшення в цілому фотосинтетичної активності рослинного світу в результаті дедалі активнішого його знищення. Так ще недавно наука доводила здатність природи до поглинання СО₂ з атмосфери рослинами і водоростями з виділенням його назад в атмосферу в результаті життєдіяльності тварин та мікроорганізмів, то це співвідношення становитиме 6:1 (шість до одного). Цим і пояснюється те, що віками концентрація СО₂ в атмосфері була надзвичайно низькою. Але це було колись. А що тепер?

Не беруся сказати, наскільки конкретно змінилося це співвідношення, але те що цифри 6:1 на сьогодні не відповідають дійсності, вже безсумнівно. Найперша причина цього – різке зменшення на планеті площі лісів. Навіть включення цих колишніх лісових площ до сівозмін та вирощування на них сільськогосподарських культур з високою фотосинтетичною активністю не може зрівнятися з тією функцією, яку виконує ліс. Справа в тому, що в лісі відбувається не тільки поглинання С0₂ з атмосфери. Паралельно відбувається його «складування» у вигляді біомаси деревини (це дещо подібне до «складування» води в льодовиках Арктики та Антарктики, у вічних мерзлотах і гірських снігах).

Адже для відтворення кілограму сухої деревини рослині доводиться засвоїти приблизно 700 літрів вуглекислого газу. Отже, за участі дерев кругообіг вуглецю і вуглекислоти в природі йде десятиріччями, бо зв’язування її й вилучення йде повільно (за винятком коли деревина спалюється).

На окультурених же полях кругообіг вуглецю СО₂ становить, в основному, один рік (а то й менше), і тому дедалі зростає можливість переходу його у вищі шари атмосфери. В результаті він надовго виключається з кругообігу в живій матерії, чим і зумовлюється його накопичення в повітрі (1-2 мільярди тонн на рік).

Особливу роль у цьому процесі відіграє масове знищення лісів тропіків субтропіків і тайги. Наведу такий приклад. Кілька років тому мені довелося бути в Камбоджі. Начитавшись книжок видання 50-60 років про цю країну, я уявляв її як море джунглів від краю й до краю. А так років зо двадцять тому й було. А що тепер? Люди, намагаючись узяти від джунглів побільше, насамперед вирубували найцінніші дерева (червоне та інші). Ці дерева ростуть, як правило, дуже високі (30-40 метрів), під ними вирувало життя тисяч інших дерев, ліан та кущів, які не витримували прямого сонця тропіків.

А що вийшло після вирубування висотних дерев? Майже повністю загинуло все, що під ними росло, а потім і звірі. От і ростуть тепер від краю й до краю майже на всій території цієї країни поодинокі пальми та кущі. Незаперечний факт кризи біотичного різноманіття, трагічні наслідки якої ми ще навіть не повністю усвідомлюємо. Адже більше половини всіх видів організмів Землі живе в тропічних лісах! До речі, вважається, що сумарні безповоротні втрати видів живих організмів зараз досягли 4-6 тисяч на рік.

Подібне має місце не тільки в Камбоджі. Варварське знищення тропічних лісів відбувається і в сусідніх з нею країнах, а також в Африці, Південній Америці. Вважають, що на сьогодні на Землі знищено майже половину таких лісів, які були ще порівняно недавно. Не дивлячись на ці факти, площі тропічних лісів знищують і зараз – на ста тисячах гектарів щорічно, що становить один відсоток загальної їх кількості.

Наша країна, на жаль, теж не виняток, коли мова йде про промислову вирубку лісів, про суттєві недоліки в їхньому використанні й відтворенні.

Нагадаю ще раз: на утворення кілограму сухої деревини використовується майже 700 літрів вуглекислого газу з повітря. А в атмосферу при цьому виділяється майже стільки ж літрів кисню. Запам’ятаймо ці цифри і нехай стоять вони перед нами як суворе попередження, коли рука береться за сокиру.

Друга причина – небачені раніше обсяги спалювання вугілля, нафти та газу. Розрахунки показують, що спалювання кілограму цих речовин призводить до виділення в атмосферу приблизно 1500 літрів вуглекислого газу. Кисню при цьому використовується приблизно 2-2,5 тисячі літрів. А тепер спробуємо потренуватися в підрахунках, що ж воно вийде, коли протягом року на нашій планеті згорає близько 4 мільярдів тонн кам’яного та бурого вугілля. Приблизно така ж кількість добувається (і відповідно використовується) й нафти. А скільки згорає газу, торфу тощо? В атмосферу внаслідок цього на даний час переходить близько 5 мільярдів тонн вуглекислого газу. Ця вуглекислота є результатом діяльності так званої цивілізованої людини. Уся вона абіогенного походження, і жива Природа, як виявляється, не завжди спроможна з нею справитися.

Тому не дивно, що в регіонах нашої планети з високорозвиненою промисловістю (США, Японія, Центральна Європа) вже зараз рівень виділення абіогенної вуглекислоти в атмосферу набагато перевищує її засвоєння рослинами в процесі фотосинтезу. А що ж воно буде, коли всі регіони на планеті досягнуть такого ступеня «цивілізації» та «науково-технічного прогресу»?.. Хто назве це прогресом? Де ж кисень будемо брати? А як розраховуватися, виходячи із сказаного, «високоцивілізованим» із «низько цивілізованими», коли перші будуть дихати за рахунок других? Це вже не фантастика. Це вже реальність сьогодення міжнародного масштабу!

Кислотна загроза. Третя причина зростання рівня СО₂ в атмосфері – це надзвичайне закислення природи. У цьому плані дане питання не часто піднімається. Тому зупинимося на ньому детальніше. Відразу ж відмічу майже на сто відсотків – це також фактор виробничої діяльності людей. Завдяки нам у Природі відбувається надзвичайно інтенсивний притік у води, атмосферу та ґрунти різноманітних кислот (мінеральних та органічних). Одразу ж ці кислоти вступають у реакцію нейтралізації з речовинами лужної природи із утворенням відповідних солей.

Основним фактором, який нейтралізує кислоти в Природі, є солі вугільної кислоти (кальцієві, магнієві, калієві, натрієві та інші). При цьому в атмосферу обов’язково виділяється вуглекислий газ. Так при взаємодії кілограму сірчаної кислоти з кілограмом вапняку (кальцієва сіль вуглекислоти) в атмосферу виділяється приблизно 200 літрів вуглекислого газу та утворюється 1,76 кілограм сірчанокислого кальцію (звичайний гіпс).

А тепер визначимо кількість абіогенного вуглекислого газу, що виділяється в атмосферу – враховуючи те, що щорічно в прісні води планети та у Світовий океан потрапляє близько 300–500 мільйонів тонн сірки, з якої утворюється один–півтора мільярда тонн сірчаної кислоти. Це значить, що приблизно півмільярда тонн вуглекислоти перейде в атмосферу внаслідок розпаду карбонатних солей. То чи довго в річках, озерах, морях і океанах існуватимуть коралові рифи та острови, які майже повністю складаються з вапняків? І як себе почуватимуть різноманітні молюски, черепахи та інші організми, панцери та кістяк яких в основному складаються з вапняку?

До сказаного додам: щорічно на поверхню нашої планети у вигляді кислотних дощів випадає майже 100 мільйонів тонн сірчаної кислоти. Приблизно половина вказаної кількості потрапляє в довкілля й азотної кислоти. А ще ж є соляна, фосфорна та різні органічні кислоти (людство також не дуже турбується про їхню нейтралізацію). Незлічені мільярди літрів СО₂ знову летять в атмосферу. Звідкіля ж ці кислоти беруться?

Основна причина переходу такої маси сірки із земляних пластів у воду та повітря (де вони, як правило, перетворюються в сірчану кислоту) – діяльність людини. Насамперед це спалювання вугілля та нафтопродуктів. У середньому в кам’яному вугіллі міститься один відсоток сірки, і при спалюванні його вона майже повністю переходить у газоподібну форму у вигляді окислів – в основному це діоксид сірки (SО₂). Ми певний час «рятувалися» від цього газу тим, що будували надвисокі труби. Але це самообман, бо труби ці лише відводять біду, але зовсім її не знімають як таку. В повітрі, зв’язуючись із водою, діоксид сірки перетворюється в основному в сірчисту та сірчану кислоти.

Отже, при спалюванні кілограму вугілля на землю через атмосферу випадає приблизно 30 грамів сірчаної кислоти. Уявімо, скільки її утворюється, наприклад, на Трипільській ДРЕС, коли за добу там спалюють 10-12 тисяч тонн вугілля. А скільки таких ДРЕС, а доменних печей тощо. Нагадаю, що за рік людство добуває й використовує приблизно 4 мільярди тонн кам’яного та бурого вугілля.

Неважко розрахувати також, скільки утворюється сірчаної кислоти при згоранні нафти, мазуту та бензину. Ці гази активно мігрують по планеті, перш ніж випасти на землю з дощами. Тому не важко здогадатися що нам, як і сусідам нашим, далеко не байдуже, як хто господарює.

Ланцюг замикається. Надзвичайно інтенсивний потік кислот із земляних пластів у води (наземні та підземні) відбувається в результаті гірничодобувної та металоплавильної діяльності, в процесі розмивання берегової смуги морів та океанів, вітрової ерозії, стоків промислових підприємств і тваринницьких комплексів тощо. Приблизно 130 мільйонів тонн сірчаної кислоти щорічно виробляють хімічна та нафтохімічна промисловості. Ця кислота кінець кінцем уся також має бути нейтралізована. А все це знову та знову поповнює вміст абіогенного вуглекислого газу в атмосфері.

Подібну до СО₂ роль відіграють і оксиди азоту (в основному N₂О, молекули яких майже в двісті разів ефективніше поглинають тепло, ніж СО₂). Вони утворюються, в основному, ґрунтовою мікрофлорою, особливо при значному внесенні в ґрунти азотних добрив.

Транспорт також є одним із головних джерел викидів в атмосферу оксидів азоту. Лише за кілометр пробігу в середньому кожний автомобіль викидає в атмосферу близько 10 грамів оксиду азоту. Причому утворюються вони в основному в камерах згорання двигунів за рахунок взаємодії азоту та кисню повітря, чого в звичайних умовах не відбувається Потрапивши в атмосферу, ці оксиди перетворюються в азотну та азотисту кислоти, які також у вигляді кислотних дощів випадають мільйонами тонн на поверхню планети.

А солі цих кислот – це вже так звані нітрати та нітрити, негативні наслідки підвищення концентрації яких у воді, ґрунтах і продуктах харчування більш-менш відомі громадськості. Як і у випадку з сірчаною кислотою, на кожний кілограм азотної чи азотистої кислоти з поверхні планети в атмосферу виділяється близько 180 літрів вуглекислого газу.

До цього додам: в умовно чистих регіонах планети в дощовій воді майже 80 відсотків від суми всіх кислот припадає на вуглекислий газ. Решта 20 відсотків – це інші кислоти. Отже, під час дощу атмосфера немов промивається від СО₂. При цьому вуглекислота в складі дощової води повертається на поверхню планети і включається в біологічний кругообіг.

Разом з тим співвідношення кислот у дощовій воді над промисловими центрами і навколо них дещо інше:

• 60 відсотків – сірчана кислота,
• 30 – азотна,
• 5 – соляна,
• 2 – вуглекислий газ,
• 3 – інші кислоти.

Зверніть увагу на те, що в «кислій» дощовій воді вуглекислий газ майже не розчиняється, тому й залишається у верхніх шарах повітря. А відтак значно більша його частина не включається в біологічний кругообіг, що й зумовлює його накопичення в атмосфері.

Ще одна глобальна причина цього явища – поступове зменшення розчинності вуглекислоти у водах Світового океану. Справа в тому, що розчинність СО₂ у воді зростає в міру того як знижується її температура. Отже, взимку океан (а також моря, озера, ріки) немов вдихає вуглекислоту повітря, а влітку він віддає й в атмосферу. Це також сприяє біологічному кругообігу вуглекислоти. Оскільки вже почалося потепління на планеті, то певна частина вуглекислоти не може перейти з атмосфери в розчин і залишається в ній, зумовлюючи підвищення її вмісту. Це останнє обумовлює подальше наростання температури атмосфери, і так виникає замкнуте порочне кільце.

До цього слід додати – у результаті нашої з вами діяльності (скидання в донні шари морів стічних вод приморських міст та хімікатів з річковими водами, глибинні вибухи тощо) значна частина глибинних вод, які дуже багаті на сірководень, виходить на поверхню моря. Мало того, що цей сірководень сам є однією з дуже сильних отрут і губить все живе, гальмуючи й фотосинтез у цілому, він – у присутності кисню – також перетворюється в сірчану кислоту з усіма того наслідками.

Отже, ланцюг замикається і не на нашу з вами користь. Природа вже дійшла такого стану, коли ледь-ледь спроможна сама виправити наші «великі справи». Наслідки цього вже відчутні скрізь.

Чи ж завжди радіти прозорій воді? Наведу деякі факти, але попередньо дозволю собі познайомити неспеціалістів із способом характеристики кислотності води та інших розчинів.

Отже, в природі всі розчини діляться на кислі, нейтральні та лужні. Для конкретного виразу ступеню кислотності чи лужності користуються спеціальним показником, який визначається символом рН. Нейтральні розчини мають рН 7,0. Усі розчини, величина яких менша за 7,0 – кислі, і чим ця величина менша (аж до 1,0), тим сильніша кислотність. 3 іншого боку, всі розчини, значення яких вищі за 7,0, – лужні. Найбільш сильний луг має рН 14.

А тепер деякі факти: у нормі рН води озер, ставків та річок становить 7,5 – 8,0, морської води – 8 0–8,2 (рН крові людини – 7,4). Отже, в нормі водоймища мають лужні характеристики. А от дощової води рН повинно бути близько 5,6. Це підкислення зумовлюється розчиненими в ній кислотами, насамперед вуглекислим газом. Потрапляючи на Землю, він одразу ж вступає в біологічний цикл або в хімічні реакції, внаслідок вода стає нейтральною. Коли ж в атмосфері з’являються оксиди сірки азоту тощо, ця величина різко падає.

Встановлено, в районах Скандинавії та Прибалтики протягом останніх років спостерігали дощі, показник рН води яких спадав аж до 2,4 (це майже як столовий оцет). У зоні промислової Європи, а також навколо Санкт-Петербурга, Києва, Казані рН дощової води інколи досягає 3,3-4,8. На сході США більше сотні озер у кінці сімдесятих і на початку вісімдесятих років мали рН води 5,0. Ці озера стали практично мертвими. У 1952 році смог над Лондоном мав рН 1,6. Вважають, що це стало причиною захворювання і смерті близько чотирьох тисяч жителів.

Думаю, цих прикладів досить. Але ще декілька слів про те, як же впливає на живі організми таке закислення вод і ґрунтів. Якщо коротко, вплив цей негативний. Так, при падінні рН вже до 7,0 у воді зменшується концентрація розчинного кальцію. Це вже негативно впливає на розвиток ікри риб. При рН 6,6 гинуть молюски, при 6,0 – креветки та ікра. При рН 5,5 і нижче у воді гине практично вся фауна. Причому ця смерть обумовлюється не стільки підкисленням води, скільки отруєнням організмів внаслідок переходу з донних відкладень у розчинні форми важких металів (алюмінію, свинцю, ртуті, кадмію, олова, нікелю, берилію та інших).

У цьому зв’язку слід переключитись і на перспективи міграції радіонуклідів, скажімо, в Київському морі та ґрунтах інших забруднених зон. Доки ці метали знаходилися в нерозчинній формі у водоймищах та ґрунті, загроза їх для живого була відносно незначна, а в розчинній формі – це вже може бути несумісним із життям. При рН 6,0 і нижче ртуть, наприклад, повністю переходить у розчинні форми.

Іноді ми, не спокушені, радіємо, коли знаходимо річки та водоймища, де дуже прозора вода, а на дні ростуть прозорі водорості, як лопухи. Але не поспішайте радіти. Підкупна прозорість води може бути від того, що вода ця майже «мертва». То ж спочатку подивіться чи буяють, чи повсихали навколо верби, а чи стрибають у воду жаби? А чи є в’юни та раки? Чи водиться велика риба? Коли на всі ці запитання ви отримаєте позитивну відповідь, тоді й радійте, бо вам пощастило. Якщо ні – шукайте поблизу ТЕЦ, хімічне підприємство, завод по виробництву білково–вітамінних концентратів, цукровий чи шкіряний заводи або тваринницький комплекс. Або ж щось інше, чиє нерадиве господарювання призвело до закислення води. А потім і до вимирання багатьох живих організмів.

І що цілком логічно – про наше здоров’я… Подальше забруднення прісних вод кислотами та іншими токсичними організмами страшне також тим, що доступної для живих організмів води на планеті не так уже й багато – менше 0,014 відсотка загальної її кількості. Тому проблема забезпечення людей якісною водою, насамперед питною, стає дедалі гострішою.

І мова йде не лише про людей, про весь рослинно-тваринний комплекс, від благополуччя якого й ми залежимо. Так, на закислених ґрунтах погано розвиваються культурні сільськогосподарські рослини (особливо бобові та олійні) гинуть першими дуби в лісах. У самих рослинах, в урожаї при цьому накопичуються кислоти, які, потрапляючи з їжею в організм тварини чи людини, спричиняють його закислення, що в клініці йменується ацидозний стан організму.

У таких тварин і людей спостерігається затримка у рості, пригнічується їх імунний статус (отже, підвищується сприйнятливість до хвороб). Особливо чутливі до ацидозу новонароджені. У них порушується травлення, розвиваються діареї, бронхопневмонії, амонійний токсикоз, що веде до підвищення смертності. Ацидоз різко ускладнює перебіг хвороби у діабетиків та подагриків, порушує також обмін кальцію, що веде до захворювань кістяка, зубів.

Пояснюючи ці явища хочу звернути увагу на те, що значною мірою подібно до рослин (яким так необхідний вуглекислий газ) тварини також дуже чутливі до зміни концентрації в крові як вуглекислого газу, так і зв’язаної вуглекислоти у вигляді бікарбонатів натрію та калію. Вуглець бікарбонату СО₂ включається в органічні сполуки тканин людей та тварин значною мірою – як і у рослин. Гальмування цього процесу також негативно впливає на їхнє зростання та розвиток.

Особливо це помітно при зменшенні концентрації бікарбонатів у крові. У нормі в організмі людини чи тварини концентрація бікарбонату натрію в крові становить приблизно 0,1 відсотка. Саме він, в основному, забезпечує слабо-лужне середовище крові. При надходженні в організм надлишків кислот саме бікарбонат натрію крові першим починає їх нейтралізацію. Тому його концентрація зменшується, що негативно впливає на ряд обмінних процесів та обумовлює хворобливі стани організму. Особливо при різких крововтратах, опіках, діабеті та подагрі.

У ці періоди люди повинні відповідним чином змінювати свій раціон. Різкий ацидозний стан розвивається також у тих, хто споживає відносно багато м’яса, сиру та яєць і майже зовсім не включає в раціон овочів та фруктів. Сприяє ацидозу також надмірне споживання пива та сильне алкогольне сп’яніння. Прекрасний антиацидозний засіб – включити до свого раціону овочі та фрукти, мінеральні води типу «Боржомі», «Свалява», «Луганська» та інші так звані лужні води.

Широке використання в тваринництві таких кормів, як силос та кислий жом, також часто зумовлює розвиток в організмі тварин ацидозного стану з усіма вище перерахованими симптомами та наслідками. Це необхідно мати на увазі, тим більше в умовах теплих зим, коли кислотність цих кормів різко зростає.

Значний вклад у парниковий ефект вносять також фторвуглеводні (фреони), які широко використовуються в холодильній, парфумерній та іншій промисловості. Вони з’явилися в атмосфері, починаючи з 1930 року, й відтоді рівень їх постійно зростає. Важливо відмітити: не дивлячись на відносно низьку їх концентрацію, молекули фреону в 16 тисяч разів ефективніше поглинають тепло, ніж вуглекислий газ. Утім, тема фреонів, захисту озонового шару Землі вельми специфічна, неоднозначна й потребує окремої й дуже серйозної розмови.

Світова спільнота береться до діла. Цілком закономірно, що питання парникового ефекту, отже, і стану повітряного басейну, загалом природного комплексу нашої – по суті такої тендітної та вразливої – планети привертають увагу не лише урядовців, науковців, громадськості окремих країн, а, можна сказати, всього міжнародного співтовариства. Зрозуміло, що таку глобальну проблему можна й слід вирішувати тільки комплексно, масштабно, на основі сучасних підходів та технологій, максимально залучивши інтелектуальний, науковий, технічний, правовий, суспільний потенціал всіх держав та народів блакитної планети Земля. І початок такої роботи вже покладено.

Як відомо, в червні 1992 року в Ріо-де-Жанейро (Бразилія) відбулася Конференція ООН з питань навколишнього середовища та розвитку. На найвищому рівні в ній взяли участь представники 176 держав, у тому числі й України. Одним із важливих результатів Конференції стала Рамкова Конвенція ООН про зміни клімату, яку підписали майже 160 країн. Мета Конвенції – обмеження емісії в атмосферу газів з парниковим ефектом на такому рівні, який зупинить небезпечний антропогенний вплив на кліматичну систему. Україна підписала Рамкову Конвенцію ООН про зміни клімату в 1992 році, а в 1996 –Верховна Рада її ратифікувала.

Подальшим етапом роботи стала Конференція Сторін Конвенції в японському місті Кіото, що пройшла в грудні 1997 року. Розглянуто Протокол до Конвенції, який покликаний визначити конкретні зобов’язання окремих країн щодо зменшення емісії парникових газів, терміни виконання, механізми контролю тощо.

Хоча Конференція в Кіото проходила в досить напруженій атмосфері, її результатом стало ухвалення тексту Протоколу. Відповідно до цього документу 34 розвинуті країни світу, серед яких є й Україна, зобов’язані в середньому на 5,2 відсотка зменшити до 2012 року викиди парникових газів в атмосферу. Зокрема, США – на 7 відсотків, країни Європейського Союзу – на 8, Японії – на 6 відсотків, Україна, з огляду на об’єктивні труднощі, зобов’язана не перевищувати об’єм викидів парникових газів рівня 1990 року.

Внаслідок загального економічного спаду сьогодні в Україні споживання вуглеводневого палива порівняно з 1990 роком зменшилося приблизно на третину. Відповідно зменшилася й емісія парникових газів. Отже, формально наша країна виконує вимоги Конвенції ООН про зміни клімату. Звісно, це ніяким чином не означає, що наша держава не повинна вживати ефективних заходів щодо зменшення емісії парникових газів.

Адже Конвенція має для України виняткове значення в контексті соціально-економічних реформ. Проблема зміни клімату зачіпає всі сектори економіки незалежно від форм власності, кожного громадянина. Попередні оцінки вразливості екосистем та деяких економічних секторів свідчать з великою ймовірністю, що зміни клімату в Україні матимуть суттєві наслідки, зокрема для водних, лісових ресурсів, сільського господарства, берегової зони Чорного та Азовського морів.

З урахуванням рішень, прийнятих у Ріо-де-Жанейро та Кіото, в Україні здійснюються економічна та екологічна реформи, закладаються структурні, науково-методологічні, правові, економічні основи державної політики, яка базується на принципах сталого розвитку.

Важливу роль тут відіграє і виховання у населення ощадливого ставлення до природних, зокрема енергетичних ресурсів, створення сприятливих умов для активної діяльності неурядових екологічних організацій.

28.12.2011

Що таке парниковий ефект? | Екологія життя

Що таке парниковий ефект?

Тепловий баланс Землі такий, що без атмосфери середня температура на нашій планеті була б –18°С. Але зараз середня річна температура +15°С. Різниця в 33 градуси вважається парниковим ефектом. Цікаво, що в льодовикову епоху середня температура була всього на 4 градуси нижчою: можна уявити, якою Земля була б при –18°С — крижаною кулею, непридатною для життя.

Яка механіка парникового ефекту? Від Сонця надходить короткохвильове випромінювання, і наша атмосфера повністю його пропускає. Тільки жорсткі ультрафіолетові промені затримуються киснем. Коли Земля нагрівається, від неї йде довгохвильова радіація, а для цього виду випромінювання наша атмосфера вже непрозора. Довгохвильову радіацію затримують деякі гази: близько 31 градуса з 33 градусів парникового ефекту забезпечує водяна пара. Діяльність людини підсилює парниковий ефект за рахунок викидів CO₂ — відповідні вимірювання рівня CO₂, які ведуться з 1959 року, показують постійний ріст цього параметра.

З початку століття середня температура на Землі зросла на 0,75 градуса. Здається, що це небагато, але не можна забувати, що різниця лише в 4 градуси призводила до льодовикових епох. Тому в міжнародних угодах зафіксована межа зростання температури: 2 градуси — той поріг, через який ми не повинні переступати. Щоб цього досягти, потрібно на 70% скоротити викиди СО₂. Це неможливо, оскільки доведеться фактично зупинити світову енергетику, а значить, і економіку. Тому ведеться пошук технологічних способів зниження вже не викидів, а вмісту CO₂ в атмосфері.

Для цього розробляються різні проекти. Деякі з них пропонують відкачувати CO₂ з атмосфери і захоронювати його в відпрацьованих шахтах. Другий спосіб — висадка плантацій швидкорослих дерев, які поглинатимуть СО₂. Правда, самі дерева потім теж доведеться захоронювати. Третій спосіб — зниження надходження сонячних променів. Для цього треба полетіти в стратосферу на висоту 10-15 тисяч метрів і розпорошити якісь частинки. Коли вивергається вулкан, частинки попелу охолоджують Землю ще три роки після виверження. За аналогією з цим зазвичай пропонують використовувати дрібні частинки срібла, які ще й активно відбиватимуть сонячні промені. Звичайно, такий спосіб не найзручніший. По-перше, розпорошувати срібло доведеться постійно над усією планетою. По-друге, якщо розпорошення закінчиться, відбудеться дуже різкий стрибок температури. Тому зараз кліматична ситуація майже патова. Немає реальних способів боротись з вмістом СО₂ в атмосфері. Ми просто чекаємо і спостерігаємо, як росте температура.

Зміна клімату — це поступовий процес, і наша адаптація до цих змін йде порівняно швидко. Людство вже переживало подібні епохи потепління і похолодання, і причин панікувати немає. Потепління більше ніж на 2 градуси вже відбувалось в Північній півкулі між 1000 і 1300 роками. Саме тоді була виявлена і заселена Гренландія, тому вона і отримала таку дивну за сьогоднішніми мірками назву. Приблизно тоді ж в Англії росли виноградники і там робили вино — зараз таке складно уявити. А потім тепла епоха змінилась малим льодовиковим періодом, який тривав до середини XIX століття. Було настільки холодно, що регулярно замерзала Темза.

Клімат постійно змінюється. На Землі стає то тепліше, то холодніше, оскільки флуктуює атмосферна циркуляція. Співвідношення повітряної маси, що надходить з океану або формується на континентальній суші, може бути різним. З 1970-х років потепління посилюється антропогенним накопиченням СО₂ в атмосфері, але наступний льодовиковий період точно буде, нехай і через 10 тисяч років.

З 1988 року існує Міжурядова група з питань змін клімату. Раз на два-три роки вона публікує доповіді, узагальнюючі всі кліматичні дослідження. Зараз створено багато кліматичних моделей підвищення середньорічної температури. У 2015 році було прийнято Паризьку угоду, за якою кожна країна взяла на себе зобов’язання щодо скорочення викидів СО₂. Саме в рамках цієї угоди і був озвучений поріг росту температури. Для острівних держав потепління навіть на 2 градуси — це вже занадто небезпечно. Якщо океан почне підніматись, на островах відбудеться засолення ґрунтових вод і основних джерел прісної води. Тому вони виступали за зниження офіційного допустимого порогового значення до півтора градусів, але для інших країн це занадто жорстке обмеження, практично недосяжне.

Найбільший кліматичний ризик припадає на країни з невеликою територією. Вся їх економіка пристосована до одних кліматичних умов, і при серйозних змінах клімату немає можливостей для маневру, немає простору, який дозволить передислокувати, наприклад, сільське господарство. Якщо в Нідерландах підніметься рівень води, їм доведеться добудовувати дамби. Якщо в Африці почнеться опустелювання, вплинути на це буде неможливо, і підуть хвилі міграції населення.

Важливо усвідомлювати, що реальної можливості боротись зі зміною клімату поки немає. Незважаючи на домовленості, Паризькі зобов’язання призведуть до розігріву планети більше ніж на 3,5 градуса, тому що жодна країна не хоче себе обмежувати економічно. Але є надія, що людство досить швидко адаптується до ситуації. У світі величезний науковий потенціал, і ті ж біотехнології здатні докорінно змінити сільське господарство. Час у нас є, і можна зберігати оптимістичний погляд на проблему зміни клімату.

Куди подіти СО2?.. Парниковий ефект і океани | Новини й аналітика про Німеччину, Україну, Європу та світ | DW

Земна атмосфера виконує своєрідну функцію скла в теплиці: повітря пропускає сонячне тепло й, водночас, не дає йому випаровуватися назад у космос. Утримують інфрачервоне випромінювання, що утворюється від нагрівання земної поверхні, багатоатомні гази. До них, зокрема, належить і “головний ворог атмосфери” парниковий газ двоокис вуглецю. Але справа в тому, що впродовж минулого століття в процес теплообміну в природній теплиці грубо втрутилася людина. Шість мільярдів тонн СО2 викидають щороку в повітря димарі промислових підприємств, електростанцій, пічного опалення, випускні труби автомобілів… З часів останнього льодовикового періоду концентрація двоокису вуглецю в атмосфері Землі подвоїлася. За якихось сто років цей показник може зрости ще вдвічі, попереджають експерти Міжурядової комісії зі змін клімату. Це означатиме, що “скло” нашої земної “теплиці” ставатиме все менш прозорим, тобто, затримуватиме дедалі більше тепла. Упродовж наступного століття середня атмосферна температура збільшиться від одного до шести градусів Цельсія. Загальне потепління загрожує обернутися не тільки банановими плантаціями в Скандинавії, а й епідеміями тропічних хвороб, або небаченими цунамі, які змиватимуть усе на своєму шляху…

Хоч би які жорсткі норми встановлювали міжнародні конвенції із захисту клімату, зменшення викидів “парникових газів” радикально оздоровити атмосферу не зможе. Науковці давно розмірковують над проблемою, що робити з уже накопиченим у повітрі СО2. Одна з ідей — розчинити двоокис вуглецю в океані. Те, що це в принципі реально, довела остання експедиція німецького науково-дослідницького судна Polarstern. Кореспондент Йрон Пітчке повідомляє:

“Океан на кордоні з Антарктидою. Тут, на 50-му градусі південної широти, за 2200 кілометрів від Кейптауна, на борту найсучаснішого криголама Європи зібралися науковці семи європейських країн. Експеримент, який вони здійснюють, спрямований на зменшення концентрації СО2 в повітрі. “Для цього, — пояснює один із керівників групи, німецький дослідник Віктор Сметачек, — на ходу судна ми кидаємо в воду розчин сульфату заліза.” Добриво зникає в бурунах, що їх здіймають величезні лопаті корабельного гвинта:

“Сімома тоннами сульфату заліза ми здобрили 150 кв. кілометрів океанського дна. Це приблизно дорівнє площі кола діаметром у 15 кілометрів. Буквально на наших очах вода над підживленою ділянкою дна ставала зеленіша. Завдяки залізу, тут почали швидко розростатися водорсті,” –

розповідає Віктор Сметачек. За один тиждень кількість рослин на дні подвоїлася, за три – зросла вп”ятеро. Ці зелені підводні килими й мають відбирати в атмосфери небезпечний “парниковий газ”:

“Водоростям для росту потрібен СО2, який вони й поглинають з води. Через це у верхніх шарах океану концентрація двоокису вуглецю з часом зменшується. Тоді цей дефіцит покривається за рахунок газу, що міститься в повітрі. У цьому, власне, й полягає ідея: штучно створити нестачу СО2 під водою для того, щоб розвантажити від його надлишку атмосферу”, —

пояснює німецький дослідник. Теоретично, за допомогою здобрювання великих ділянок океанського грунту, з повітря можна було б вилучити до 15% двоокису вуглецю. Щоправда, зауважують самі ж учасники експедиції на Polarstern, один з побічних ефектів методу теж був помітний практично одразу. “Для мешканців океану ми, так би мовити, зненацька накрили багатий стіл”, — каже для Віктор Сметачек:

“Через це насамперед збільшилася кількість крилю. До експериментальної ділянки почали тягнутися кити, які харчуються ним. І не лише кити, а також і пінгвіни, тюлені та інші тварини.”

Саме на цей аспект і звертають увагу критики такого методу оздоровлення атмосфери. Кислотні солі є грубим втручанням у чутливу екосистему океану, застерігають екологи. Сульфат заліза може дуже швидко, але надовго порушити її рівновагу.”

Іще п”ятнадцять років тому один американський науковець проголошував: дайте мені танкер, наповнений сульфатом заліза, й я поверну планету в льодовиковий період. Існують докази того, що в ті часи сильні вітри справді навіювали в південні океани пустельний пил, який містив багато заліза. Водорості розросталися, й далі все відбувалося як в експерименті на Polarstern. Але штучне здобрювання залізом аж ніяк не підходить як засіб боротьби із загальним потеплінням, упевнена оглядачка наукового журналу “Леонардо” Дагмар Рерліх:

“Якщо справді почати робити це в великих маштабах, то – і з цим погоджується більшість експертів – наслідки стануть непердбачуваними. Окрім заліза, водоростям для росту потрібно багато інших мікроелементів. Штучний зелений бум в Антарктиці спричинить загальний “голод”, бо саме південні води є головним постачальником живильних речовин для інших регіонів океану. Теоретично за допомогою здобрювання залізом можна спровадити в океанські глибини річний обсяг усіх антропогенних викидів СО2. Але треба враховувати, що тоді природі знадобиться цілих 10 років, аби відновити в світовому океані необхідний рівень життєво важливих речовин і мікроелементів. Якщо це взагалі буде можливо…”

Світовий океан погано підходить на роль сховища для “парникових газів”, ще й тому, що він сам дедалі більше потерпає від них, зауважують інші фахівці. За даними досліджень Кільського інституту з вивчення морів, в Атлантичному океані, наприклад, розташованому між такими двома промислово розвиненими континентами, як Європа та Північна Америка, рівень СО2 збільшився з 1981-го року на один відсоток. І за дуже короткий проміжок часу, наголошує професор Арно Катцінгер:

“Один відсоток — це відносно небагато, але в абсолютному вимирі це означає мільярди тонн вуглецю. Загалом океан акумулює приблизно третину всіх шкідливих викидів. Тобто, значну частину всіх “парникових газів”. Навіть на глибині шість тисяч метрів концентрація СО2 в Атлантиці зростає такими самими темпами, як і в поверхневих водах. Отже, двоокисом вуглецю перенасичується не тільки атмосфера.”

За деякими прогнозами, не мине й кількох десятиліть, як всесвітній океан майже повністю втратить здатність поглинати СО2 з повітря, а це спричинить чергове посилення парникового ефекту. Що ж усе таки робити з двоокосом вуглецю? Не намагатися розчинити його в океані, а ховати на дні, пропонують голландці. У Північному морі за сто кілометрів від голландського узбережжя до кінця нинішнього року ще видобуватимуть метан. Саме настільки вистачить його запасів. З 2005-го порожнину на глибині чотири тисячі метрів заповнюватимуть двоокисом вуглецю. За планами голландсько-французького консорціуму, щороку по трубах до сховища спрямовуватимуть до 480 тисяч тонн СО2, які утворюватимуться внаслідок згоряння природного газу. Випробування пілотних проектів уже відбулося в США, Канаді та Норвегії. Голландські експерти сподіваються, що “ворог клімату” зможе зберігатися в підводних могильниках десятиліття й, навіть, століття. Утім, досі бракує точних розрахунків, скільки саме двоокису вуглецю здатне вмістити колишнє родовище. Якщо величезні запаси газу колись вибухнуть, то тоді неминуче трапиться катастрофа планетарного масштабу, побоюються екологи.

За матеріалами німецької преси

Парниковий ефект в атмосфері | osvita

ЯВИЩЕ ПАРНИКОВОГО ЕФЕКТУ В АТМОСФЕРІ

Згідно з дослідними даними, концентрація СО2 в атмосфері за 140 років збільшилася з 0,027% до 0,033% і продовжує рости. За прогнозом концентрація вуглекислого газу в атмосфері до 2050 р. може скласти від 0,04 до 0,05%, що може призвести до підвищення середньої температури земної поверхні і нижніх шарів атмосфери на 10°С і підйому рівня океану за рахунок танення полярних льодів на 1,5 м. Подібне явище пов’язане з так званим «парниковим ефектом».

Які гази затримують тепло в атмосфері, тобто є  парниковими?

Парниковий ефект — це явище, при якому атмосферні гази утримують вихідне від Землі тепло в тропосфері, не даючи йому підніматися в більш високі шари атмосфери. При цьому відбувається нагрівання, як самої атмосфери, так і земної поверхні.

Ступінь «шкідливості» парникових газів оцінюється в умовних одиницях СО2 – еквівалента (потенціал глобального потепління – GWP – Global Warning Potential). Одна тонна СО2 – еквівалента рівна одній метричній тонні СО2. Так, наприклад, якщо для вуглекислого газу величина СО2 — еквівалента рівна 1, то для метану (СН4 ) вона рівна 21, для N2О — 310, а для SF6 – 23900.

Головний внесок у формування парникового ефекту вносять водяна пара і вуглекислий газ, що містяться в атмосфері. Відомо також, що спектр поглинання атмосфери у вікнах прозорості визначається не тільки впливом вуглекислого газу, але і таких газових компонентів, як озон, фреони і багато інших, включаючи й аерозолі.

Іншою найважливішою причиною можливої зміни клімату на Землі є зменшення площі лісів. Особливу заклопотаність викликає зменшення площі лісів в Африці, Азії й особливо в Південній Америці, де зосереджено більше 55% їхньої кількості. Щорічно площа тропічних лісів у світі зменшується приблизно на 1%.

Істотний вплив на зміну клімату на Землі може зробити і збільшення кількості пилу в атмосфері, особливо дрібнодисперсних аерозолів у стратосфері, що можуть зберігатися там від декількох місяців до 1 — 2 років. Нормальний шар стратосферного аерозолю складає масу порядку 0,2 млн. тон. При великих вулканічних виверженнях у стратосферу можуть виноситися десятки мільйонів тонн пилу. Дрібнодисперсні стратосферні аерозолі, збільшуючи альбедо атмосфери, приводять до ефекту її охолодження. Багато дослідників пояснюють цим минулі похолодання клімату.

Існує думка, що 2-3°С  – це несуттєво. Нехай буде трішки тепліше, кому від цього погано? Чи згодні ви з тим твердженням? Обґрунтуйте свою думку.

Нажаль, 2-3°С – це зовсім не мало, оскільки мова йде про усереднену температуру по всій планеті Земля. Підвищення за рік середньої температури повітря на 2°С призведе до збільшення тривалості вегетаційного періоду і, відповідно, теплого періоду на 20 днів. Конкретно «на місцях» 2°С можуть означати набагато більше: в Арктиці, наприклад, до кінця століття температура повітря може підвищитися на 10-12°С. Відповідно, тривалість теплого періоду може зрости на 100-120 днів, тобто майже на сезон. Такі зміни є катастрофічними для цього регіону. Для арктичних екосистем є дуже важливим, аби глобальна температура не підвищувалася більш ніж на 1,5°С.

Головна різниця між 2 і 3°С або й більше – це частота і тривалість посушливих періодів та охоплення ними величезних територій. За 2°С – лише 500 млн., а за 3  – вже 3°С млрд. людей, або третина майбутнього населення планети, страждатимуть від нестачі води.

Основною причиною росту концентрації вуглекислого газу в атмосфері є спалювання викопного палива для виробництва енергії. У такий спосіб виробляється більше 90% енергії, споживаної людиною. Щорічно людство спалює таку кількість викопного палива, яка створювалася природою більш ніж за мільйон років.

Что такое парниковый эффект?

Краткий ответ:

Парниковый эффект — это процесс, который происходит, когда газы в атмосфере Земли удерживают тепло Солнца. Этот процесс делает Землю намного теплее, чем она была бы без атмосферы. Парниковый эффект — одна из вещей, которые делают Землю комфортным местом для жизни.

Посмотрите это видео, чтобы узнать о парниковом эффекте!

Как работает парниковый эффект?

Как можно догадаться из названия, парниковый эффект работает… как оранжерея! Теплица — это здание со стеклянными стенами и стеклянной крышей.Теплицы используются для выращивания растений, таких как помидоры и тропические цветы.

Внутри теплицы остается тепло даже зимой. Днем в теплицу попадает солнечный свет, который согревает растения и воздух внутри. Ночью на улице холоднее, но внутри теплицы остается довольно тепло. Это потому, что стеклянные стены теплицы задерживают солнечное тепло.

Теплица улавливает солнечное тепло в течение дня. Его стеклянные стены задерживают солнечное тепло, благодаря чему растения в теплице остаются в тепле даже в холодные ночи.Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

.

Парниковый эффект действует примерно так же на Земле. Газы в атмосфере, такие как углекислый газ, улавливают тепло, как стеклянная крыша теплицы. Эти удерживающие тепло газы называются парниковыми газами.

Днем сквозь атмосферу просвечивает Солнце. Поверхность Земли нагревается на солнце. Ночью поверхность Земли охлаждается, возвращая тепло в воздух. Но часть тепла улавливается парниковыми газами в атмосфере.Это то, что сохраняет на нашей Земле тепло и уют в среднем 14 градусов по Цельсию.

Атмосфера Земли улавливает часть солнечного тепла, не позволяя ему уйти обратно в космос ночью. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

.

Как люди влияют на парниковый эффект?

Деятельность человека меняет естественный парниковый эффект Земли. При сжигании ископаемого топлива, такого как уголь и нефть, в нашу атмосферу попадает больше углекислого газа.

НАСА зафиксировало увеличение количества углекислого газа и некоторых других парниковых газов в нашей атмосфере.Слишком много этих парниковых газов может привести к тому, что атмосфера Земли будет улавливать все больше и больше тепла. Это заставляет Землю нагреваться.

Что снижает парниковый эффект на Земле?

Как и стеклянная оранжерея, земная оранжерея полна растений! Растения могут помочь сбалансировать парниковый эффект на Земле. Все растения — от гигантских деревьев до крошечного фитопланктона в океане — поглощают углекислый газ и выделяют кислород.

Океан также поглощает из воздуха много избыточного углекислого газа.К сожалению, повышенное содержание углекислого газа в океане изменяет воду, делая ее более кислой. Это называется закислением океана.

Более кислая вода может быть вредной для многих морских обитателей, например, некоторых моллюсков и кораллов. Потепление океанов из-за слишком большого количества парниковых газов в атмосфере также может быть вредным для этих организмов. Более теплая вода — основная причина обесцвечивания кораллов.

На этой фотографии изображен обесцвеченный мозговой коралл. Основная причина обесцвечивания кораллов — потепление океанов.Подкисление океана также отрицательно сказывается на сообществах коралловых рифов. Кредит: NOAA

.

фактов — изменение климата: жизненно важные признаки планеты

›на испанском языке

Ученые связывают тенденцию глобального потепления, наблюдаемую с середины 20-го ^{-го до} -го века, с распространением человеком «парникового эффекта» ¹ — потепления, которое возникает, когда атмосфера улавливает тепло, излучаемое с Земли в космос.

Определенные газы в атмосфере блокируют выход тепла.Долгоживущие газы, которые полупостоянно остаются в атмосфере и не реагируют физически или химически на изменения температуры, описываются как «вызывающие» изменение климата. Газы, такие как водяной пар, которые физически или химически реагируют на изменения температуры, рассматриваются как «обратная связь».

К газам, способствующим парниковому эффекту, относятся:

• Водяной пар. Самый распространенный парниковый газ, но, что немаловажно, он действует как обратная связь с климатом. Водяной пар увеличивается по мере того, как атмосфера Земли нагревается, но вместе с тем увеличивается вероятность появления облаков и осадков, что делает их одними из наиболее важных механизмов обратной связи с парниковым эффектом.

• Двуокись углерода (CO ₂ ). Небольшой, но очень важный компонент атмосферы, углекислый газ выделяется в результате естественных процессов, таких как дыхание и извержения вулканов, а также в результате деятельности человека, такой как вырубка лесов, изменение землепользования и сжигание ископаемого топлива. С начала промышленной революции люди увеличили концентрацию CO ₂ в атмосфере на 47%. Это важнейшее долгоживущее «форсирование» изменения климата.

• Метан.Углеводородный газ, производимый как из природных источников, так и в результате деятельности человека, включая разложение отходов на свалках, в сельском хозяйстве и особенно при выращивании риса, а также при переваривании жвачных животных и использовании навоза, связанном с домашним скотом. Если говорить о молекуле за молекулой, метан является гораздо более активным парниковым газом, чем углекислый газ, но также и тем, которого в атмосфере гораздо меньше.

• Закись азота. Мощный парниковый газ, производимый методами обработки почвы, особенно использованием коммерческих и органических удобрений, сжиганием ископаемого топлива, производством азотной кислоты и сжиганием биомассы.

• Хлорфторуглероды (ХФУ). Синтетические соединения полностью промышленного происхождения, используемые в ряде приложений, но в настоящее время в значительной степени регулируются в производстве и выбросе в атмосферу международным соглашением из-за их способности вносить вклад в разрушение озонового слоя. Они также являются парниковыми газами.

Недостаточно парникового эффекта: У планеты Марс очень тонкая атмосфера, почти полностью состоящая из углекислого газа. Из-за низкого атмосферного давления и почти полного отсутствия метана или водяного пара для усиления слабого парникового эффекта Марс имеет в значительной степени замороженную поверхность, на которой нет никаких признаков жизни. Слишком сильный парниковый эффект: Атмосфера Венеры, как и Марса, почти полностью состоит из углекислого газа. Но на Венере в атмосфере примерно в 154 000 раз больше углекислого газа, чем на Земле (и примерно в 19 000 раз больше, чем на Марсе), что создает безудержный парниковый эффект и температуру поверхности, достаточную для плавления свинца.

На Земле деятельность человека меняет естественную теплицу. За последнее столетие сжигание ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть, увеличило концентрацию двуокиси углерода в атмосфере (CO ₂ ).Это происходит потому, что в процессе сжигания угля или масла углерод с кислородом воздуха соединяется с образованием CO ₂ . В меньшей степени расчистка земель для сельского хозяйства, промышленности и другой деятельности человека увеличила концентрацию парниковых газов.

Последствия изменения естественного парникового эффекта в атмосфере трудно предсказать, но некоторые эффекты кажутся вероятными:

• В среднем Земля потеплеет. Некоторые регионы могут приветствовать более высокие температуры, а другие — нет.

• Более теплые условия, вероятно, приведут к большему испарению и выпадению осадков в целом, но отдельные регионы будут отличаться, некоторые из них станут более влажными, а другие более сухими.

• Более сильный парниковый эффект нагреет океан и частично растает ледники и ледяные щиты, повышая уровень моря. Вода в океане также расширится, если нагреется, что еще больше повысит уровень моря.

• За пределами теплицы более высокие уровни содержания двуокиси углерода в атмосфере (CO ₂ ) могут иметь как положительные, так и отрицательные последствия для урожайности сельскохозяйственных культур.Некоторые лабораторные эксперименты показывают, что повышенный уровень CO ₂ может увеличить рост растений. Однако другие факторы, такие как изменение температуры, озона, воды и ограничений по питательным веществам, могут более чем противодействовать любому потенциальному увеличению урожайности. Если оптимальные температурные диапазоны для некоторых культур превышаются, возможный ранее прирост урожая может быть снижен или полностью обращен вспять.

  Экстремальные климатические явления, такие как засухи, наводнения и экстремальные температуры, могут привести к потере урожая и поставить под угрозу средства к существованию сельскохозяйственных производителей и продовольственную безопасность сообществ во всем мире.В зависимости от урожая и экосистемы, сорняки, вредители и грибы также могут процветать при более высоких температурах, более влажном климате и повышенных уровнях CO ₂ , а изменение климата, вероятно, приведет к увеличению количества сорняков и вредителей.

  Наконец, хотя повышение CO ₂ может стимулировать рост растений, исследования показали, что он также может снизить питательную ценность большинства пищевых культур за счет снижения концентрации белка и основных минералов в большинстве видов растений. Изменение климата может вызвать появление новых видов вредителей и болезней, влияющих на растения, животных и людей, и создавая новые риски для продовольственной безопасности, безопасности пищевых продуктов и здоровья человека. ²

Роль человеческой деятельности

В своем Пятом оценочном докладе Межправительственная группа экспертов по изменению климата, группа из 1300 независимых научных экспертов из стран всего мира под эгидой Организации Объединенных Наций, пришла к выводу, что с вероятностью более 95% деятельность человека за последние 50 годы согрели нашу планету.

Промышленная деятельность, от которой зависит наша современная цивилизация, повысила уровень углекислого газа в атмосфере с 280 частей на миллион до 414 частей на миллион за последние 150 лет.Группа также пришла к выводу, что вероятность того, что произведенные человеком парниковые газы, такие как углекислый газ, метан и закись азота, превышает 95 процентов, вызвала большую часть наблюдаемого повышения температуры Земли за последние 50 лет.

Полный отчет группы «Резюме для политиков» размещен по адресу https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_summary-for-policymakers.pdf .

Солнечное излучение

На приведенном выше графике сравниваются глобальные изменения температуры поверхности (красная линия) и энергия Солнца, которую Земля получает (желтая линия) в ваттах (единицах энергии) на квадратный метр с 1880 года.Более светлые / более тонкие линии показывают годовые уровни, а более жирные / более толстые линии показывают средние тенденции за 11 лет. Средние значения за одиннадцать лет используются для уменьшения годового естественного шума в данных, делая основные тенденции более очевидными.

Количество солнечной энергии, которую получает Земля, соответствует естественному 11-летнему циклу Солнца, состоящему из небольших подъемов и падений, без какого-либо чистого увеличения с 1950-х годов. За тот же период глобальная температура заметно повысилась. Поэтому крайне маловероятно, что Солнце вызвало наблюдаемую тенденцию глобального потепления за последние полвека.Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калтех.

Разумно предположить, что изменения в выработке энергии Солнцем вызовут изменение климата, поскольку Солнце является основным источником энергии, который управляет нашей климатической системой.

Действительно, исследования показывают, что изменчивость солнечной активности сыграла роль в прошлых изменениях климата. Например, считается, что снижение солнечной активности в сочетании с увеличением вулканической активности способствовало возникновению Малого ледникового периода примерно между 1650 и 1850 годами, когда Гренландия остыла с 1410 до 1720-х годов и в Альпах поднялись ледники.

Но несколько линий доказательств показывают, что нынешнее глобальное потепление нельзя объяснить изменениями энергии Солнца:

• С 1750 года среднее количество энергии, исходящей от Солнца, либо оставалось постоянным, либо немного увеличивалось.

• Если бы потепление было вызвано более активным Солнцем, то ученые ожидали бы увидеть более высокие температуры во всех слоях атмосферы. Вместо этого они наблюдали похолодание в верхних слоях атмосферы и потепление на поверхности и в нижних частях атмосферы.Это потому, что парниковые газы удерживают тепло в нижних слоях атмосферы.

• Климатические модели, которые включают изменения солнечного излучения, не могут воспроизвести наблюдаемую тенденцию температуры за последнее столетие или более без учета роста парниковых газов.

Наблюдаемые изменения в нашей климатической системе

Австралия уже испытывает воздействие изменения климата, особенно изменений, связанных с повышением температуры, частотой и интенсивностью волн тепла, опасными погодными условиями, связанными с пожарами и засухой.Климатические наблюдения и прогнозы на будущее показывают, что эти изменения исторического климата являются постоянными и долгосрочными и что их нельзя объяснить естественной изменчивостью (хотя они действительно взаимодействуют с лежащей в основе естественной изменчивостью).

С конца 1800-х годов температура воздуха во всем мире повысилась примерно на 1,1 градуса Цельсия, и с этого момента современная метеорологическая запись считается широко распространенной и достаточно надежной, чтобы ее можно было включить в глобальный синтез. Большая часть потепления с 1880 года по настоящее время произошла с 1970-х годов.Наблюдаемое повышение температуры произошло по всему миру, при этом повышение температуры зафиксировано на всех континентах и ​​в океане. 2016 год был самым теплым годом в мире с 1880 года. 2015 и 2017 годы были вторыми самыми теплыми годами за всю историю наблюдений во всем мире.

В Австралии среднегодовая температура воздуха повысилась примерно на 1 градус Цельсия с 1910 года (когда начался наш рекорд температуры приземного воздуха), и каждое десятилетие было теплее, чем предыдущее десятилетие с 1950-х годов (рис. 1).

Рис. 1. Аномалия среднегодовой температуры воздуха для Австралии за период 1910-2017 гг. Среднегодовая температура воздуха повысилась примерно на 1 градус Цельсия с 1910 года (когда начался наш рекорд температуры приземного воздуха), и каждое десятилетие было теплее, чем предыдущее десятилетие с 1950-х годов.

Источник: Бюро метеорологии, под лицензией Creative Commons Attribution Australia.

В Австралии наблюдается уменьшение количества дней с температурой ниже среднего и увеличение количества дней с температурой выше среднего, при этом количество рекордно жарких дней, наблюдаемых с 1960 года, более чем в два раза превышает норму.

Продолжительность, частота и интенсивность волн тепла (определяемых как три или более дней высоких максимальных и минимальных температур, которые необычны для этого места) увеличились на большей части территории Австралии. Среднемесячные максимальные и минимальные температуры увеличились, и поэтому экстремальные температуры возникают при более высоких температурах.

Семь из десяти самых теплых лет в истории Австралии приходятся на период с 2005 года, а в Австралии за последнее десятилетие было всего на один более прохладный год, чем в среднем (2011 год).Самым теплым годом за всю историю наблюдений в Австралии был 2013 год, когда средняя температура была на 1,2 ° C выше среднего показателя за 1961–1990 годы. Тенденция к потеплению проявляется на фоне годовой изменчивости климата, в основном связанной с явлениями Эль-Ниньо и Ла-Нинья в тропической зоне Тихого океана.

Одним из самых ярких индикаторов изменения климата является количество тепла, накопленного в Мировом океане. Теплосодержание океанов увеличилось за последние десятилетия и составляет более 90 процентов от общего количества тепла, улавливаемого добавленными парниковыми газами и накапливаемого сушей, воздухом и океаном с 1970-х годов.Потепление океана продолжается, особенно в верхней части океана на несколько сотен метров. В австралийском регионе средняя температура поверхности моря за каждое десятилетие с 1900 г. была выше, чем в предыдущее десятилетие (рис. 2).

Рис. 2. Десятилетние изменения температуры поверхности моря. В австралийском регионе средняя температура поверхности моря за каждое десятилетие с 1900 года была выше, чем в предыдущее десятилетие.

Источник: Бюро метеорологии, под лицензией Creative Commons Attribution Australia.

Температура поверхности моря вокруг Австралии существенно повысилась и в последние годы остается стабильно высокой. Шесть самых теплых температур поверхности моря в австралийском регионе включают каждый из последних четырех лет — 2013, 2014, 2015 и 2016 годы. В 2016 году разница со средней температурой поверхности моря для австралийского региона была самой высокой за всю историю наблюдений (с 1900 года). , Что на 0,73 ° C выше среднего показателя за 1961–1990 годы.

Имеются явные доказательства того, что уровень моря поднялся в результате изменения климата, на основе наблюдений с помощью мареографов, измерений климата в прошлом и спутниковых измерений.Уровень мирового океана поднялся на 0,19 м с начала 20 века. Глобальный уровень моря повышался в среднем на 1,8 миллиметра в год в период с 1961 по 2003 год. Этот темп увеличился примерно до 3,4 миллиметра в год с 1993 по 2015 год.

Скорость повышения уровня моря неодинакова по всему земному шару и меняется от года к году. Например, скорость повышения уровня моря в регионе Австралии различается из-за значительных сезонных изменений океанских течений, преобладающих ветров, оседания и подъема суши.В среднем уровень моря вокруг Австралии повысился в соответствии с глобальным повышением уровня моря. Наибольшая скорость повышения уровня моря в районе Австралии наблюдается к северу и западу от континента и на побережье Нового Южного Уэльса (рис. 3).

Рис. 3. Скорость повышения уровня моря вокруг Австралии по данным спутниковых наблюдений с 1993 по 2015 год. Скорость повышения уровня моря меняется от года к году и в пространстве. Частично это происходит из-за естественной изменчивости климатической системы под влиянием таких влияний, как Эль-Ниньо и Ла-Нинья.В среднем уровень моря вокруг Австралии повысился в соответствии с глобальным повышением уровня моря. Наибольшая скорость повышения уровня моря в районе Австралии наблюдается к северу и западу от континента и на побережье Нового Южного Уэльса.

Источник: CSIRO , Состояние климата, 2016 г.

Меняются и океанические течения, особенно в Южном океане. Исследования показали, что самая глубокая океанская вода в Антарктике, которая обычно является самой холодной водой, с 1980-х годов нагрелась и стала менее соленой.Мировые глубоководные океанические течения играют решающую роль в переносе тепла по планете, регулируя тем самым климат. Нагревание этих токов изменяет их способность выполнять эту функцию.

Еще одно серьезное воздействие увеличения концентрации двуокиси углерода в атмосфере — подкисление океана. Около четверти углекислого газа, производимого людьми, поглощается океанами. Когда углекислый газ растворяется в морской воде, он образует угольную кислоту, делая океан более кислым.Есть первые признаки того, что некоторые морские организмы уже подвергаются воздействию подкисления океана.

Многие морские виды, которые имеют низкую мобильность или полагаются на определенные среды обитания или узкие диапазоны температур для выживания, такие как морские растения, кораллы и другие беспозвоночные, могут оказаться не в состоянии переехать в новые или более подходящие места обитания. Если они не могут двигаться, то по мере того, как океаны становятся теплее и кислотнее, этим организмам становится все труднее эволюционировать достаточно быстро, чтобы популяции оставались жизнеспособными.Для тех морских организмов, которые образуют раковины или тела минералов карбоната кальция (например, моллюски и кораллы), им также становится труднее осаждать минералы, которые им необходимы, из морской воды для поддержания и роста своего тела.

Первоначально эти изменения, вероятно, окажут наибольшее воздействие на морскую среду, такую ​​как коралловые рифы и экосистемы Арктики и Антарктики. В конечном итоге почти все водные экосистемы будут затронуты растущими уровнями потепления и закисления океана, если выбросы парниковых газов не будут ограничены и обращены вспять.

Экстремальные погодные и климатические явления серьезно влияют на нашу экономику, общество и окружающую среду. К экстремальным погодным явлениям относятся волны тепла, лесные пожары, тропические циклоны, похолодания, сильные дожди, включая внезапные наводнения, и засухи.

Появляется все больше свидетельств того, что частота и интенсивность многих типов экстремальных погодных явлений меняются. Чрезвычайно жаркие дни в Австралии становятся все жарче, причем с 1990-х годов частота очень жарких (выше 40 ° C) дневных температур повышается (рис. 4).

Рис. 4. Количество дней в году, когда среднесуточная средняя температура в Австралии является экстремальной. Крайними днями считаются дни, превышающие 99-й процентиль каждого месяца с 1910 по 2015 год. Эти экстремальные явления обычно происходят на большой территории, при этом более 40 процентов территории Австралии имеют самые высокие температуры в 10 процентов в течение этого месяца. Частота очень высоких (выше 40 ° C) дневных температур увеличивается с 1990-х годов.

Источник: Бюро метеорологии, под лицензией Creative Commons Attribution Australia.

Кроме того, с 1970-х годов наблюдалось увеличение экстремальных погодных условий и продолжительности пожарного сезона на большей части территории Австралии с быстрым увеличением в конце 1990-х — начале 2000-х годов во многих местах на юго-востоке Австралии.

Отдельные экстремальные явления происходят в результате ряда климатических факторов. Растущее количество исследований дает оценки относительного вклада естественной изменчивости и антропогенного (антропогенного) изменения климата в отдельные экстремальные явления.Например, в исследовании, проведенном Центром передового опыта в области климатических систем ARC, была проанализирована рекордная жара и рекордно малое количество осадков зимой 2017 года. Было обнаружено, что условия были в 60 раз более вероятными из-за изменения климата, чем они были бы в противном случае.

Понимание влияний на такие события помогает нам лучше понять, как и почему меняются экстремальные явления, и позволяет нам планировать будущие воздействия этих событий в Австралии.

Характер выпадения осадков меняется по всему миру.Исследования показывают, что глобальный водный цикл усиливается с потеплением климата, а это означает, что влажные районы, вероятно, станут более влажными, а засушливые регионы будут более сухими в ответ на изменение климата.

Количество осадков в Австралии сильно различается. Среднее годовое количество осадков немного увеличилось с 1900 года, причем с 1970 года значительно увеличилось на северо-западе Австралии. Тенденции количества осадков за последние десятилетия включают:

• Повышенное количество весенних и летних муссонов на севере
На
• больше, чем обычно, количество осадков в центре
• уменьшилось количество осадков поздней осенью и зимой на юге.

Сигналом изменения климата является наблюдаемое долгосрочное сокращение количества осадков в прохладный сезон на юге Австралии, которое значительно снизилось с 1970-х годов на юго-западе Западной Австралии (17 процентов) и с середины 1990-х годов в юго-восточной Австралии. Юго-восточная Австралия испытала самый стойкий дефицит осадков в период с 1997 по 2009 год с тех пор, как в начале 20 века начались рекорды.

Более подробная информация об общих воздействиях на климат в Австралии представлена ​​в отчете «Состояние климата 2016» или на веб-сайте «Изменение климата в Австралии».

Изменение климата в будущем | Министерство сельского хозяйства, водных ресурсов и окружающей среды

Наш климат уже изменился, и возможны дальнейшие изменения, поскольку концентрация парниковых газов продолжает расти. Лица, принимающие решения, полагаются на основанные на моделях сценарии будущего климата для обоснования решений по планированию.

Национальные прогнозы изменения климата: изменение климата в Австралии

Полный набор климатических прогнозов, разработанных для Австралии, доступен на веб-сайте «Изменение климата в Австралии», выпущенном CSIRO и Бюро метеорологии в начале 2015 года.

В прогнозах изменения климата используется до 40 моделей глобального климата, основанных на четырех сценариях выбросов парниковых газов и аэрозолей, и они представлены для восьми регионов Австралии, на которые изменение климата по-разному повлияет. Результаты были подготовлены для 21 климатической переменной (как на суше, так и в океане) и для четырех 20-летних периодов времени (сосредоточенные на 2030, 2050, 2070 и 2090 годах).

Веб-сайт включает 14 интерактивных инструментов для изучения данных на разных уровнях сложности, чтобы помочь улучшить доступность, удобство использования и актуальность прогнозов для австралийской общественности.Инструменты варьируются от Регионального обозревателя изменения климата, инструмента, который представляет отчеты о прогнозируемых изменениях для каждого региона, до средства загрузки данных прогнозов, инструмента «Будущее климата». Изменение климата в Австралии имеет «Климатический кампус», где можно больше узнать о климатологии и использовать прогнозы при оценке воздействия изменения климата.

Глобальные климатические прогнозы

Новые глобальные прогнозы были выпущены в рамках публикации Пятого оценочного доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) в 2013 и 2014 годах.

В Пятом оценочном отчете МГЭИК говорится, что «влияние человека было обнаружено в потеплении атмосферы и океанов, в изменениях в глобальном круговороте воды, в сокращении количества снега и льда, в повышении среднего глобального уровня моря и в изменениях некоторых климатических условий. крайности ». В отчете указано, что:

• Согласно прогнозам, средняя глобальная температура повысится с 0,3–1,7 градуса Цельсия в сценариях с низким уровнем выбросов до 2,6–4,8 градуса по Цельсию в сценариях с высоким уровнем выбросов;
• Ожидается, что жаркие дни и волны тепла станут более частыми, а холодные — реже;
• Согласно прогнозам, количество осадков увеличится в высоких широтах и ​​вблизи экватора и уменьшится в регионах субтропиков, хотя региональные изменения могут отличаться от этой модели.Прогнозируется, что экстремальные осадки станут более интенсивными и частыми в большинстве регионов; и
• Прогнозируется, что повышение глобального среднего уровня моря увеличится с 26-55 см в сценариях с низким уровнем выбросов до 45-86 см в сценариях с высокими выбросами к 2080-2100 годам по сравнению с 1986-2005 годами. После 2100 года уровень моря продолжит повышаться и может повыситься на 1-3 метра, в зависимости от будущих глобальных уровней выбросов.

В Австралии CSIRO и Бюро метеорологии составляют прогнозы климата Австралии.Последние прогнозы были опубликованы в 2015 году и доступны на веб-сайте «Изменение климата в Австралии». Эти прогнозы содержат более подробную разбивку прогнозов Австралии по регионам, чем любые предыдущие прогнозы.

Государственные агентства подготовили более локализованные прогнозы для некоторых районов Австралии. Их можно получить по номеру:

Дополнительная информация

Лаборатория глобального мониторинга ESRL — образование и информационно-пропагандистская деятельность

1. Образование и информационно-пропагандистская деятельность
2. Набор инструментов из углеродного волокна
3. Основы углеродного цикла

Атмосфера Земли

Источник: НАСА.

Большая часть атмосферы Земли состоит из смеси только несколько газов — азот, кислород и аргон; вместе эти три газа составляют более 99.5% всех молекул газа в Атмосфера. Эти газы, которые наиболее обильный в атмосфере практически не влияют на нагревание Земли и ее атмосферу, так как они не впитывают видимый или же инфракрасное излучение. Однако есть второстепенные газы, которые составляют лишь небольшую часть атмосфера (около 0,43% всех молекул воздуха, большая часть которых — вода пар с концентрацией 0,39%), которые действительно поглощают инфракрасное излучение. Эти «следовые» газы вносят существенный вклад в нагревание поверхности и атмосферы Земли из-за их способности сдерживать инфракрасное излучение, излучаемое Земля (подробнее о парниковом эффекте см. Ниже).Поскольку эти следы газы воздействуют на Землю подобно парниковому эффекту, они упоминаются как Парниковые газы или парниковые газы.

Состав сухой атмосферы Земли (по состоянию на 2009 г.)

Азот	78,1%
Кислород	20,9%
Аргон	.9%
Двуокись углерода	0,039%
Метан	.00018%
Закись азота	.000032%
Гексафторид серы	.00000000067%

Водяной пар является наиболее важным парниковым газом, поскольку в глобальном масштабе он является наиболее распространенным из этих газов, хотя в каждом конкретном месте он колеблется от 0 до 3%.NOAA Группа углеродных парниковых газов (CCGG) обеспокоен изобилием многих других парниковых газов, поскольку у людей преобладает роль в повышении концентрации этих газов в атмосфере. Газы, измеряемые CCGG, включают: углекислый газ (второй по значимости ПГ), метан оксид азота, гексафторид серы, озон и некоторые другие. Пока эти газы составляют лишь крошечную часть очень большой атмосферы Земли, их количества достаточно, чтобы поглотить большую часть инфракрасный свет в атмосфере.

Влияние парниковых газов

Двуокись углерода (CO ₂ ) бесцветный газ без запаха, состоящий из молекул, состоящих из два атома кислорода и один атом углерода. Производится углекислый газ когда органическое соединение углерода (например, дерево) или окаменелость органическая материя, (например, уголь, нефть или природный газ) сжигается в присутствии кислород. Углекислый газ удаляется из атмосферы углеродом. диоксид «тонет», таких как поглощение морской водой и фотосинтез обитающий в океане планктон и наземные растения, включая леса и луга.Однако морская вода также источник, CO ₂ в атмосферу вместе с наземными растениями, животными и почвой, когда CO ₂ выделяется во время дыхания.

---

Метан (CH ₄ ) бесцветный нетоксичный газ без запаха, состоящий из молекул состоит из четырех атомов водорода и одного атома углерода. Метан горючий, и это основная составляющая природного газа-а ископаемое топливо. Метан выделяется при разложении органических веществ в низко кислородные среды.К природным источникам относятся водно-болотные угодья, болота. и болота, термиты и океаны. Человеческие источники включают добыча ископаемого топлива и транспортировка природного газа, пищеварительные процессы у жвачных животных, таких как крупный рогатый скот, рис рисовые поля и захороненные отходы на свалках. Большая часть метана расщепляется вниз в атмосферу, реагируя с небольшими очень реактивными молекулы, называемые гидроксильными (ОН) радикалами.

---

Закись азота (N ₂ O) бесцветный негорючий газ со сладковатым запахом, обычно известный как «веселящий газ», и иногда используется как анестетик.Закись азота естественным образом образуется в океанах и в тропических лесах. Искусственные источники закиси азота включают использование удобрений в сельском хозяйстве, производство нейлона и азотной кислоты, автомобили с катализаторами и сжиганием органических веществ. Закись азота расщепляется в атмосфере химическим путем. реакции, вызванные солнечным светом.

---

Гексафторид серы (SF ₆ ) является чрезвычайно сильным парниковым газом. SF ₆ очень стойкий, время жизни в атмосфере более тысяча лет.Таким образом, относительно небольшое количество SF ₆ может иметь значительное долгосрочное влияние на глобальное изменение климата. SF ₆ создан человеком, и основным пользователем SF ₆ это электроэнергетика. Из-за своей инертности и диэлектрические свойства, это предпочтительный газ в отрасли для электрическая изоляция, прерывание тока и гашение дуги (до предотвращение пожаров) при передаче и распределении электричество. SF ₆ широко используется в высоковольтных выключателях и распределительные устройства и в промышленности литья металлического магния.

Парниковый эффект

Источник: Барб Делуизи, NOAA

.

Многие атмосферные следовые газы, несмотря на их относительно небольшое количество, имеют значительное влияние на земные климат из-за явления, называемого «Парниковый эффект».

Солнце в конечном итоге управляет климатом Земли, излучая энергию в виде солнечного света. Солнечный свет — это солнечное излучение в основном в виде видимого и солнечного света. меньшая часть как ультрафиолетовый (УФ) энергия. Это тоже называется коротковолновым излучением.Облака и поверхность Земли отражают часть этой приходящей солнечной радиации возвращается в космос (примерно 30%), некоторое количество (в основном УФ) поглощается атмосферой (около 20%), а оставшаяся половина поглощается земными поверхность. Солнечный свет, поглощаемый поверхностью Земли, нагревает поверхность.

Источник: Барб Делуизи, NOAA

.

Солнечная энергия, которая был поглощен поверхностью Земли, затем испускается в другом форма. Поскольку Земля намного холоднее Солнца, она излучает слабее излучение с большей длиной волны в инфракрасном диапазоне.Некоторые из это инфракрасное излучение беспрепятственно проходит через атмосферу, но большая часть поглощается парниковыми газами, а затем повторно выбрасывается во всех направления — в космос, к другим молекулам парниковых газов и обратно к Поверхность Земли. Таким образом, парниковые газы блокируют большую часть инфракрасного излучения. излучение в атмосфере, которое в противном случае вышло бы напрямую в космос.

Этот процесс естественный и полезный, так как он поддерживает благоприятные условия жизни для земных микробов, животных и жителей растений.Средняя мировая температура составляет 14 ° C. (57 ° F), что примерно на 33 ° C (59 ° F) теплее, чем температуры были бы без атмосферы и парниковых газов. Из-за их способность поглощать инфракрасное излучение, молекулы парниковых газов обладают существенное влияние на климат Земли, выступая в качестве барьера для спасаясь от «жары».

Более века ученые поняли, что концентрации атмосферных газов могут существенно влияют на климат Земли посредством этого процесса. Ученые измеряют содержание парниковых газов в атмосфере более 50 лет.Чарльз Килинг начал непрерывные измерения CO ₂ концентрации в 1958 году и другие, в том числе ученые NOAA, последовал вскоре после этого. Сегодня существует однозначная научная свидетельство того, что содержание этих газов увеличивается в Атмосфера. Доказательства включают десятилетия тщательно откалиброванных, глобальных измерения этих следовых газов в сочетании с измерениями «старый» воздух, сохранившийся в пузырьках в ледяных кернах и измерения углерода изотопы, в годичных кольцах (из прошлого атмосферный CO ₂ можно восстановить).Это увеличение атмосферные парниковые газы оказывают значительное влияние на климат Земли потому что входящая и исходящая радиация Земли не сбалансирована — что заставляет климат измениться.

Источник: Барб Делуизи, NOAA

.

В качестве концентраций увеличивается количество парниковых газов в атмосфере, тем больше инфракрасного излучения поглощается и меньше уходит прямо в космос, что приводит к усилению потепление. Это называется Усиленный парниковый эффект.

Примечание: это атмосферное процесс называется парниковым эффектом, поскольку оба атмосфера и теплица действуют таким образом, чтобы сохранять энергию как нагревать.Однако это несовершенная аналогия. Теплица работает в первую очередь за счет предотвращения появления теплого воздуха (нагретого поступающим солнечным излучением) близко к земле от подъема из-за конвекция тогда как атмосферный парниковый эффект работает, предотвращая инфракрасное излучение потеря в космос. Несмотря на эту тонкую разницу, мы ссылаемся на это атмосферный процесс как парниковый эффект и эти газы как Парниковые газы из-за их роли в нагревании Земли.

Углеродный цикл

парниковых газов, CO ₂ вызывает наибольшее беспокойство, поскольку вносит наибольший вклад в Усиленный парниковый эффект и изменение климата.По этой причине ученые (из NOAA и других организаций) изучают этот молекулы осторожно и пытаясь количественно оценить ее содержание в атмосферу и отслеживать, как и почему она меняется. СО ₂ молекула участвует в сложной серии процессов, называемых Углеродный цикл, где углерод атом в молекуле перемещается между множеством различных естественных водоемов. Как углерод передан между резервуары, процессы, которые выделяют CO ₂ в атмосферу называются источниками, а процессы, которые удаляют CO ₂ из атмосферы называют стоками.

Углерод постоянно обменивается и перерабатывается в резервуарах за счет естественного процессы. Эти процессы происходят с разной скоростью, начиная от краткосрочные колебания, которые происходят ежедневно и сезонно до очень долгосрочные циклы, которые происходят в течение сотен миллионов лет. Для Например, существует четкий сезонный цикл атмосферного CO ₂ как растения фотосинтезировать в период вегетации, удаляя большие количества CO ₂ . Дыхание (с обоих заводов и животные) и разложение листьев, корней и органических соединения выделяют CO ₂ обратно в атмосферу.По шкале охватывая десятилетия и столетия, уровни CO ₂ колеблются постепенно между океаном и атмосферными резервуарами, как океан происходит перемешивание (между поверхностными и глубинными водами) и поверхность водообмен CO ₂ с атмосферой. Также имеют место гораздо более длительные циклы в масштабе геологическое время, из-за отложений и выветривания карбонатных и силикатных пород. Карбонатные породы, такие как известняк, образованы из раковин морских организмы захоронены на дне океана, и они химически разрушены реакцией с CO ₂ (помните, что CO ₂ смешанный с водой — кислота) в воздухе и в почве.Силикатная порода реагирует с карбонатными породами глубоко под землей с добычей газа CO ₂ выходит из вулканов. Ископаемое топливо составляют относительно небольшую часть этих естественных геологических циклов.

Углеродные резервуары и биржа

В масштабах большинства интерес для людей (от лет к десятилетиям до столетий) атмосфера обменивается углеродом с тремя основными резервуарами: земная биосфера, океаны и ископаемое топливо.

Источник: NOAA

Наземная биосфера

Источник: NOAA

Земное биосфера определяет часть земной системы, которая поддерживает организмы, живущие на суше, включая растения, животных, почву микробы и разлагающийся органический материал.Поскольку углерод является основным компонент органических молекул, которые являются строительными блоками для всех жизни, большое количество органического материала хранится в земных Биосфера — это один из основных резервуаров углерода. Кроме того, сезонный обмен большого количества углерода между земная биосфера и атмосфера. Наземные биржи (или «потоки» ) являются результатом организмов, живущих в земной биосферы, и они, естественно, включают как источники, так и тонет. Некоторые из основных источников земной биосферы CO в атмосфере ₂ включая дыхание сушей биота (растения, животные, микроорганизмы, люди и т. д.), а также сжигание и разложение органического материала.Удаление CO из атмосферы ₂ Земной биосферой происходит через фотосинтез. Растения использовать CO ₂ из атмосферы для создания пищи в виде органическое вещество, которое, в свою очередь, становится пищей для микробов, грибов, насекомые и высшие организмы. Человеческая деятельность имеет значительную влияние на способность земной биосферы удалять или выделять углекислый газ через такие практики, как вырубка леса и другие формы землеустройства.

Океаны

Источник: NOAA

Мировой океан непрерывно обмен CO ₂ с атмосферой.Из-за большой площади площадь океанов и высокая растворимость углекислого газа в воде (что создает угольная кислота ) океаны хранят очень большие количество углерода — примерно в 50 раз больше, чем в атмосфере или земная биосфера. Каждый год часть этого углерода выбрасывается в атмосферу, и такое же количество возвращается обратно в океанов (хотя эти два процесса могут происходить в разных частях Мировой океан). Кроме того, организмы внутри морская биосфера фотосинтезировать и дышать CO ₂ .Из-за низкая скорость перемешивания поверхностных и глубоководных вод океана, только поверхностные воды ответственны за краткосрочные изменения атмосферного СО ₂ . Поскольку концентрация CO в атмосфере ₂ увеличивается, сток океана также немного увеличивается. Океаны будут в конечном итоге поглотить большую часть CO ₂ , выделяемого из человеческая деятельность, но это займет тысячи лет. CO ₂ в форме угольной кислоты является слабой кислотой, и существуют глубокие последствия для морских экосистем из-за повышения кислотности океаны.

Ископаемое топливо

Источник: EPA.

В течение миллионы лет, как биомасса от мертвых растений и микроорганизмов накапливались в отложениях и подвергались воздействию высоких температур и Давление глубоко под поверхностью Земли, органические остатки от биосфера (как наземные, так и морские) были преобразованы в ископаемое топливо (уголь, нефть и природный газ). Однако поскольку начало Индустриальная революция в 1800-х годах люди сжигали это ископаемое топливо, высвобождая из них углерод обратно в атмосферу как CO ₂ .Процессы, которые потребовали миллионы лет на удаление углерода из биосферы были перевернуты так, что тот же углерод высвобождается в беспрецедентные темпы в результате деятельности человека. CO в атмосфере ₂ уровней увеличились на 38% [по состоянию на 2009 год] с тех пор, как Доиндустриальный раз и выше, чем когда-либо за последние 800 000 лет.

В настоящее время атмосферный Уровни CO ₂ продолжают расти ускоренными темпами по мере того, как люди сжигают ископаемое топливо с возрастающей скоростью.Говоря человеческим языком, CO ₂ выбрасывается при сгорании ископаемого топлива (вместе с цементом производства и другой деятельности человека) остается «навсегда» из-за к стабильности и долговечности CO ₂ в пределах атмосфера и океаны. Это будет иметь серьезные последствия для Система Земля, как результирующий радиационный дисбаланс из-за Улучшенного Парниковый эффект заметно изменит глобальный климат на от веков до тысячелетий.

Источник: Боден Т.А., Дж. Марланд и Р.Дж. Андрес. 2009.
Центр анализа информации по двуокиси углерода, Национальная лаборатория Ок-Ридж,
Министерство энергетики США, Ок-Ридж, Теннесси, США

(Щелкните график, чтобы просмотреть изображение в полном размере)

Обзор парниковых газов | Выбросы парниковых газов (ПГ)

Общие выбросы в США в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн CO _{эквивалента 2} (без земельного сектора). Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

Изображение большего размера для сохранения или печати Газы, улавливающие тепло в атмосфере, называются парниковыми газами.В этом разделе представлена ​​информация о выбросах и удалении основных парниковых газов в атмосферу и из нее. Для получения дополнительной информации о других факторах воздействия климата, таких как черный углерод, посетите страницу «Индикаторы изменения климата: воздействие на климат».

6,457 миллионов метрических тонн CO

₂ : Что это означает?

Объяснение единиц:

Один миллион метрических тонн равен примерно 2,2 миллиардам фунтов или 1 триллиону граммов.Для сравнения: небольшой автомобиль, вероятно, будет весить чуть больше 1 метрической тонны. Таким образом, миллион метрических тонн примерно равен массе 1 миллиона небольших автомобилей!

В реестре США используются метрические единицы для согласованности и сопоставимости с другими странами. Для справки: метрическая тонна немного больше (примерно на 10%), чем американская «короткая» тонна.

Выбросы парниковых газов часто измеряются в эквиваленте двуокиси углерода (CO ₂ ). Чтобы преобразовать выбросы газа в эквивалент CO ₂ , его выбросы умножаются на потенциал глобального потепления (GWP) газа.ПГП учитывает тот факт, что многие газы более эффективно нагревают Землю, чем CO ₂ на единицу массы.

Значения GWP, отображаемые на веб-страницах по выбросам, отражают значения, используемые в реестре США, которые взяты из Четвертого оценочного отчета МГЭИК (AR4). Для дальнейшего обсуждения ПГП и оценки выбросов ПГ с использованием обновленных ПГП см. Приложение 6 Реестра США и обсуждение ПГП МГЭИК (PDF) (106 стр., 7,7 МБ). Выход

• : Двуокись углерода попадает в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива (угля, природного газа и нефти), твердых отходов, деревьев и других биологических материалов, а также в результате определенных химических реакций (например,г., производство цемента). Углекислый газ удаляется из атмосферы (или «улавливается»), когда он поглощается растениями как часть биологического цикла углерода.
• : Метан выделяется при добыче и транспортировке угля, природного газа и нефти. Выбросы метана также возникают в результате животноводства и других методов ведения сельского хозяйства, землепользования и разложения органических отходов на полигонах твердых бытовых отходов.
• : Закись азота выделяется в результате сельскохозяйственной деятельности, землепользования, промышленной деятельности, сжигания ископаемого топлива и твердых отходов, а также при очистке сточных вод.
• : Гидрофторуглероды, перфторуглероды, гексафторид серы и трифторид азота являются синтетическими мощными парниковыми газами, которые выбрасываются в результате различных промышленных процессов. Фторированные газы иногда используются в качестве заменителей стратосферных озоноразрушающих веществ (например, хлорфторуглеродов, гидрохлорфторуглеродов и галонов). Эти газы обычно выбрасываются в меньших количествах, но поскольку они являются мощными парниковыми газами, их иногда называют газами с высоким потенциалом глобального потепления («газы с высоким ПГП»).

Воздействие каждого газа на изменение климата зависит от трех основных факторов:

Сколько находится в атмосфере?

Концентрация или изобилие — это количество определенного газа в воздухе. Более высокие выбросы парниковых газов приводят к более высоким концентрациям в атмосфере. Концентрации парниковых газов измеряются в частях на миллион, частях на миллиард и даже частях на триллион. Одна часть на миллион эквивалентна одной капле воды, растворенной примерно в 13 галлонах жидкости (примерно в топливном баке компактного автомобиля).Чтобы узнать больше о возрастающих концентрациях парниковых газов в атмосфере, посетите страницу «Индикаторы изменения климата: атмосферные концентрации парниковых газов».

Как долго они остаются в атмосфере?

Каждый из этих газов может оставаться в атмосфере в течение разного времени, от нескольких лет до тысяч лет. Все эти газы остаются в атмосфере достаточно долго, чтобы хорошо перемешаться, а это означает, что количество, измеряемое в атмосфере, примерно одинаково во всем мире, независимо от источника выбросов.

Насколько сильно они влияют на атмосферу?

Некоторые газы более эффективны, чем другие, согревая планету и «сгущают земное покрывало».

Для каждого парникового газа был рассчитан потенциал глобального потепления (ПГП), отражающий, как долго он в среднем остается в атмосфере и насколько сильно он поглощает энергию. Газы с более высоким ПГП поглощают больше энергии на фунт, чем газы с более низким ПГП, и, таким образом, вносят больший вклад в нагревание Земли.

Примечание. Все оценки выбросов взяты из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Начало страницы

Выбросы двуокиси углерода

Двуокись углерода (CO ₂ ) является основным парниковым газом, выбрасываемым в результате деятельности человека. В 2019 году на CO ₂ приходилось около 80 процентов всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека. Углекислый газ естественным образом присутствует в атмосфере как часть углеродного цикла Земли (естественная циркуляция углерода в атмосфере, океанах, почве, растениях и животных).Деятельность человека изменяет углеродный цикл — как путем добавления в атмосферу большего количества CO ₂ , так и путем воздействия на способность естественных поглотителей, таких как леса и почвы, удалять и накапливать CO ₂ из атмосферы. В то время как выбросы CO ₂ происходят из различных естественных источников, выбросы, связанные с деятельностью человека, являются причиной увеличения выбросов в атмосферу после промышленной революции. ²

Примечание: все оценки выбросов из Реестра U.S. Выбросы и стоки парниковых газов: 1990–2019 гг. (Без земельного сектора).

Увеличенное изображение для сохранения или печати Основная деятельность человека, из-за которой выделяется CO ₂ , — это сжигание ископаемого топлива (уголь, природный газ и нефть) для производства энергии и транспорта, хотя при определенных промышленных процессах и изменениях в землепользовании также выделяется CO. ₂ . Основные источники выбросов CO ₂ в США описаны ниже.

• Транспорт . Сжигание ископаемых видов топлива, таких как бензин и дизельное топливо, для перевозки людей и грузов было крупнейшим источником выбросов CO ₂ в 2019 году, что составляет около 35 процентов от общего количества U.S. CO ₂ выбросов и 28 процентов от общих выбросов парниковых газов в США. В эту категорию входят такие источники транспорта, как автомобильные и пассажирские транспортные средства, авиаперелеты, морские перевозки и железнодорожный транспорт.
• Электроэнергия . Электричество является важным источником энергии в Соединенных Штатах и ​​используется для питания домов, бизнеса и промышленности. В 2019 году сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии было вторым по величине источником выбросов CO ₂ в стране, что составляет около 31 процента от общего количества U.S. CO ₂ выбросов и 24 процента от общего объема выбросов парниковых газов в США. Типы ископаемого топлива, используемого для выработки электроэнергии, выделяют разное количество CO ₂ . Для производства определенного количества электроэнергии при сжигании угля будет выделяться больше CO ₂ , чем природного газа или нефти.
• Промышленность . Многие промышленные процессы выделяют CO ₂ из-за потребления ископаемого топлива. Некоторые процессы также производят выбросы CO ₂ в результате химических реакций, не связанных с горением, и примеры включают производство минеральных продуктов, таких как цемент, производство металлов, таких как железо и сталь, и производство химикатов.На сжигание ископаемого топлива в различных промышленных процессах приходилось около 16 процентов от общих выбросов CO ₂ в США и 13 процентов от общих выбросов парниковых газов в США в 2019 году. Многие промышленные процессы также используют электричество и, следовательно, косвенно приводят к выбросам CO ₂ от электричества. поколение.

Углекислый газ постоянно обменивается между атмосферой, океаном и поверхностью суши, поскольку он продуцируется и поглощается многими микроорганизмами, растениями и животными.Однако выбросы и удаление CO ₂ в результате этих естественных процессов имеют тенденцию к уравновешиванию при отсутствии антропогенного воздействия. С тех пор, как примерно в 1750 году началась промышленная революция, деятельность человека внесла существенный вклад в изменение климата, добавив в атмосферу CO ₂ и другие улавливающие тепло газы.

В Соединенных Штатах с 1990 года управление лесами и другими землями (например, пахотные земли, луга и т. Д.) Действовало как чистый сток CO ₂ , что означает, что больше CO ₂ удаляется из атмосфере и хранится в растениях и деревьях, чем выбрасывается.Это компенсация поглотителя углерода составляет около 12 процентов от общего объема выбросов в 2019 году и более подробно обсуждается в разделе «Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство».

Чтобы узнать больше о роли CO ₂ в потеплении атмосферы и его источниках, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы углекислого газа в США увеличились примерно на 3 процента в период с 1990 по 2019 год. Поскольку сжигание ископаемого топлива является крупнейшим источником выбросов парниковых газов в Соединенных Штатах, изменения в выбросах от сжигания ископаемого топлива исторически были доминирующим фактором. влияющие на общий U.Тенденции выбросов S. Изменения выбросов CO ₂ в результате сжигания ископаемого топлива зависят от многих долгосрочных и краткосрочных факторов, включая рост населения, экономический рост, изменение цен на энергоносители, новые технологии, изменение поведения и сезонные температуры. В период с 1990 по 2019 год увеличение выбросов CO ₂ соответствовало увеличению использования энергии растущей экономикой и населением, включая общий рост выбросов в результате увеличения спроса на поездки.

Примечание: все оценки выбросов из Реестра U.S. Выбросы и стоки парниковых газов: 1990–2019 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов углекислого газа

Самый эффективный способ сократить выбросы CO ₂ — снизить потребление ископаемого топлива. Многие стратегии по сокращению выбросов CO ₂ от энергетики являются сквозными и применимы к домам, предприятиям, промышленности и транспорту.

EPA принимает разумные регулирующие меры для сокращения выбросов парниковых газов.

Примеры возможностей сокращения выбросов двуокиси углерода

Стратегия	Примеры сокращения выбросов
Энергоэффективность	Улучшение теплоизоляции зданий, передвижение на более экономичных транспортных средствах и использование более эффективных электроприборов — все это способы сократить потребление энергии и, следовательно, выбросы CO 2 .
Энергосбережение	Снижение личного потребления энергии за счет выключения света и электроники, когда они не используются, снижает потребность в электроэнергии.Сокращение пройденного расстояния в транспортных средствах снижает потребление бензина. Оба способа сокращают выбросы CO 2 за счет энергосбережения. Узнайте больше о том, что вы можете делать дома, в школе, в офисе и в дороге, чтобы экономить энергию и сокращать выбросы углекислого газа.
Переключение топлива	Производство большего количества энергии из возобновляемых источников и использование топлива с более низким содержанием углерода являются способами сокращения выбросов углерода.
Улавливание и связывание углерода (CCS)	Улавливание и связывание диоксида углерода — это набор технологий, которые потенциально могут значительно снизить выбросы CO 2 от новых и существующих угольных и газовых электростанций, промышленных процессов и других стационарных источников CO 2 . Например, улавливание CO 2 из дымовых труб угольной электростанции до того, как он попадет в атмосферу, транспортировка CO 2 по трубопроводу и закачка CO 2 глубоко под землю в тщательно выбранные и подходящие геологические геологические условия. формация, такая как близлежащее заброшенное нефтяное месторождение, где она надежно хранится. Узнайте больше о CCS.
Изменения в землепользовании и практике управления земельными ресурсами	Узнайте больше о землепользовании, изменении землепользования и лесном хозяйстве.

¹ CO в атмосфере ₂ является частью глобального углеродного цикла, и поэтому его судьба является сложной функцией геохимических и биологических процессов. Часть избыточного углекислого газа будет быстро поглощаться (например, поверхностью океана), но часть останется в атмосфере в течение тысяч лет, отчасти из-за очень медленного процесса переноса углерода в океанические отложения.

² МГЭИК (2013). Изменение климата 2013: основы физических наук. Выход Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.

Начало страницы

Выбросы метана

В 2019 году метан (CH ₄ ) составлял около 10 процентов всего U.S. Выбросы парниковых газов в результате деятельности человека. Деятельность человека с выбросом метана включает утечки из систем природного газа и разведение домашнего скота. Метан также выделяется из естественных источников, таких как естественные водно-болотные угодья. Кроме того, естественные процессы в почве и химические реакции в атмосфере помогают удалить из атмосферы CH ₄ . Время жизни метана в атмосфере намного меньше, чем у углекислого газа (CO ₂ ), но CH ₄ более эффективно улавливает излучение, чем CO ₂ .Фунт за фунт, сравнительное воздействие CH ₄ в 25 раз больше, чем CO ₂ за 100-летний период. ¹

В глобальном масштабе 50-65 процентов общих выбросов CH ₄ приходится на деятельность человека. ^{2, 3} Метан выделяется в результате деятельности в сфере энергетики, промышленности, сельского хозяйства, землепользования и обращения с отходами, описанных ниже.

• Сельское хозяйство . Домашний скот, такой как крупный рогатый скот, свиньи, овцы и козы, вырабатывает CH ₄ как часть нормального процесса пищеварения.Кроме того, при хранении или обработке навоза в лагунах или резервуарах для хранения образуется CH ₄ . Поскольку люди выращивают этих животных для еды и других продуктов, выбросы считаются связанными с деятельностью человека. При объединении выбросов домашнего скота и навоза сельскохозяйственный сектор является крупнейшим источником выбросов CH ₄ в Соединенных Штатах. Для получения дополнительной информации см. Главу «Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США» «Сельское хозяйство». Хотя это не показано и менее значимо, выбросы CH ₄ также происходят в результате землепользования и деятельности по управлению земельными ресурсами в секторе землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства (e.грамм. лесные и пастбищные пожары, разложение органических веществ на прибрежных заболоченных территориях и т. д.).
• Энергетика и промышленность . Системы природного газа и нефти являются вторым по величине источником выбросов CH ₄ в США. Метан — это основной компонент природного газа. Метан выбрасывается в атмосферу при добыче, переработке, хранении, транспортировке и распределении природного газа, а также при производстве, переработке, транспортировке и хранении сырой нефти.Добыча угля также является источником выбросов CH ₄ . Для получения дополнительной информации см. Разделы «Реестр выбросов и стоков парниковых газов США» , посвященные системам природного газа и нефтяным системам.
• Домашние и деловые отходы . Метан образуется на свалках при разложении отходов и при очистке сточных вод. Свалки являются третьим по величине источником выбросов CH ₄ в США. Метан также образуется при очистке бытовых и промышленных сточных вод, при компостировании и анэробном сбраживании.Для получения дополнительной информации см. Главу «Реестр выбросов парниковых газов и сточных вод США».

Метан также выделяется из ряда природных источников. Природные водно-болотные угодья являются крупнейшим источником выбросов CH ₄ от бактерий, разлагающих органические материалы в отсутствие кислорода. Меньшие источники включают термиты, океаны, отложения, вулканы и лесные пожары.

Чтобы узнать больше о роли CH ₄ в потеплении атмосферы и его источниках, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы метана в США сократились на 15 процентов в период с 1990 по 2019 год. В течение этого периода выбросы увеличились из источников, связанных с сельскохозяйственной деятельностью, в то время как выбросы снизились из источников, связанных со свалками, добычей угля, а также из систем природного газа и нефти.

Примечание: все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990-2019 . В этих оценках используется потенциал глобального потепления для метана, равный 25, на основе требований к отчетности в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов метана

Есть несколько способов уменьшить выбросы CH ₄ . Некоторые примеры обсуждаются ниже. EPA имеет ряд добровольных программ по сокращению выбросов CH ₄ в дополнение к нормативным инициативам. EPA также поддерживает Global Methane Initiative Exit, международное партнерство, поощряющее глобальные стратегии сокращения выбросов метана.

Примеры возможностей сокращения выбросов метана

Источник выбросов	Как снизить выбросы
Промышленность	Модернизация оборудования, используемого для добычи, хранения и транспортировки нефти и природного газа, может уменьшить многие утечки, которые способствуют выбросам CH 4 . Метан угольных шахт также можно улавливать и использовать для получения энергии. Узнайте больше о программе EPA Natural Gas STAR и программе охвата метана из угольных пластов.
Сельское хозяйство	Метан от методов обращения с навозом можно уменьшить и улавливать путем изменения стратегии обращения с навозом. Кроме того, изменение практики кормления животных может снизить выбросы в результате кишечной ферментации. Узнайте больше об улучшенных методах обращения с навозом в программе EPA AgSTAR.
Домашние и деловые отходы	Поскольку выбросы CH 4 со свалочного газа являются основным источником выбросов CH 4 в Соединенных Штатах, меры контроля выбросов, которые улавливают выбросы CH 4 со свалок, являются эффективной стратегией сокращения.Узнайте больше об этих возможностях и программе EPA по распространению метана на свалках.

Список литературы

¹ МГЭИК (2007). Изменение климата 2007: основы физических наук Выход. Вклад Рабочей группы I в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата . [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета.Кембридж, Соединенное Королевство 996 стр.
² IPCC (2013). Изменение климата 2013: основы физических наук. Выход Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.
³ The Global Carbon Project Exit (2019).

Начало страницы

Выбросы оксида азота

В 2019 году на закись азота (N ₂ O) приходилось около 7 процентов всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека. Деятельность человека, такая как сельское хозяйство, сжигание топлива, удаление сточных вод и промышленные процессы, увеличивает количество N ₂ O в атмосфере. Закись азота также естественным образом присутствует в атмосфере как часть круговорота азота Земли и имеет множество природных источников.Молекулы закиси азота остаются в атмосфере в среднем 114 лет, прежде чем удаляются стоком или разрушаются в результате химических реакций. Воздействие 1 фунта N ₂ O на нагревание атмосферы почти в 300 раз превышает воздействие 1 фунта углекислого газа. ¹

Примечание. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг. (Без учета земельного сектора).

Изображение большего размера для сохранения или печати В глобальном масштабе около 40 процентов общих выбросов N ₂ O приходится на деятельность человека. ² Закись азота выбрасывается в результате деятельности сельского хозяйства, землепользования, транспорта, промышленности и других видов деятельности, описанных ниже.

• Сельское хозяйство . Закись азота может образовываться в результате различных мероприятий по управлению сельскохозяйственными почвами, таких как внесение синтетических и органических удобрений и другие методы земледелия, обработка навоза или сжигание сельскохозяйственных остатков. Управление сельскохозяйственными почвами является крупнейшим источником выбросов N ₂ O в Соединенных Штатах, что составляет около 75 процентов от общего количества U.S. N ₂ O, выбросы в 2019 году. Хотя это не показано и является менее значительным, выбросы N ₂ O также происходят в результате землепользования и деятельности по управлению земельными ресурсами в секторе землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства. (например, лесные пожары и пожары на пастбищах, внесение синтетических азотных удобрений в городские почвы (например, газоны, поля для гольфа) и лесные угодья и т. д.).
• Сжигание топлива. Закись азота выделяется при сжигании топлива. Количество N ₂ O, выделяемое при сжигании топлива, зависит от типа топлива и технологии сжигания, технического обслуживания и методов эксплуатации.
• Промышленность. Закись азота образуется как побочный продукт при производстве химических веществ, таких как азотная кислота, которая используется для производства синтетических коммерческих удобрений, и при производстве адипиновой кислоты, которая используется для производства волокон, таких как нейлон, и других синтетических продуктов.
• Отходы. Закись азота также образуется при очистке бытовых сточных вод во время нитрификации и денитрификации присутствующего азота, обычно в форме мочевины, аммиака и белков.

Выбросы закиси азота происходят естественным образом из многих источников, связанных с круговоротом азота, который представляет собой естественную циркуляцию азота в атмосфере, растениях, животных и микроорганизмах, обитающих в почве и воде. Азот принимает различные химические формы на протяжении всего азотного цикла, включая N ₂ O. Естественные выбросы N ₂ O происходят в основном от бактерий, разрушающих азот в почвах и океанах. Закись азота удаляется из атмосферы, когда она поглощается определенными типами бактерий или разрушается ультрафиолетовым излучением или химическими реакциями.

Чтобы узнать больше об источниках N ₂ O и его роли в потеплении атмосферы, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы закиси азота в США оставались относительно стабильными в период с 1990 по 2019 год. Выбросы закиси азота от мобильных устройств сгорания снизились на 60 процентов с 1990 по 2019 год в результате введения стандартов контроля выбросов для дорожных транспортных средств. Выбросы закиси азота от сельскохозяйственных почв в этот период варьировались и были примерно на 9 процентов выше в 2019 году, чем в 1990 году, в основном за счет увеличения использования азотных удобрений.

Примечание. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов оксида азота

Существует несколько способов снижения выбросов N ₂ O, которые обсуждаются ниже.

Примеры возможностей сокращения выбросов оксида азота

Источник выбросов	Примеры сокращения выбросов
Сельское хозяйство	На внесение азотных удобрений приходится большая часть выбросов N 2 O в Соединенных Штатах.Выбросы могут быть сокращены за счет сокращения внесения азотных удобрений и более эффективного применения этих удобрений, 3 , а также путем изменения практики использования навоза на ферме.
Сжигание топлива	Закись азота является побочным продуктом сгорания топлива, поэтому снижение расхода топлива в автомобилях и вторичных источниках может снизить выбросы. Дополнительно внедрение технологий борьбы с загрязнением (e.g., каталитические нейтрализаторы для снижения выбросов загрязняющих веществ в выхлопных газах легковых автомобилей) также могут снизить выбросы N 2 O.
Промышленность

Список литературы

¹ IPCC (2007) Изменение климата 2007: основы физических наук Exit. Вклад Рабочей группы I в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата .[С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Соединенное Королевство 996 стр.
² IPCC (2013). Изменение климата 2013: выход из основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.
³ EPA (2005). Потенциал снижения выбросов парниковых газов в лесном и сельском хозяйстве США Exit. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия, США.

Начало страницы

Выбросы фторированных газов

В отличие от многих других парниковых газов, фторсодержащие газы не имеют естественных источников и образуются только в результате деятельности человека. Они выбрасываются в атмосферу в результате использования в качестве заменителей озоноразрушающих веществ (например,g. в качестве хладагентов) и в различных промышленных процессах, таких как производство алюминия и полупроводников. Многие фторированные газы имеют очень высокий потенциал глобального потепления (ПГП) по сравнению с другими парниковыми газами, поэтому небольшие атмосферные концентрации могут иметь непропорционально большое влияние на глобальную температуру. Они также могут иметь долгую жизнь в атмосфере — в некоторых случаях — тысячи лет. Как и другие долгоживущие парниковые газы, большинство фторированных газов хорошо перемешано в атмосфере и после выброса распространяется по всему миру.Многие фторированные газы удаляются из атмосферы только тогда, когда они разрушаются солнечным светом в дальних верхних слоях атмосферы. В целом, фторированные газы являются наиболее мощным и долговременным типом парниковых газов, выделяемых в результате деятельности человека.

Существует четыре основных категории фторированных газов: гидрофторуглероды (HFC), перфторуглероды (PFC), гексафторид серы (SF ₆ ) и трифторид азота (NF ₃ ). Ниже описаны крупнейшие источники выбросов фторсодержащих газов.

• Замена озоноразрушающих веществ. Гидрофторуглероды используются в качестве хладагентов, аэрозольных пропеллентов, пенообразователей, растворителей и антипиренов. Основным источником выбросов этих соединений является их использование в качестве хладагентов, например, в системах кондиционирования воздуха как в транспортных средствах, так и в зданиях. Эти химические вещества были разработаны для замены хлорфторуглеродов (ХФУ) и гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ), поскольку они не разрушают стратосферный озоновый слой.Хлорфторуглероды и ГХФУ постепенно сокращаются в соответствии с международным соглашением, называемым Монреальским протоколом. ГФУ — это мощные парниковые газы с высоким ПГП, и они выбрасываются в атмосферу во время производственных процессов, а также в результате утечек, обслуживания и утилизации оборудования, в котором они используются. Недавно разработанные гидрофторолефины (ГФО) представляют собой подгруппу ГФУ и характеризуются коротким временем жизни в атмосфере и более низкими ПГП. HFO в настоящее время вводятся в качестве хладагентов, аэрозольных пропеллентов и вспенивающих агентов.Закон об инновациях и производстве в США (AIM) 2020 года предписывает EPA решать проблемы ГФУ, предоставляя новые полномочия в трех основных областях: поэтапное сокращение производства и потребления перечисленных ГФУ в Соединенных Штатах на 85 процентов в течение следующих 15 лет, управление этими факторами. ГФУ и их заменители, а также способствуют переходу к технологиям следующего поколения, которые не зависят от ГФУ.
• Промышленность. Перфторуглероды производятся как побочный продукт при производстве алюминия и используются в производстве полупроводников.ПФУ обычно имеют длительный срок службы в атмосфере и ПГП около 10 000. Гексафторид серы используется при обработке магния и производстве полупроводников, а также в качестве индикаторного газа для обнаружения утечек. ГФУ-23 производится как побочный продукт производства ГХФУ-22 и используется в производстве полупроводников.
• Передача и распределение электроэнергии. Гексафторид серы используется в качестве изоляционного газа в оборудовании для передачи электроэнергии, включая автоматические выключатели. ПГП SF ₆ составляет 22 800, что делает его самым сильным парниковым газом, оцененным Межправительственной группой экспертов по изменению климата.

Чтобы узнать больше о роли фторированных газов в нагревании атмосферы и их источниках, посетите страницу «Выбросы фторированных парниковых газов».

Выбросы и тенденции

В целом выбросы фторсодержащих газов в США увеличились примерно на 86 процентов в период с 1990 по 2019 год. Это увеличение было обусловлено увеличением на 275 процентов выбросов гидрофторуглеродов (ГФУ) с 1990 года, поскольку они широко использовались в качестве заменителей. для озоноразрушающих веществ.Выбросы перфторуглеродов (ПФУ) и гексафторида серы (SF ₆ ) фактически снизились за это время благодаря усилиям по сокращению выбросов в промышленности по производству алюминия (ПФУ) и в сфере передачи и распределения электроэнергии (SF ₆ ).

Примечание. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов фторсодержащих газов

Поскольку большинство фторированных газов имеют очень долгое время жизни в атмосфере, потребуется много лет, чтобы увидеть заметное снижение текущих концентраций.Однако существует ряд способов уменьшить выбросы фторированных газов, описанных ниже.

Примеры возможностей восстановления фторированных газов

Источник выбросов	Примеры сокращения выбросов
Замена озоноразрушающих веществ в домах и на предприятиях	Хладагенты, используемые на предприятиях и в жилых домах, выделяют фторированные газы.Выбросы можно сократить за счет более эффективного обращения с этими газами и использования заменителей с более низким потенциалом глобального потепления и других технологических усовершенствований. Посетите сайт EPA по защите озонового слоя, чтобы узнать больше о возможностях сокращения выбросов в этом секторе.
Промышленность	Промышленные пользователи фторированных газов могут сократить выбросы за счет внедрения процессов рециркуляции и уничтожения фторированного газа, оптимизации производства для минимизации выбросов и замены этих газов альтернативными.EPA имеет следующие ресурсы для управления этими газами в промышленном секторе:
Передача и распределение электроэнергии	Гексафторид серы — это чрезвычайно мощный парниковый газ, который используется для нескольких целей при передаче электроэнергии по электросети. EPA работает с промышленностью над сокращением выбросов в рамках Партнерства по сокращению выбросов SF 6 для электроэнергетических систем, которое способствует обнаружению и ремонту утечек, использованию оборудования для рециркуляции и обучению сотрудников.
Транспорт	Гидрофторуглероды (ГФУ) выделяются в результате утечки хладагентов, используемых в системах кондиционирования воздуха транспортных средств. Утечку можно уменьшить за счет более совершенных компонентов системы и за счет использования альтернативных хладагентов с более низким потенциалом глобального потепления, чем те, которые используются в настоящее время. Стандарты EPA на легковые и тяжелые транспортные средства стимулировали производителей производить автомобили с более низким уровнем выбросов ГФУ.

Начало страницы

Список литературы

¹ IPCC (2007) Изменение климата 2007: Выход из основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Великобритания 996 с.

Что такое парниковый эффект? | Глобальное потепление

В то время как другие планеты солнечной системы Земли либо палящие, либо очень холодные, поверхность Земли имеет относительно мягкие и стабильные температуры.Земля пользуется такими температурами из-за атмосферы, которая представляет собой тонкий слой газов, который покрывает и защищает планету.

Однако 97 процентов ученых-климатологов согласны с тем, что люди за последние два столетия кардинально изменили атмосферу Земли, что привело к глобальному потеплению. Однако, чтобы понять глобальное потепление, сначала необходимо познакомиться с парниковым эффектом.

Энергия входит, энергия выходит

Каждый день по всей Земле происходит тонкий баланс между излучением, которое планета получает из космоса, и излучением, которое отражается обратно в космос.

Землю постоянно бомбардируют огромным количеством радиации, в основном солнечной. Это солнечное излучение поражает атмосферу Земли в виде видимого света, а также ультрафиолетового (УФ), инфракрасного (ИК) и других типов излучения, невидимых для человеческого глаза.

УФ-излучение имеет более короткую длину волны и более высокий уровень энергии, чем видимый свет, в то время как ИК-излучение имеет более длинную длину волны и более слабый уровень энергии. По данным НАСА, около 30 процентов радиации, попадающей в атмосферу Земли, немедленно отражается обратно в космос облаками, льдом, снегом, песком и другими отражающими поверхностями.Остальные 70 процентов приходящей солнечной радиации поглощаются океанами, сушей и атмосферой. По мере нагрева океаны, суша и атмосфера выделяют тепло в виде теплового инфракрасного излучения, которое выходит из атмосферы в космос.

По данным НАСА, именно это равновесие входящей и исходящей радиации делает Землю пригодной для жизни со средней температурой около 59 градусов по Фаренгейту (15 градусов по Цельсию). Без этого атмосферного равновесия Земля была бы такой же холодной и безжизненной, как ее Луна, или такой же пылающей, как Венера.Луна, у которой почти нет атмосферы, имеет температуру на темной стороне около минус 243 F (минус 153 C). С другой стороны, у Венеры очень плотная атмосфера, улавливающая солнечное излучение; средняя температура на Венере составляет около 864 F (462 C).

Парниковый эффект

Обмен входящей и исходящей радиацией, которая нагревает Землю, часто называют парниковым эффектом, потому что парниковый эффект работает примерно так же.

Входящее УФ-излучение легко проходит через стеклянные стены теплицы и поглощается растениями и твердыми поверхностями внутри.Однако более слабое ИК-излучение с трудом проходит через стеклянные стены и задерживается внутри, нагревая теплицу. Этот эффект позволяет тропическим растениям процветать в теплице даже холодной зимой.

Похожее явление происходит в машине, припаркованной на улице в холодный солнечный день. Входящее солнечное излучение нагревает салон автомобиля, но исходящее тепловое излучение задерживается внутри закрытых окон автомобиля.

Газы в атмосфере могут отражать или улавливать тепловую энергию, подобно тому, как это происходит в теплице для растений.(Изображение предоставлено Россом Торо, соавтором Livescience)

Парниковые газы и глобальное потепление

«Молекулы газа, которые поглощают тепловое инфракрасное излучение и находятся в достаточно значительном количестве, могут влиять на климатическую систему. Эти молекулы газа называются парниковыми газами. , «Майкл Дейли, доцент кафедры наук об окружающей среде в Lasell College, сказал Live Science. Двуокись углерода (CO ₂ ) и другие парниковые газы действуют как одеяло, поглощая ИК-излучение и предотвращая его выход в космическое пространство.Конечный результат — постепенное нагревание атмосферы и поверхности Земли, процесс, известный как глобальное потепление.

Эти парниковые газы включают водяной пар, CO ₂ , метан, закись азота (N ₂ O) и другие газы, согласно данным Агентства по охране окружающей среды (EPA). С начала промышленной революции в начале 1800-х годов сжигание ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и бензин, значительно увеличило концентрацию парниковых газов в атмосфере, особенно CO ₂ , Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA).«Вырубка лесов — второй по величине антропогенный источник двуокиси углерода в атмосферу, колеблющийся от 6 до 17 процентов», — сказал Дейли.

Атмосферный CO ₂ Уровни CO увеличились более чем на 40 процентов с начала промышленной революции, с примерно 280 частей на миллион (ppm) в 1800-х годах до 400 ppm сегодня. По данным Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего, в последний раз уровни CO ₂ в атмосфере Земли достигали 400 частей на миллион в эпоху плиоцена, между 5 и 3 миллионами лет назад.

Ожидается, что парниковый эффект в сочетании с повышением уровней парниковых газов и вызванным этим глобальным потеплением будет иметь серьезные последствия, согласно почти всеобщему консенсусу ученых.

Если глобальное потепление продолжится бесконтрольно, оно вызовет значительное изменение климата, повышение уровня моря, усиление закисления океана, экстремальные погодные явления и другие серьезные природные и социальные воздействия, согласно НАСА, Агентству по охране окружающей среды и другим научным и правительственным органам.

Есть те, кто утверждает, что газы не являются причиной глобального потепления, хотя это противоречит мнению мирового научного сообщества. «Я думаю, что точное измерение человеческой деятельности в области климата — это очень сложная задача, и существуют огромные разногласия по поводу степени воздействия. Так что нет, я бы не согласился с тем, что это основной вклад в глобальное потепление, которое мы наблюдаем», Глава EPA Скотт Прюитт сообщил телеканалу CNBC утреннюю новостную передачу «Squawk Box» 9 марта 2017 года.[Углекислый газ нагревает планету (вот как)]

Можно ли обратить вспять парниковый эффект?

Многие ученые согласны с тем, что ущерб, нанесенный атмосфере и климату Земли, прошел за точкой невозврата или что ущерб близок к точке невозврата. «Я согласен с тем, что мы прошли точку, позволяющую избежать изменения климата», — сказал Live Science Йозеф Верне, доцент кафедры геологии и планетологии Университета Питтсбурга. По мнению Верне, с этого момента есть три варианта:

1. Ничего не делать и жить с последствиями.
2. Адаптироваться к изменяющемуся климату (включая такие вещи, как повышение уровня моря и связанные с ним наводнения).
3. Снижение воздействия изменения климата за счет агрессивной политики, которая фактически снижает концентрацию CO2 в атмосфере.

Кейт Питерман, профессор химии Йоркского колледжа в Пенсильвании, и Грегори Фой, доцент химии Йоркского колледжа Пенсильвании, считают, что ущерб еще не достигнут, и что международные соглашения и действия могут спасти атмосферу планеты.

В настоящее время некоторые ученые исследуют, как реконструировать атмосферу, чтобы обратить вспять глобальное потепление. Например, в теории, опубликованной в журнале Science в июле 2017 года Ирике Ломанн и Блаж Гаспарини, исследователями из Института атмосферных и климатических наук ETH Zurich в Швейцарии, предлагается уменьшить перистые облака, улавливающие тепло.

«Если перистые облака вокруг Земли ведут себя как одеяло, вы пытаетесь избавиться от этого одеяла», — сказал Live Science Ломанн, профессор экспериментальной физики атмосферы в ETH Zurich.