Парниковый эффект в атмосфере: Парниковый эффект. Справка — РИА Новости, 22.09.2009

Содержание

Парниковый эффект • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания»

200 законов мироздания > Науки о Земле

Средняя температура поверхности Земли (или другой планеты) повышается за счет наличия у нее атмосферы.

Садоводы хорошо знакомы с этим физическим явлением. Внутри парника всегда теплее, чем снаружи, и это помогает выращивать растения, особенно в холодное время года. Вы можете почувствовать аналогичный эффект, когда находитесь в автомобиле. Причина его состоит в том, что Солнце с температурой поверхности около 5000°С излучает главным образом видимый свет — часть электромагнитного спектра, к которой чувствительны наши глаза. Поскольку атмосфера в значительной степени прозрачна для видимого света, солнечное излучение легко проникает к поверхности Земли. Стекло также прозрачно для видимого света, так что солнечные лучи проходят внутрь парника, и их энергия поглощается растениями и всеми объектами, находящимися внутри. Далее, согласно закону Стефана—Больцмана, каждый объект излучает энергию в какой-либо части электромагнитного спектра.

Объекты с температурой около 15°С — средней температурой у поверхности Земли — излучают энергию в инфракрасном диапазоне. Таким образом, объекты в парнике испускают инфракрасное излучение. Однако инфракрасное излучение не может легко проходить сквозь стекло, поэтому температура внутри парника повышается.

Планета с устойчивой атмосферой, такая как Земля, испытывает практически такой же эффект — в глобальном масштабе. Чтобы поддерживать постоянную температуру, Земле необходимо самой излучать столько же энергии, сколько она поглощает из видимого света, излучаемого в нашу сторону Солнцем. Атмосфера служит как бы стеклом в парнике — она не столь прозрачна для инфракрасного излучения, как для солнечного света. Молекулы различных веществ в атмосфере (важнейшие из них — углекислый газ и вода) поглощают инфракрасное излучение, действуя как парниковые газы. Таким образом, инфракрасные фотоны, излучаемые земной поверхностью, не всегда уходят прямо в космос. Некоторые из них поглощаются молекулами парниковых газов в атмосфере.

Когда эти молекулы вторично излучают энергию, которую они поглотили, они могут излучать ее как в сторону космоса, так и внутрь, обратно к поверхности Земли. Присутствие таких газов в атмосфере создает эффект укрывания Земли одеялом. Они не могут прекратить утечку тепла наружу, но позволяют сохранить тепло около поверхности более долгое время, поэтому поверхность Земли значительно теплее, чем была бы в отсутствие газов. Без атмосферы средняя температура поверхности составляла бы —20°С, что намного ниже точки замерзания воды.

Важно понимать, что парниковый эффект на Земле был всегда. Без парникового эффекта, обусловленного наличием углекислого газа в атмосфере, океаны давно бы замерзли, и высшие формы жизни не появились бы. В настоящее время научные дебаты о парниковом эффекте идут по вопросу глобального потепления

: не слишком ли мы, люди, нарушаем энергетический баланс планеты в результате сжигания ископаемых видов топлива и прочей хозяйственной деятельности, добавляя при этом излишнее количество углекислого газа в атмосферу? Сегодня ученые сходятся во мнении, что мы ответственны за повышение естественного парникового эффекта на несколько градусов.

Парниковый эффект имеет место не только на Земле. В действительности самый сильный парниковый эффект, о котором мы знаем, — на соседней планете, Венере. Атмосфера Венеры почти целиком состоит из углекислого газа, и в результате поверхность планеты разогрета до 475°С. Климатологи полагают, что мы избежали такой участи благодаря наличию на Земле океанов. Океаны поглощают атмосферный углерод, и он накапливается в горных породах, таких как известняк — посредством этого углекислый газ удаляется из атмосферы. На Венере нет океанов, и весь углекислый газ, который выбрасывают в атмосферу вулканы, там и остается. В результате мы наблюдаем на Венере

неуправляемый парниковый эффект.

Показать комментарии (18)

Свернуть комментарии (18)

Kijivljanin 09.03.2006 05:15 Ответить
Следует добавить или подчеркнуть самое главное, что если бы не парниковый эффект, то существование биологически активной жизни было бы невозможно, это самое важное для того количества тепла, которое сохраняется в пределах атмосферы Земли.
Ответить
izotop 05.09.2006 22:04 Ответить
Поглощение энергии инфракрасного излучения это свойство углекислого газа?

Ответить
seasea 05.10.2006 09:25 Ответить
Есть мнение, что глобальное потепление — это выдумка ученых, занимающихся бизнесом. Чего стоит киотское соглашение, сколько денег здесь будет крутиться. Другой пример — озоновая дыра, которая была всегда, но раздув тему, фирмы по выпуску холодильного оборудования получили немалые деньги.
Где-то читал, что на самом деле на Земле происходит похолодание, пик которого придется на 2050 год.
Ответить
- Astronom82 seasea 20.01.2007 17:50 Ответить
  Вы конечно правы на счет похолодания но есть и другое что за потеплением всегда идет похолодание это называется Циклом,как и появление земли этому доказательство.
  
  Ответить
  - Edward Astronom82 13.06.2007 12:46 Ответить
    Для землян важным является изменение (уменьшение) периода кратковременных (несколько суточных) колебаний термодинамических параметров. Еще десяток-другой лет назад этот период был равен 13-14 суток. В настоящее время он стал в 2-3 раза короче и амплитуда соответственно выше. Источником этих возмущений в первую очередь являются американские бомбардировки Балкан, всяческие пуски ракет и пр. наши проявления техногенной активности, генерирующие атмосферные неоднородности пониженной плотности. Отсюда и долгоживущие смерчи, и резкие колебания температуры (а не «глобальное потепление в Москве» в течение 3-4 дней).
    Ответить

petros 21.08.2007 13:29 Ответить

Почему-то никто не хочет вспоминать о столетней давности эксперименте Роберта Вуда. Великий американец изготовил небольшую тепличку из хлорида натрия, который одинаково пропускает и УФ-, и ИК-излучение. Казалось бы, парниковый эффект должен отсутствовать, но он был!
На самом деле парниковый эффект объЯсняется тем, что в теплице закрыта дверь и нет обмена теплом с окружающей средой. Открой дверь — и эффекта не будет. Вот вам и вся история про СО2 и денежки по Киотскому протоколу.

Ответить

koshak petros 23.05.2008 18:53 Ответить
А также вразумительно объяснить и, главное — учесть в теории эффекты от воздействия толстых слоёв газопаровой оболочки планеты…
Ответить

DimGrits petros 27.08.2008 18:12 Ответить
Молодец, petros, Вы разобрались с принципом работы парника! Теперь совсем немного до понимания, что в атмосфере такими При_закрытыми дверями является CO2. .. и осознания того, что эффект назван так по анологии!
Ответить

rod1gin 12.01.2009 20:10 Ответить

В эту статью ещё нехудо бы добавить, что может быть ещё и антипарниковый эффект. Это когда атмосфера плохо пропускает видимый свет, но хорошо — инфракрасный. Именно такой эффект наблюдался бы на Земле в случае ядерной войны или падения астероида (т.н. «ядерная» или «астероидная» зима). В настоящее время такой эффект наблюдается на Титане.

Сейчас статью можно понять так, будто ЛЮБАЯ атмосфера создаёт парниковый эффект.

Ответить

svasilie rod1gin 23.04.2010 16:56 Ответить
«Парниковый» эффект создаётся любой атмосферой, которая поглощает в той области спектра, в которой излучает нагретая поверхность планеты. От температуры поверхности планеты и плотности и спектра поглощения атмосферы зависит интенсивность «парникового» эффекта. Одновременно любая атмосфера отражает часть падающего из космоса излучения. Интенсивность этого, если угодно, «антипарникового» эффекта зависит от тех же свойств атмосферы и от спектра падающего излучения. В этот же эффект вносит свой вклад отражательная (или поглощающая) способность поверхности планеты. От интенсивности двух упомятутых эффектов зависят температура поверхности планеты и химический состав атмосферы (а значит и свойства атмосферы). Из сказанного следует, что утверждения вида «углекислый газ согревает Землю» упрощение из той же серии, что и «человек произошёл от обезьяны».

Ответить

AtzzkiySotona 03.01.2010 12:23 Ответить

В качестве докзательства парникового эффекта часто приводят пример климата Венеры. А про Марс «забывают». А на Марсе, как известно, парциальное давление углекислого газа выше, чем на Земле. И следовательно, если парниковый эффект существует, то там должен быть климат, подходящий для выращивания яблонь.

Ответить

dimesis 23.09.2010 00:45 Ответить

Объясните пожалуйста, на Марсе атмосфера на 95% состоит из CO2, и никакого парникового эффекта там не наблюдается. А в научном фильме по колонизации Марса(National Geographic если я не ошибаюсь), ученые рассказывают о том, что надо будет строить заводы на Марсе чтобы наполнить атмосферу бОльшим количеством CO2.

Ответить

Скеп-тик 28.04.2011 21:54 Ответить

Статья действительно написана на уровне 1908 г.,когда Р. Вуд и опроверг влияние ИКИ на температуру В ТЕПЛИЦАХ. С Землей сложнее. Но спектры поглощения атмосферы лежат так, что парниковый эффект максимален при температурах ПОВЕРХНОСТИ Земли 700°, 190° и -70°С. В диапазоне же 7,5 — 14 мкм, где лежит максимум излучения планеты находится «окно прозрачности», не уступающее по прозрачности оптическому. НИКАКОГО ВЛИЯНИЯ КОНЦЕНРАЦИЯ СО2 НА КЛИМАТ НЕ ОКАЗЫВАЕТ! А климат на Земле всецело определяется площадью поверхности океана с температурой выше 15°С и фазовыми переходами воды пар-жидкость-лед, ежедневные перетурбации которых превышают энергию всех вместе ядерных боезарядов землян…

Ответить

ferrogrus 07.06.2011 21:33 Ответить

petros:
Почему-то никто не хочет вспоминать о столетней давности эксперименте Роберта Вуда…

koshak:
А также вразумительно объяснить и, главное — учесть в теории эффекты от воздействия толстых слоёв газопаровой оболочки планеты. ..
************
неправда ваша, почитайте учебник «Развитие Земли», Сорохтин, Ушаков. свободно выложен в и-нете. Там как раз дан термодинамический анализ парникового эффекта теоретически говоря в любой атмосфере. Разумеется эффект этот существует, но примитивное объяснение, что газ задерживает какие-то лучи, не выдерживает критики. Все сложнее. Рассчитано, в частности, что атмосфера с параметрами земной, если б она состояла целиком из углекислого газа, дала бы парниковый эффект даже немного меньше (порядка градуса, кажется), чем существующая. И это еще без учета сильнейшей стабилизирующей отрицательной обратной связи: температура — испарение воды — облачность — альбедо.
Дело в том, что даже если ничтожный процент атмосферного СО2 что-то и поглотит, дабы согреться, он тут же взлетит в верхние слои атмосферы, где адиабатически расширится и отдаст тепло в космос, только усилив теплоотдачу земли, и практически никакого влияния на саму землю не оказав.

Ответить

Vitalpris 25. 10.2012 22:39 Ответить

Есть факты, а есть их комментарии. Часто на один факт может существовать много различных и даже противоречивых комментариев. Или объяснений (трактовок), если кому-то так нравится больше.
Предлагаю свою трактовку парникового эффекта.
Парник — это постройка со стеклянными или пластмассовыми (прозрачная пленка)стенками. Служит для выращивания растений, предохраняя их от резких изменений температур воздуха. Поскольку растения необходимо поливать, парниковыми газами, по моему мнению, являются пары воды и углекислый газ (растения дышат). Киотский протокол причисляет к парниковым газам метан, окись углерода, окись азота,перфторированные углероды, гидрофтор углероды и гексафторид серы. Наличие в парнике вышеуказанных газов (кроме двуокиси углерода) даже в кошмарном сне представить себе невозможно. А вот о пары воды Киотский протокол к парниковым газам не причисляет. Автор комментируемой статьи утверждает: «. .. объекты в парнике испускают инфракрасное излучение. Однако инфракрасное излучение не может легко проходить сквозь стекло, поэтому температура внутри парника повышается.» Но при чем здесь в таком случае углекислый газ? Значит парниковый эффект создается стеклом?
Если в парнике температура 15 градусов Цельсия, например, то килограмм воды, испаряясь из почвы, поглощает (забирает у почвы) 2466 кДж тепла (удельная теплота парообразования). Конденсируясь на холодной поверхности стекла или пленки, изолирующей парник, водяной пар отдает все те же 2466 кДж тепла. Таким образом парник обогревается. Капли конденсата падают на почву, цикл Ренкина замыкается. Именно цикл Ренкина используется на всех электростанциях, как тепловых, так и атомных. Только там темературы и давления существенно выше.
Таким образом парниковый эффект заключается в использовании фазового перехода первого рода для переноса тепла от почвы в объем парника.
В атмосфере такой процесс идет постоянно. Вода с поверхности почвы,растений, кожи человека, рек, озер и мирового океана попадает в атмосферу. Конденсируется в ее верхних слоях, выделяя тепло, а затем в виде дождя или снега падает на почву, людей, растения и животных, реки, озера, мировой океан. Парниковые газы, перечисленные в Киотском протоколе, конденсируются при очень низких температурах Например, углекислый газ конденсируется при — 76 градусах Цельсия. Поэтому они в принципе парниковый эффект создать не могут. То есть не могут быть переносчиками тепла от поверхности Земли в атмосферу.
А для любителей трактовки «парникового эффекта» по Стефану-Больцману хочу сообщить, что многолетние измерения радиационного баланса Земли не обнаружили его изменений в сторону Глобального потепления климата.

Ответить

Написать комментарий

1783	Круговорот углерода в природе
1852	Кислотный дождь
1863	Парниковый эффект
1985	Озоновая дыра

1842

Первое начало термодинамики

1950

Парадокс Ферми

Новостная рассылка

«Элементы» в соцсетях:

Парниковый эффект: причины и последствия: Статьи экологии ➕1, 24.

06.2022

С конца XIX века средняя температура на Земле повысилась на 1,1 °C, и этот показатель продолжает расти. Для планеты это серьезные изменения, которые могут привести к стихийным бедствиям, вымиранию животных, голоду и другим тяжелым последствиям. Причиной глобального потепления стало усиление парникового эффекта в атмосфере. Разбираемся, что это и можем ли мы повлиять на меняющийся климат Земли.

Фото: iStock

Это повышение температуры поверхности планеты из-за скопления парниковых газов в нижних слоях атмосферы. Их умеренная концентрация необходима для существования всего живого. Парниковые газы свободно пропускают солнечные лучи, нагревающие Землю, но удерживают значительную часть теплового излучения, не позволяя ему вернуться обратно в космическое пространство. Если бы они исчезли, средняя температура составляла бы −18 °C, растения нигде бы не росли.

В процессе развития цивилизации объем парниковых газов в атмосфере начал увеличиваться. Это стало причиной нагрева Земли сверх меры.

Углекислый газ (диоксид углерода, CO₂). Он составляет 80% совокупной массы парниковых газов. Естественными источниками CO₂ являются вулканы, разлагающиеся растения и продукты жизнедеятельности животных, его выделяют при дыхании практически все живые существа. Другие источники углекислоты — антропогенные, то есть связанные с деятельностью человека. Так, с начала промышленной революции содержание углекислого газа в земной атмосфере повысилось на 149%.

Метан (CH₄). Задерживается в атмосфере около 12 лет, но его влияние на климат в 25 раз сильнее, чем CO₂. Источники метана — добыча и переработка углеводородов, крупный рогатый скот, рисовые плантации. По сравнению с доиндустриальным уровнем концентрация CH₄ повысилась на 262%.

Закись азота (N₂O). Она образуется при ведении сельского хозяйства, сжигании ископаемого топлива и отходов. Закись азота поглощает инфракрасное излучение в 310 раз сильнее, чем CO₂, поэтому даже небольшого повышения ее концентрации достаточно для заметного усиления парникового эффекта.

Тропосферный озон (O₃). В отличие от стратосферного озона, защищающего Землю от вредного ультрафиолетового излучения, тропосферный O₃ является загрязнителем воздуха, который входит в состав смога и усиливает парниковый эффект.

Водяной пар. Его концентрация в атмосфере зависит от температуры воздуха: чем теплее, тем быстрее испаряется влага. Скопления водяного пара (облака) способны поглощать тепло и отражать его на землю.

Синтетические вещества, попадающие в атмосферу с выбросами химической промышленности. К ним относятся галогенированные углеводороды, гидрофторуглероды и другие виды химикатов.

Фото: iStock

Главная причина избытка парниковых газов — использование угля, нефти и природного газа в промышленности. При их сгорании в атмосферу выделяется много диоксида углерода.

Увеличение поголовья скота. Животноводство называют одним из важных факторов изменения климата. Из-за особенностей пищеварения жвачные животные выделяют около 20 граммов метана на каждый килограмм съеденного корма. Таким образом, 1,5 млрд обитающих на Земле коров влияют на климат так же, как 10% выбросов от сжигания ископаемого топлива.

Вырубка деревьев и лесные пожары. Каждый год площадь мировых лесов сокращается на территорию, эквивалентную площади Великобритании. Это нарушает процесс естественного поглощения CO₂ растениями, смягчающий парниковый эффект.

Накопление разлагающихся отходов на свалках, площадь которых увеличивается с каждым годом. В свалочном газе содержится 50-75% метана и 25-50% диоксида углерода.

Применение азотных удобрений. Попадая в почву, удобрения перерабатываются бактериями, выделяющими N₂O. Наибольший вклад в мировые выбросы закиси азота вносят Индия, Китай и США, где используется много азотных удобрений, а также Южная Америка и Африка, где основным источником N₂O является навоз крупного рогатого скота.

Выхлопные газы транспорта. В автомобильных выхлопах содержится около 10% диоксида углерода. Учитывая, что в мире уже больше 1 млрд транспортных средств, их вклад в глобальное потепление значителен.

Еще одна причина парникового эффекта — рост численности населения, усиливающий влияние всех предыдущих факторов.

С начала 1960-х годов морской лед в Северном полушарии стал тоньше на 40%. Если ледники продолжат таять, то к 2100 году они окончательно превратятся в воду. Из-за этого многие острова и прибрежные регионы могут быть затоплены. По прогнозам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), уровень морей к 2100 году поднимется на 28-55 см при благоприятном развитии событий и на 63-101 см при неблагоприятном. А вторжение соленых вод в пресноводные реки может привести к гибели обитающих там живых организмов.

Фото: iStock

Парниковый эффект становится причиной аномальной жары, из-за этого мелководные реки могут пересохнуть или превратиться в болота. Кроме того, повышается риск возникновения стихийных бедствий: лесных пожаров, смерчей, наводнений в одних регионах и засух — в других.

За последние 40 лет температура на планете выросла на 0,8 °C, а в России — на 2 °C. В некоторых регионах нашей страны климат становится более приятным, но есть и негативные последствия: частые засухи на юге, сокращение береговой линии в Арктике. Тает вечная мерзлота, которая составляет две трети территории нашей страны, разрушается инфраструктура, жителям Севера становится все труднее поддерживать связь с Большой землей.

Открыть «врата в ад»

Корреспондентки Plus-one.ru слетали в Якутию, чтобы своими глазами увидеть провалы грунта из-за таяния мерзлоты

Ученые из Университета Аризоны считают, что проблема парникового эффекта всего через 50 лет приведет к исчезновению трети видов флоры и фауны. Наиболее уязвимы популяции, обитающие в тропиках. Но природа северных регионов тоже под угрозой: например, численность императорских пингвинов может уменьшиться на 90% к 2100 году.

Засуха и наводнения делают землю непригодной для выращивания сельскохозяйственных культур. По оценке экспертов из Оксфордского института экономической политики, из-за неурожая мировой ВВП упадет на 20% к 2100 году, число голодающих увеличится. По прогнозу МГЭИК, к 2080 году людей, страдающих от нехватки еды, станет на 600 млн больше.

Как европейцы пытаются предотвратить глобальный голод из-за конфликта на Украине

В Брюсселе обсудили пути разрешения продовольственного кризиса

Избыток CO₂ повышает кислотность морской воды. Эти изменения пагубно влияют на иммунитет живых организмов, а также разрушают их хитиновую оболочку, выполняющую защитную функцию. Ученые из Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) выяснили, что панцири крабов, обитающих в разных частях Тихого океана, частично растворены закисленной водой, что делает их легкой добычей для других животных.

Фото: iStock

Влияние парникового эффекта на планету можно уменьшить. Для этого нужно:

Сократить выбросы предприятий. В декабре 2015 года 195 стран мира и Евросоюз подписали Парижское соглашение. Его цель — снижение объема выбросов парниковых газов и предотвращение повышения глобальной температуры в этом столетии более чем на 1,5 °C (максимум — до 2 °C). На настоящий момент Парижское соглашение ратифицировали 186 стран и Евросоюз. Мировое сообщество планирует перейти на альтернативные источники энергии и современное оборудование, которое снизит поступление вредных веществ в атмосферу.

Применять технологии, сокращающие расход электроэнергии, в том числе энергосберегающую бытовую технику, люминесцентные или светодиодные лампы.

Использовать экологически бережные методы ведения сельского хозяйства, в том числе сократить расход азотных удобрений, своевременно утилизировать навоз. Также следует разумно относиться к употреблению мяса. Избыток мясных продуктов в рационе может навредить не только экологии, но и здоровью.

Перейти на автомобили с нулевым уровнем выбросов (работают на водороде и электричестве). Уже к 2030 году в Европе планируют сократить количество «традиционных» автомобилей на 55%, а к 2035 году — полностью от них отказаться.

Остановить процесс исчезновения лесов, бороться с нелегальной вырубкой и пожарами, причиной которых часто становятся пал травы, выброшенный окурок, тлеющий костер. Уничтоженные леса нужно своевременно восстанавливать.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.

Автор

Вера Жихарева

Парниковый эффект: причины и последствия

Парниковый эффект — природное явление повышения средней температуры в нижних слоях атмосферы Земли. Точкой отсчёта, от которой считается повышение температуры, берётся показатель теплового излучения, измеряемого из космоса. Вопреки расхожему мнению, сам парниковый эффект — явление последних тысячелетий, а не десятилетий. При этом он не является угрозой экологической ситуации на нашей планете, и более того — считается важным фактором зарождения жизни на Земле и её поддержания, — без парникового эффекта флора и фауна планеты быстро бы обеднела.

В негативном ключе уместно говорить лишь о процессе изменения (усиления) парникового эффекта, который за последние столетия превратился в серьёзную экологическую проблему. Вот, как устроен механизм образования парникового эффекта, вкратце: с момента первой промышленной революции, под воздействием человека начал стремительно меняться состав нижних слоёв атмосферы. Человек привнёс новые газы или повысил концентрацию уже содержащихся, — углекислого газа, водяного пара, озона и метана. Из-за этого изменился сам механизм парникового эффекта: атмосфера по-прежнему пропускает солнечную энергию, Земля по-прежнему нагревается, но образующееся тепло (из-за нового состава атмосферы) задерживается, не возвращаясь в космос. Как результат — средняя температура планеты начинает расти.

Наглядная демонстрация механизма работы парникового эффекта — «парники» или «теплицы», которые стоят у многих из нас на даче. Солнечные лучи проникают сквозь прозрачную крышу и стены, нагревают почву внутри, но тепло обратно не возвращается — физические барьеры парника его задерживают. Как результат — в теплицах температура всегда выше, чем снаружи. И никакого искусственного обогрева.

Такие газы, которые отражают или поглощают идущее от Земли излучение, называют «парниковыми». От их концентрации напрямую зависит оставшееся количество тепла в нижних слоях атмосферы. Первые серьёзные разговоры об опасности этого явления начались в 80-90-е годы прошлого столетия, примерно тогда, когда началась всемирная кампания по противостоянию глобальному потеплению, ведь усиление парникового эффекта — один из важнейших его причин.

Каковы причины возникновения парникового эффекта

Современная наука считает, что главной причиной усиления парникового эффекта являются газы, привнесённые в нижние слои атмосферы человеком. Основные среди них — водяной пар (составляющий 36-72%), диоксид углерода или углекислый газ (9-26%), метан (3-7%). Это основные но не единственные газы антропогенного происхождения, доля остальных настолько мала, что учёные предпочитают ими пренебрегать.

Объём водяного пара в нижних слоях атмосферы напрямую связан с температурой воздуха и поверхности нашей планеты: чем выше температура — тем выше объём (из-за испарения воды с поверхности), чем ниже температура — тем ниже объём, ведь при холодном климате избыточная влага превращается в осадки и снежно-ледовый покров, отражающий солнечную энергию. Этот феномен явно даёт нам понять, насколько сложным многоуровневым является процесс глобального потепления или глобального похолодания, — подобные проблемы человечеству нужно решать комплексно, а не борясь с отдельными «симптомами».

В современной науке уже утвердилось общее мнение касательно главной причины усиленного парникового эффекта, — экологи всего мира пришли к консенсусу, что виной этому явлению человек и его индустриальная активность в последние столетия. Как уже было сказано, влияние человека на парниковый эффект стало очевидным и существенным в период первой промышленной революции. Из-за огромного количества открывшихся во многих регионах мира фабрик и заводов, концентрация углекислого газа в атмосфере увеличилась на 30 процентов, а метана — почти на 150 процентов.

Дело в том, что для своей работы промышленные предприятия используют энергию природного топлива: угля, газа, нефти, — во время их сжигания выделяется углекислый и другие газы. Часть этих газов впитывают растения и океан, оставшаяся доля (почти половина) — остаётся в пределах атмосферы. Замедлить, а уж тем более остановить этот процесс практически невозможно, — население нашей планеты растёт, а вместе с ним — и спрос на продукты, производимые фабриками и заводами: на еду, транспорт, бытовые товары. Так что сейчас учёные дают неутешительные прогнозы: за последний век средняя температура повысилась на 0,7 градусов, а в будущем она будет расти со скоростью 0,2 градуса за каждые десять лет.

Ещё один важный фактор усиления парникового эффекта — массовая вырубка лесов. Нужно помнить, что растения впитывают углекислый газ, выделяя вместо него кислород. Чем меньше растений, тем меньшее количество диоксида углерода поглощается и перерабатывается. Как и в случае с индустриальной активностью человечества, этот процесс невозможно просто взять и остановить. Вырубка лесов — необходимость, обусловленная ростом населения Земли: людей становится больше, спрос на продукты сельского хозяйства растёт, следовательно — нужны новые территории для земледелия. Кроме того, сельскохозяйственная промышленность (если быть точнее — животноводство) — один из крупнейших «поставщиков» метана для атмосферы. А у этого газа парниковый потенциал даже больше, чем у диоксида углерода.

Очередная проблема, вызванная ростом населения Земли — увеличение объёма отходов и количества свалок, которые сегодня занимают тысячи и тысячи гектаров территории нашей планеты. Главная их опасность в том, что они (сами по себе или во во время горения) выделяют значительный объём углекислого газа и метана. Да, в последние десятилетия человечество всёрьез озаботилось проблемой утилизации отходов, однако в ближайшее время подобные кампании вряд ли кардинально поменяют картину. А это значит, что количество свалок и объём неутилизированных отходов продолжит расти.

Вот ещё несколько менее значительных факторов усиления парникового эффекта, которыми, тем не менее, нельзя пренебрегать:

Лесные пожары, которые, как и вырубка, влияют на объём углекислого газа, впитываемого растениями. Могут быть вызваны как природными, так и антропогенными факторами.

Транспорт с двигателем внутреннего сгорания. Автомобили, как и промышленные предприятия, используют природное топливо, во время сгорания которого выделяются газы, загрязняющие атмосферу и усиливающие парниковый эффект.

Химические удобрения через время после попадания в почву испаряются и привносят в атмосферу значительное количество азота, стимулирующего усиление парникового эффекта.

Какие последствия парникового эффекта?

Как мы уже убедились, в природе всё взаимосвязано. Следует опасаться не конкретно повышения температуры на доли градусов, а последствий, которые это небольшое (казалось бы) явление принесёт с собой. Главное из этих последствий — глобально потепление, которое может нанести колоссальный урон бедным странам. Цепочка такая: глобальное потепление приводит к масштабным засухам (или наоборот, потопам) — погибают сельхозугодья (а с ними и урожай) и пастбища (а с ними — и животные) — люди остаются без пропитания. Засуха на территории стран Африки грозит масштабным голодом и волнами миграций населения.

Серьёзному риску подвержены также территориально маленькие страны с однородным климатом, у которых не будет «запасного варианта» в случае радикальных и быстрых климатических изменений. При возникновении подобных аномалий, целые отрасли экономик окажутся под угрозой исчезновения, — то же сельское хозяйство, например. Подобным рискам подвержены Нидерланды, значительная часть которых расположена на воде, — в случае стремительного подъёма её уровня, даже такой развитой стране может не хватить времени и ресурсов, чтобы противостоять природе — строить дамбы и менять дислокацию сельскохозяйственных предприятий.

Также, усиление парникового эффекта и следующее за ним глобальное потепление наносит серьёзных урон по здравоохранительной системе, и масштаб негативного влияния в будущем будет только расти. Из-за аномальной жары повышается риск сердечно-сосудистых заболеваний, тепловых ударов, обмороков и приступов эпилепсии.

Повышенная температура стимулирует размножение и распространение животных, являющихся переносчиками болезней, — малярийных комаров, мух Цеце, энцефалитных клещей. Такие животные могут начать заселять территории, на которых у людей ещё нет иммунитета к подобным заболеваниям.

Глобальное потепление может вызвать вспышки или целые эпидемии таких инфекционных заболеваний:

Бабезиозы;
Жёлтая лихорадка;
Птичий грипп;
Холера;
Лихорадка Эбола;
Различные паразиты;
Сонная болезнь;
Чума.

Главная опасность подобных заболеваний даже не в высокой смертности или тяжёлых симптомах, а в форме их распространения: их разносчики — не люди, передвижения которых можно жёстко регламентировать, ограничивать и контролировать. Эти инфекции распространяют крошечные животные, защититься от которых куда сложнее.

Пути решения глобальной проблемы парникового эффекта

Проблема усиления парникового эффекта известна человечеству ещё с прошлого столетия. Полноценным началом кампании по борьбе с этим явлением считается 1988-й год, когда образовалась Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК). Группа учёных постоянно проводит исследования и мониторинг, раз в несколько лет публикуя результаты своей работы вместе с выводами и рекомендациями мировому сообществу, напоминая, какой газ провоцирует возникновение парникового эффекта.

Кроме того, большинство экономически активных стран подписали несколько основополагающих документов, направленных на сокращение выбросов парниковых газов: Рамочная конвенция ООН об изменении климата (1994 год), Киотский протокол (2005 год) и Парижское соглашение (2015 год).

Каждый из упомянутых договоров направлен на внедрение таких инициатив:

Регламентирование и жёсткий контроль над потреблением природных (ископаемых) источников энергии: угля, газа, нефти.

Оптимизация потребления энергии и её экономия на действующих предприятиях.

Внедрение и модернизация технологий по сбережению энергии.

Популяризация велотранспорта, общественного транспорта, электромобилей и личного электротранспорта через государственные льготы и субсидии.

Внедрение и популяризация альтернативных видов энергетики, создание государственных программ и инициатив, поддерживающих предприятия, перешедшие на возобновляемые источники энергии — солнце, ветер, воду.

Изобретение и внедрение новых, экологически безопасных хладагентов.

Экологические и природозащитные инициативы по защите лесов и предотвращению лесных пожаров.

К сожалению, учёным приходится констатировать тот факт, что даже все эти меры разом не смогут остановить ущерб атмосфере, а уж тем более — компенсировать. Максимум, на что мы можем рассчитывать, так это на постепенное снижение вредного воздействия. И это лишь очередное доказательство, что нам с вами (как и всему миру) нужно как можно скорее осознать масштаб этой проблемы и прикладывать максимум усилий, чтобы решить её.

Парниковый эффект: причины и возможные последствия

Одна из глобальных проблем современности — скопление парниковых газов, влияющее на теплообменные процессы Земли.

Глубокое изучение причин и последствий возникновения парникового эффекта, принятие мер для уменьшения выбросов вредных паров в атмосферу остановит развитие факторов, изменяющих климат, понижающих качество жизни человека.

Содержание

1 Парниковый эффект в атмосфере
2 Влияние человеческой деятельности на парниковый эффект
3 Быстрое увеличение средней глобальной температуры
4 Выбросы углекислого газа
5 Влияние парникового эффекта на климат
6 Влияние парникового эффекта на здоровье людей

Парниковый эффект в атмосфере

Парниковый эффект возникает вследствие задержки солнечной радиации, отражённой от земли в инфракрасном низкочастотном диапазоне, нижними слоями атмосферы. Источником явления служит накопление газа — водяного, углекислого, метана, озона.

Атмосферная «подушка безопасности» защищает от недопустимой жары и холода, сглаживает разницу дневных и ночных температур.

Основу парникового слоя составляют испарения воды. Вторым по значимости идёт двуокись углерода. Из-за разломов земной коры, разработки месторождений природного газа в атмосферу поступает метан. Объём озона увеличивается при переработке природного топлива.

Газы, вызывающие парниковый эффект

Учёные к последствиям парникового эффекта причисляют изменение климатических условий, затопление береговых участков суши, как следствие —экологические катастрофы.

Влияние человеческой деятельности на парниковый эффект

Учёные ссылаются на следующие факторы, приведшие к возникновению парникового эффекта в нижних слоях атмосферы:

эксплуатация месторождений, сжигание горючих ископаемых;
неконтролируемая вырубка лесов;
пожары, уничтожающие зелёные насаждения;
рост численности населения, как следствие — расширение энергозатратных производств;
развитие транспортной инфраструктуры, увеличение количества личных автомобилей, эксплуатация общественного, промышленного транспорта;
расширение площади орошаемых полей, увеличение поголовья домашнего скота, приводящее к повышению в воздухе концентрации метана;
применение азотных удобрений, использование авиации для распыления химикатов над сельскохозяйственными угодьями;
сжигание мусора на свалках.

Мнения экологов разделились. Одни считают главной причиной парникового эффекта на Земле антропогенную деятельность, в меньшей мере — влияние естественных факторов. Другие говорят о незначительном воздействии человека на изменения атмосферы, отдавая приоритет геологическим и биофизическим процессам, происходящим в земной коре.

Как бы то не было, влияние человека на изменение климата остаётся доказанным фактом.

Быстрое увеличение средней глобальной температуры

Одна треть солнечной энергии задерживается внешними слоями атмосферы, оставшееся количество доходит до поверхности планеты, отражаясь инфракрасным излучением. Хрупкое равновесие температурных показателей сохранялось тысячелетиями, пока учёные не обратили внимание на устойчивое повышение температурных показателей на Земле.

Разработка новых месторождений природного топлива, быстрое развитие производства, транспорта повлияло на климатические условия.

Важно! Увеличение объёма парникового слоя вызвало повышение средней глобальной температуры атмосферы и мирового океана с начала XX столетия на 0,7°С.

Особенно повлияла на эти процессы антропогенная деятельность за последние полвека. Экологи прогнозируют к 2100 году потепление на 5,8°С.

Температура растёт неравномерно. Над океаном её показатели меньше, чем над сушей, так как часть энергии затрачивается на испарение. В большей степени потепление зафиксировано в Арктике.

Выбросы углекислого газа

Явление парникового эффекта возникает в результате накопления в атмосфере не только водяных паров, но и двуокиси углерода. Увеличивающаяся концентрация углекислого газа — решающий фактор, приводящий к повышению средней температуры.

Причины образования СО2:

вулканическая деятельность;
гниение растительности;
эксплуатация природных месторождений горючих ископаемых;
внедрение новых технологий.

В результате развития энергоёмких промышленных предприятий, сжигания природных углеводородов, возрастает концентрация СО2, что приводит к увеличению плотности воздуха, изменению его давления. Как следствие, тепловая энергия, излучаемая землёй, удерживается в большем количестве, чем нужно.

Продолжительность эффективного пребывания диоксида углерода в атмосфере длится от 50 лет до двух веков. Этим объясняется значимость углекислого газа для парникового эффекта. Двуокись углерода уменьшает объём кислорода в составе воздуха, так как замещает химический элемент, а не дополняет.

Влияние парникового эффекта на климат

Экологи «бьют в колокола», чтобы избежать негативных последствий парникового эффекта.

Необратимыми станут следующие последствия:

Рост уровня мирового океана

Повышение температуры влияет на таяние ледников, термическое расширение воды. Сегодня уровень мирового океана вырос на 10–20 см и продолжит увеличиваться дальше, даже при стабилизации процесса. Это явление несёт угрозу затопления населённых пунктов, расположенных на побережье, затрагивает экономические и социальные аспекты жизни.

Обезвоживание почвы

Потепление вызовет ранний сход снежного покрова, измельчание естественных пресных водоёмов. В районах с дефицитом орошаемых земель аграрным хозяйствам придётся приспосабливаться к изменениям, применять новые методы агротехники, выращивать культуры, нетребовательные к поливу. Преобразуется структура лесов. Некоторые древесные породы исчезнут безвозвратно.

Изменение ландшафта

Повышение температуры станет причиной сокращения биологического разнообразия флоры и фауны.

Новая среда обитания в засушливых районах, неспособность приспособления к новым условиям жизни приведут к окончательному исчезновению отдельных видов растений и животных. Выжившие переместятся на новые участки суши. Морские экосистемы напротив станут наращивать биологическую массу, увеличивать парниковый эффект.

Увеличится риск природных катастроф

Изменение климата Земли проявится резкими температурными скачками, интенсивными частыми циклонами, тайфунами, штормами. Наглядный пример — разрушительное цунами на побережье Индийского океана 2004 года, унесшее жизни 300–400 тыс. человек.

Изучения заслуживают последствия глобального потепления на все отрасли экономики, социальные аспекты. Остановить процесс можно только огромными усилиями международного сообщества, координированием действий каждой страны.

Влияние парникового эффекта на здоровье людей

Парниковый эффект, последствия которого прогнозировать сложно, оказывает отрицательное влияние на качество жизни каждого человека.

Особенно пострадают лица из низших социальных слоёв. Они не смогут приобрести достаточное количество продовольствия для обеспечения организма необходимым набором питательных веществ. Последует голод, истощение, ослабление иммунитета.

Важно! Глобальное потепление, увеличение средней температуры воздуха несут прямую угрозу больным с патологиями сердечно-сосудистой системы. Летний зной провоцирует повышение артериального давления, сосудистые катастрофы.

Активизируются возбудители туберкулёза, холеры, чумы. Может превысить эпидемиологический порог заболевания лихорадкой Эбола, малярией, переносимых насекомыми. В связи с изменением климата расширится география распространения болезнетворных микроорганизмов. Неблагоприятные социальные условия и возникновения эпидемии приведут к массовой гибели людей по всей Земле.

Пути решения проблемы изменения климатических условий — привлечение мировой общественности к этому вопросу. Люди должны задуматься о будущем своих потомков, сделать всё возможное, для предотвращения катастрофы. Под силу каждому посадить дерево, пересесть с автомобиля на велосипед, соблюдать правила пожарной безопасности.

Узнайте еще много нового:

«Без парникового эффекта на Земле было бы минус 18 градусов» – Наука – Коммерсантъ

Что такое климат, как в нем участвуют люди и есть ли у человечества шанс не допустить критически опасное повышение температуры на Земле на два градуса? Об этом рассказывает Александр Чернокульский, старший научный сотрудник Лаборатории теории климата Института физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН, кандидат физико-математических наук.

Климатолог Александр Чернокульский

Фото: Игорь Иванко, Коммерсантъ

Климатолог Александр Чернокульский

Фото: Игорь Иванко, Коммерсантъ

«Климат теплеет, и ответственен за это человек»

— В мире то и дело возникают прямо-таки ураганы из геополитических спекуляций на климате. Но если отрешиться от геополитики, каковы основные климатические тенденции на Земле? Что самое важное в климатических событиях?

— Когда мы говорим об изменении климата, важно понимать, о каких горизонтах речь. Естественно, людей прежде всего интересует, что происходит с климатом сейчас, а не миллионы лет назад. Обывательское представление о климате — это «средняя погода» конкретного места, региона. Едем в Анапу отдыхать и смотрим, какой там климат, к чему готовиться.

А для ученых климат — система из пяти оболочек: помимо атмосферы это обязательно гидросфера, в первую очередь океан, криосфера — ледники, биосфера — леса, болота, все наши экосистемы — и литосфера — верхний слой суши, поскольку он тоже участвует, например, в био- и геохимических циклах, обмене углеродом на больших временных промежутках. Где-то в середине XX века пришло понимание, что климат — это не какое-то устойчивое состояние и что среднее за относительно короткий промежуток времени само по себе тоже может меняться.

Стали смотреть, почему климат меняется. Сербский ученый Милутин Миланкович в начале XX века нашел связь изменения климата, а именно перестройки ледниковых и межледниковых эпох, с астрономическими параметрами. Сжатость орбиты, наклон земной оси, ее прецессия — их цикличность немного перераспределяет энергию от Солнца по планете. Для смены ледниковых и межледниковых эпох важно, сколько энергии приходит от Солнца летом к Северному полушарию.

— Почему именно к Северному полушарию?

— В Северном полушарии больше суши, здесь запускается цепочка обратных связей, обусловленных снегом. Из-за изменений параметров орбиты меньше приходит солнца летом, дольше лежит снег, он белый, отражает солнечные лучи, еще чуть холодает и еще дольше лежит снег и так далее — и нарастает ледник. А потом снова изменения: тепла от солнца приходит больше — ледник отступает. Это длинные циклы: 40 тыс. лет—100 тыс.—400 тыс. лет.

Есть и другие циклы: солнечной активности, колебания в океане и так далее.

А есть так называемые импактные воздействия — например, метеорит упал, взорвался, в атмосферу поднялось гигантское количество пыли, она накрыла планету таким своеобразным аэрозольным экраном, он отражает часть солнечного света. Начинается резкое похолодание. Похожий сценарий мог бы воплотиться и после ядерного конфликта — это называется «ядерная зима». Или извержение супервулкана, при котором в атмосферу также попадает много аэрозолей.

— А сегодня что происходит?

— Мы переживаем такое импактное воздействие на климат, не цикличное, а разовое,— воздействие человека. В последние 200 лет мы начали массово сжигать ископаемое топливо, которое копилось миллионы лет, и увеличивать концентрацию парниковых газов в атмосфере, прежде всего углекислого газа, а еще метана, закиси азота. Концентрация этих парниковых газов сейчас выросла беспрецедентно, что хорошо видно по ледниковым кернам. Мало того, что высокая концентрация, которой не было уже несколько миллионов лет, так еще и беспрецедентная скорость, с которой она нарастает. Беспрецедентная по крайней мере для последнего миллиона лет: все это время концентрация колебалась в пределах 180–300 частей на миллион, а сейчас — уже 415 частей. По изотопному составу мы видим, что это происходит именно из-за использования ископаемого топлива.

Мы отправляем в атмосферу порядка 10 гигатонн углерода. Океан и биосфера пытаются поглотить часть этого, примерно по три гигатонны каждый — всего шесть. Поэтому океан становится кислым, а биота — более зеленой.

Ее разнообразие мы теряем, но у многих видов растений становятся более сочными и крупными листья и так далее. Но 4 гигатонны каждый год остаются в атмосфере, и концентрация углекислого газа растет, а это второй по значению парниковый газ после водяного пара. Водяной пар дает две трети парникового эффекта на Земле, углекислый газ — 25%, на остальные газы приходится порядка 9%. Если бы не было парникового эффекта, у нас равновесная температура (рассчитана в зависимости от того, сколько света приходит к нам от Солнца) составляла бы –18 градусов. Благодаря парниковому эффекту часть длинноволновой радиации от земли переотражается и возвращается обратно. В результате равновесная температура уже составляет +15 градусов. Так что парниковый эффект составляет 33 градуса.

Сейчас, увеличивая содержание углекислого газа в атмосфере, мы увеличиваем этот эффект еще на градус. Антропогенное воздействие оценивается порядка 2 ватт на квадратный метр. Парниковый эффект дает порядка 3 ватт, охлаждающее воздействие аэрозолей, твердых частичек, которые тоже выделяются в атмосферу при антропогенной деятельности, компенсирует 1 ватт.

И мы видим рост температуры воздуха и серьезное накопление тепла в океане.

Он поглощает 90% возвращающегося тепла, 4–5% поглощают криосфера и суша и 1% — атмосфера. Куда уходит избыток тепла — сейчас активно исследуется: видимо, идет в глубинные слои, частично обратно в атмосферу. Мы сейчас живем в эпоху радиационного неравновесия — 340 ватт на квадратный метр от Солнца к нам приходит, и лишь 339 ватт уходит в космос. 1 Вт• кв. м — разбаланс. Скептики говорят: ну что тут такого, 340 ватт доставляет Солнце и какие-то 2 ватта добавляют люди в парниковый эффект, но изменчивость солнца в зависимости от 11-летней цикличности составляет порядка 0,2 ватта, а мы своей жизнедеятельностью добавляем в десять раз больше! Современные изменения климата учеными уверенно связываются с использованием ископаемого топлива — это видно и по изотопному составу и балансовым оценкам, сколько всего добывается и сжигается ископаемого топлива. Мы знаем, что климат сейчас теплеет и что ответственен в этом человек!

«Проблема в том, что пока никто ничего сокращать не собирается»

— Могут ли международные соглашения в области климата как-то изменить ситуацию к лучшему?

— Это вопрос скорее политический и экономический. Понятно, что мы общество потребления и сейчас завязаны на использование ископаемого топлива. В начале этого века в Китае наблюдался просто безумный рост сжигания угля, поскольку почти все транснациональные корпорации вынесли туда свое производство. Уголь — самая дешевая энергия. Сейчас дешевеет солнечная энергетика, но она пока не замещает традиционные источники, а скорее дополняет.

Если вернуться к теме климата, то, если мы сейчас выведем на ноль этот углеродный след, перейдем на атомную, гидро-, солнечную и ветровую энергетику, мы останемся в парадигме более теплого климата, но не перейдем опасный рубеж в два градуса.

Переход этого рубежа может привести к существенному изменению климата, дестабилизации покровных ледников Антарктиды, большему росту уровня океана, большим экономическим и природным потерям.

Проблема в том, что пока никто ничего сокращать не собирается. Только Евросоюз что-то такое делает, а азиатские страны, США, да и мы не особо перестраиваем нашу энергетику. Да, мне кажется, люди и не очень понимают, как ее перестраивать. Это огромный процесс, который быстро не запустится и будет происходить долго.

— А есть ли еще способы изменить ситуацию к лучшему?

— Да, есть другое направление, и уже есть наработки по извлечению углекислого газа из атмосферы — это так называемая негативная эмиссия, по-русски звучит странно, но вот такой термин прижился. Речь идет, например, о том, что надо повсеместно высаживать леса из тех пород деревьев, которые более активно поглощают углекислый газ. Правда, сразу возникает вопрос, а что с этими лесами делать, потому что через несколько десятков лет эффект от выросшего леса становится незначительным. Его нужно вырубать, куда-то использовать, сажать новые деревья. Есть предложения о прямом улавливании углекислого газа, например о распылении базальтовой крошки, которая будет активно выщелачиваться за счет поглощения углекислого газа из атмосферы. Все эти эксперименты пока проводятся в маленьком масштабе — где-то в размере килотонны углерода в год, разница в шесть порядков с выбросами.

Пока это лишь разработки ученых, и не до конца понятно, получится ли что-то делать в больших масштабах.

Очевидно, что сейчас важно, чтобы параллельно шло несколько процессов для снижения углеродного следа: мы должны потреблять меньше энергии, вырабатывать ее на источниках, не связанных с ископаемым топливом, а также пытаться улавливать углекислый газ. Только тогда можно предотвратить убегание климата в «красную зону». И еще один момент важен: надо научиться адаптироваться к изменениям климата…

«Территория страны уменьшается»

— Место России в этих процессах? Как меняется климатическая ситуация в нашей стране?

— Как раз переходя к России, хотелось бы отметить, что мы уже давно говорим про адаптацию. У нас потепление идет более быстрыми темпами — в 2,5 раза быстрее, чем в мире в целом. С нами сравнимы только разве что такие же северные страны: Канада и скандинавские государства.

Среднегодовая температура в России выросла за 40 лет примерно на 2 градуса, а в мире — на 0,8 градуса.

Поэтому у нас изменения климата более яркие, но надо отметить, что климат у нас изначально очень холодный и во многих местах жить становится даже комфортнее. Исторически люди в основном селились в местах со среднегодовой температурой порядка +13–15 градусов, а у нас она составляет от 0 до +5 градусов, так что мы скорее находились в зоне некомфорта и только приближаемся к более приятной зоне с точки зрения человека как биологического вида. Проблема в другом, если вспомнить китайскую пословицу «Не дай вам бог жить в эпоху перемен!». Мы слишком уж быстро подходим к этой зоне, и вот эта скорость изменений может приводить к неприятным обстоятельствам.

— А что тут особенно плохого?

— Самое негативное последствие для России — это таяние вечной мерзлоты, где все наши умения жить в таких обстоятельствах приходят в негодность. В условиях долгой зимы многие населенные пункты привыкли жить в отсутствие дорог, передвигаться по зимникам, по льду, иметь связь с Большой землей, например, девять месяцев в году, а тут вдруг вместо девяти этих месяцев становится восемь, затем семь и так далее! В этом смысле нам надо адаптироваться.

Вдобавок на юге России уменьшается количество осадков, все чаще наступает засуха.

Очевидно, что смягчение зимних температур — плюс для организма, но одновременно растет повторяемость и интенсивность волн жары, к чему большинство населения страны, за исключением юга, не привыкло. Для нашей средней полосы +40 — невероятная жара, а недавно в Канаде на широте между Волгоградом и Саратовом фиксировалось почти +50 градусов — абсолютный рекорд для страны. Это то, к чему нужно быть готовым адаптироваться и нам — прийти к пониманию, например, что кондиционеры нужны всем. Зато на отопление мы будет тратить меньше.

Земля теплеет быстрее в полярных областях, на юге не так, потому что Антарктида — высокий континент, в Арктике это заметнее. Арктика открывается, становится меньше льда, растет уровень воды в океане за счет таяния покровных ледников и термического расширения воды. С уходом льда в Северном Ледовитом океане усиливается ветровое волнение.

В наши арктические берега, сложенные из тающей мерзлоты, начинают бить высокие волны, в итоге Россия в прямом смысле теряет метры береговой линии, территория страны уменьшается!

И не только у нас: похожий процесс наблюдается, например, и на Аляске. Это создает проблемы для формирования береговой инфраструктуры, необходимой для обслуживания Северного морского пути, о котором так много говорится и так далее. И это тоже существенный вызов.

— Простите за обывательский вопрос, но в обществе популярна тема климатического оружия. Возможно ли его создание, ведь точечно люди научились управлять природой, например разгонять облака перед парадами?

— Здесь важно слово «управлять». С точки зрения общих физических принципов в климате сложно сделать что-то управляемое без последствий для своей страны. Оружие, которое бьет и по врагу, и по себе, как минимум странное. Воздействовать точечно на погоду мы научились, но это очень локальный, кратковременный и, самое главное, дорогой, энергозатратный процесс. Может быть, с точки зрения подавления града это и оправданно, но даже там эффективность подтвердить сложно. Про климат в целом — не думаю, что такое оружие возможно, поскольку нет границ в атмосфере, воздействовать на кого-то целенаправленно очень сложно, не получив при этом неожиданного побочного эффекта в своей стране.

Интервью взял Владимир Александров, «Прямая речь»

Парниковый эффект

ecology.gpntb.ru > Тематические выставки > 2009 > Парниковый эффект

Наверх

Парниковый эффект.

1. Д9-09/59650

Силвер, Джерри

Глобальное потепление без тайн: Путеводитель/ Джерри Силвер. — Москва, 2009. — 336 с. — Б.ц.

УДК 551.583+504.7

Рубрики ГПНТБ: Климат. Изменения

Парниковый эффект атмосферы

Аннотация: Рассмотрены следующие вопросы: симптомы глобального потепления, последствия глобального потепления, происхождение и воздействие парниковых газов, воздействие парниковых газов на атмосферу, последствия изменения климата и многие другие

2. Хачиян, А.С.

Автомобильный транспорт и парниковый эффект/ А.С. Хачиян, И.Г. Шишлов, А.В. Вакуленко //Транспорт на альтернативном топливе. — 2008. — № 2. — С. 68-70. — Библиогр.: 2 назв. (Шифр в БД У3744)

Аннотация: Необходимость перехода на возобновляемые источники энергии для снижения выбросов двуокиси углерода в атмосферу. Глобальные изменения климата.

3. Ерёмкин, А.И.

Энергоэкологическая эффективность очистки выбросов при наличии парниковых газов/ А.И. Ерёмкин, М.Г. Зиганшин //Региональная архитектура и строительство. — 2007. — № 2. — С. 15-19. — Библиогр.: 1 назв. (Шифр в БД У3664)

Аннотация: Определение критериев для оценки экологического совершенства газоочистных систем. Предотвращение загрязнения атмосферы «парниковыми газами».

4. Д9-07/34523

Крейнин, Е.В.

Парниковый эффект: гипотезы, Киотский протокол, технические рекомендации/ Е.В. Крейнин, А.М. Карасевич. — Москва, 2007. — 256 с. — Б.ц.

УДК 504.7+551.52+504.38+551.583

Рубрики ГПНТБ: Парниковый эффект атмосферы

Климат. Изменения

Аннотация: Дан анализ антропогенных причин возникновения парникового эффекта; рассмотрены основные принципы Рамочной конвенции ООН и Киотского протокола, киотские квоты и законодательная база, их рыночные механизмы и требуемая отчетность; предложены технические решения по сокращению выбросов парниковых газов и технологии улавливания и утилизации CO-(2).

5. Ж2-09/47044

Башмаков, И. А.

Низкоуглеродная Россия: 2050 год/ И.А. Башмаков. — Москва, 2009. — 198 с.. — Б.ц.

УДК 504.7

Рубрики ГПНТБ: Парниковый эффект атмосферы

Аннотация: В этой модели учтены не только технократические, но и социально-политические факторы, влияющие на построение в России «низкоуглеродного» общества на основе реализации мер государственной политики по ограничению эмиссии парниковых газов.

6. Д9-09/59650

Силвер, Джерри

Глобальное потепление без тайн: Путеводитель/ Джерри Силвер. — Москва, 2009. — 336 с. — Б.ц.

УДК 551.583+504.7

Рубрики ГПНТБ: Климат. Изменения

Парниковый эффект атмосферы

7. Д9-07/34523

Крейнин, Е.В.

УДК 504.7+551.52+504.38+551.583

Рубрики ГПНТБ: Парниковый эффект атмосферы

Климат. Изменения

8. Крейнин, Е.В.

Парниковый эффект: причины, прогнозы, рекомендации/ Е.В. Крейнин //Экология и промышленность России. ЭКиП. — 2005. — № Июль. — С. 18-23. — Библиогр.: 5 назв. (Шифр в БД У1907)

Аннотация: Основные источники техногенного выброса парниковых газов и методы расчета эмиссии парниковых газов. Стратегические пути снижения парникового эффекта и оценка динамики изменения величины выбросов углекислого газа и углеродоемкости внутреннего валового продукта в России.

9. Д9-08/47759

Коноваленко, В. А.

Климат: ледниковый период или парниковый эффект / В. А. Коноваленко ; под ред. С. И. Маркова. — СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2008 (СПб.). — 75 с. : ил. + 1 л. ил. — Библиогр.: с. 74 (10 назв.). — 500 экз. — Б. ц.

ГРНТИ 37. 23 УДК 551.58

Рубрики: Климат

10. Д9-04/10150

Семенов, С. М.

Парниковые газы и современный климат Земли / С.М. Семенов. — М. : Метеорология и гидрология, 2004 (Обнинск). — 175 с. : ил. — Библиогр.: с. 162-175. — 300 экз. — ISBN 5-7699-0019-9 : Б. ц.

ГРНТИ 87.17.09; 37.23 УДК 504.7; 551.510.52; 551.58

Рубрики: Парниковый эффект атмосферы

Климатология

11. Сорохтин, О.Г.

Парниковый эффект: Миф и реальность/ О.Г. Сорохтин //Вестник Российской академии естественных наук. — 2001. — Т. 1, № 1. — С. 8-21. — Библиогр.: 27 назв. (Шифр в БД У2937)

Аннотация: Глобальное потепление климата. Антропогенные выбромы в атмосферу углекислого газа. Новый взгляд на проблему.

12. Крейнин, Е.В.

13. Сорохтин, О.Г.

Парниковый эффект и Киотский протокол/ О.Г. Сорохтин //Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. — 2006. — № 2. — С. 30-39. — Библиогр.: 25 назв. (Шифр в БД У2487)

Аннотация: Киотский протокол как типично ошибочное решение важной климатологической проблемы. Влияние парниковых газов на климат Земли.

14. Крейнин, Е.В.

Глобальный климат и парниковый эффект: причинно-следственные связи. Киотский протокол и технические решения/ Е.В. Крейнин, А.С. Евергетидова //Экология и промышленность России. ЭКиП. — 2007. — № май. — С. 43-45. — Библиогр.: 6 назв. (Шифр в БД У1907)

Аннотация: Основные гипотезы изменения климата. Приоритетность антропогенных выбросов парниковых газов в проблеме климат — парниковый эффект. Сокращение выбросов и утилизация антропогенных газов — повышение эффективности использования органического топлива, новые технологии его сжигания с извлечением диоксида углерода.

15. Голубев, В.Н.

Парниковый эффект и морские льды Арктики/ В.Н. Голубев //Земля и Вселенная. — 2007. — № 6. — С. 58-63. (Шифр в БД Р1916)

Аннотация: Роль морских льдов Арктики в формировании парникового эффекта. Внутригодовые колебания содержания углекислого газа в атмосфере — аналог крупных климатических событий, обусловленных перестройкой глобального термического режима и ведущих в результате к изменению содержания углекислого газа в атмосфере и гидросфере.

16. Израэль, Ю.А.

Пример вычисления критических границ содержания парниковых газов в атмосфере с помощью минимальной имитационной модели парникового эффекта/ Ю.А. Израэль, С.М. Семенов //Доклады Академии наук / РАН. — 2003. — Т. 390, № 4. — С. 533-536. — Библиогр.: 7 назв. (Шифр в БД Р156)

17. Юдкевич, И.

Теплее, еще теплее/ И. Юдкевич //Деловой экологический журнал. — 2003. — № 3. — С. 17-19 (Шифр в БД У2972)

Кл.слова (ненормированные): парниковый эффект

Аннотация: Киотский протокол. Изменение климата.

18. Выбросы парниковых газов объектами тепло- и электроснабжения предприятия/ Л.В. Дудникова, О.В. Маслеева, Т.И. Курагина, Г.В. Пачурин //Экология и промышленность России. ЭКиП. — 2009. — № Май. — С. 28-29. (Шифр в БД У1907)

Аннотация: Оценка воздействия на окружающую среду в результате хозяйственной деятельности не только токсичных веществ, но и веществ, способствующих проявлению парникового эффекта.

19. Ахмедов, Э.Р.

Улавливание углекислого газа из продуктов горения топлива в целях его полезного использования и сокращения выбросов парниковых газов/ Э.Р. Ахмедов //Вести в электроэнергетике. — 2007. — № 6. — С. 44-50. — Библиогр.: 11 назв. (Шифр в БД У2931)

Аннотация: Экология в энергетике. Сущность парникового эффекта и глобального потепления. Пути решения проблемы

20. Коробова, О.С.

Будущее международного соглашения о сокращении эмиссии парниковых газов и возможности России/ О.С. Коробова //Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2007. — № 9. — С. 183-190. — Библиогр.: 6 назв. (Шифр в БД Н/15007)

Аннотация: Проведение мероприятий, направленных на снижение уровня выбросов парниковых газов и развитие «углеродного рынка». Выполнение Россией обязательств по Киотскому протоколу.

21. Райкевич, С.И.

Технологии сокращения эмиссии парниковых газов в атмосферу при разработке месторождений нефти и газа/ С.И. Райкевич, Р.М. Минигулов //Наука и техника в газовой промышленности. — 2007. — № 2. — С. 8-15. — Библиогр.: 22 назв. (Шифр в БД У2448)

Аннотация: Влияние парниковых газов на потепление климата Земли (углекислый газ, метан, оксиды азота). Киотский протокол. Разработка новых методов газодинамических исследований скважин, не требующих сжигания газа на факелах, на Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении.

22. Павленко, Ю.П.

Парниковые газы (неточности и заблуждения)/ Ю.П. Павленко //Энергия: экономика, техника, экология. — 2004. — № 2. — С. 42-43 (Шифр в БД Р2901)

Аннотация: Проблема сокращения выбросов углекислых газов, определяющих парниковый эффект.

23. Крейнин, Е.В.

Негативное воздействие парниковых газов на глобальное изменение климата/ Е.В. Крейнин //Газовая промышленность. — 2004. — № 1. — С. 70-71. — Библиогр.: 6 назв. (Шифр в БД Р23)

Аннотация: Антропогенное выделение углекислоты в процессе сжигания органического топлива. Развитие парникового эффекта. Новые технологии сжигания органического топлива без выбросов углекислоты и окислов азота.

24. Ясаманов, Н.А.

Современные геологические процессы и глобальное потепление/ Н.А. Ясаманов //Разведка и охрана недр. — 2003. — № 1. — С. 59-63. — Библиогр.: 9 назв. (Шифр в БД У200)

УДК 551.583

Рубрики ГПНТБ: Климат — Изменения

25.Отчет о Всемирной конференции по изменению климата (Москва, октябрь 2003 г.) //Экосинформ: Федеральный вестник экологического права. — 2003. — № 10. — С. 34-48 (Шифр в БД Р3118)

Аннотация: Обсуждение проблемы изменения климата, роли антропогенных и природных факторов. Поиск путей уменьшения антропогенных эмиссий. Мнения по Киотскому протоколу.

26.. Безносов, В.Н.

Возможные изменения водной биоты в период глобального потепления климата/ В.Н. Безносов, А.Л. Суздалева //Водные ресурсы. — 2004. — Т. 31, № 4. — С. 498-503. — Библиогр.: 38 назв. (Шифр в БД Р2593)

Аннотация: Использование результатов исследования водоемов, подвергающихся постоянному многолетнему тепловому загрязнению (водоемы-охладители атомных и тепловых электростанций) для прогноза последствий потепления климата.

27. Изменчивость климата Арктики в контексте глобальных изменений/ О.М. Йоханнессен, Л.П. Бобылев, С.И. Кузьмина и др. //Вычислительные технологии. — 2005. — Т. 10, Спец. вып.: Вычислительные и информационные технологии для наук об окружающей среде: CITES 2005, Ч. 1. — С. 56-62. — Библиогр.: 7 назв. (Шифр в БД У2107)

Аннотация: Арктические льды как индикатор глобального потепления.

28. Юлкин, М.

Как сдержать изменение климата после 2012 года?/ М. Юлкин //Экосинформ. — 2006. — № 1. — С. 19-26. (Шифр в БД Р3118)

Аннотация: Устойчивое развитие. Киотский протокол 1997 г. Сокращение выбросов в атмосферу парниковых газов.

29. Перльштейн, Г.З.

Изменения криолитозоны в условиях современного потепления климата/ Г.З. Перльштейн, А.В. Павлов, А.А. Буйских //Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. — 2006. — № 4. — С. 305-312. — Библиогр.: 18 назв. (Шифр в БД Р2830)

Аннотация: Необходимость опережающего изучения последствий потепления климата для регионов Севера, которым может быть нанесен невосполнимый экологический ущерб.

30. Д7-92/99131

Дегтерев, А. Х.

Экология потепления/ А.Х. Дегтерев; Государственный океанографический институт. — Москва: Гидрометеоиздат, Московское отделение, 1992. — 79 с.. — Б.ц.

УДК 551.583+504.055

ДДК 577.276

Рубрики ГПНТБ: Климат. Изменение. Окружающая среда

Рубрики БК: Global warming

Аннотация: Опасность для Земли парникового эффекта. Необходимость изменения технологий для уменьшения потепления.

Парниковый эффект — Британская геологическая служба

«Парниковые газы» имеют решающее значение для поддержания на нашей планете подходящей температуры для жизни. Без естественного парникового эффекта тепло, излучаемое Землей, просто уходило бы наружу от поверхности Земли в космос, и средняя температура Земли была бы около -20°C.

Парниковые газы

Парниковый эффект: часть инфракрасного излучения Солнца проходит через атмосферу, но большая часть поглощается и переизлучается во всех направлениях молекулами парниковых газов и облаками. Результатом этого является нагревание поверхности Земли и нижних слоев атмосферы.

Парниковый газ называется так потому, что он поглощает инфракрасное излучение Солнца в виде тепла, которое циркулирует в атмосфере и в конечном итоге теряется в космосе. Парниковые газы также увеличивают скорость, с которой атмосфера может поглощать коротковолновое излучение Солнца, но это оказывает гораздо более слабое влияние на глобальные температуры.

CO ₂, выбрасываемый при сжигании ископаемого топлива, накапливается в виде изолирующего слоя вокруг Земли, улавливая больше солнечного тепла в нашей атмосфере. Действия, совершаемые человеком, называются антропогенными действиями; антропогенный выброс CO ₂ способствует усилению парникового эффекта.

Какие газы вызывают парниковый эффект эффект?

Вклад парникового газа в парниковый эффект зависит от того, сколько тепла он поглощает, сколько повторно излучает и сколько его находится в атмосфере.

В порядке убывания перечислены газы, которые больше всего способствуют парниковому эффекту Земли:

водяной пар (H ₂ O)
двуокись углерода (CO ₂ )
закись азота (N ₂ O)
метан (CH ₄ )
озон (O ₃ )

излучают (известный как их потенциал глобального потепления или ПГП), CH ₄ в 23 раза эффективнее, а N ₂ O в 296 раз эффективнее, чем CO ₂ . Однако в атмосфере Земли СО ₂ гораздо больше, чем СН ₄ или N ₂ O.

Не весь парниковый газ, который мы выбрасываем в атмосферу, остается там на неопределенный срок. Например, количество CO ₂ в атмосфере и количество CO ₂ , растворенного в поверхностных водах океанов, находятся в равновесии, поскольку воздух и вода хорошо смешиваются на поверхности моря. Когда мы добавляем больше CO ₂ в атмосферу, часть его растворяется в океанах.

Антропогенные парниковые газы

С начала промышленной революции в середине 18 века деятельность человека значительно увеличила концентрацию парниковых газов в атмосфере. Следовательно, измеренные атмосферные концентрации CO ₂ во много раз превышают доиндустриальные уровни.

Обзор глобальных антропогенных выбросов парниковых газов в 2017 г.; цифры здесь выражены в СО2-эквивалентах. Инвентаризация выбросов и стоков парниковых газов в США за 1990–2015 годы (EPA, 2017).

Основные источники антропогенных парниковых газов

Уровни углекислого газа сейчас значительно выше, чем когда-либо за последние 750 000 лет. Сжигание ископаемого топлива привело к повышению содержания CO ₂, от атмосферной концентрации примерно 280 частей на миллион (частей на миллион) в доиндустриальную эпоху до более 400 частей на миллион в 2018 году. Это увеличение на 40 процентов с начала промышленной революции.

CO ₂ концентрации увеличиваются со скоростью около 2–3 частей на миллион в год и, как ожидается, к концу 21 века превысят 900 частей на миллион.

Если это будет продолжаться, наряду с ростом выбросов CH ₄ и других парниковых газов, к 2100 году глобальная средняя приземная температура может повыситься на 4,8 °C по сравнению с доиндустриальным уровнем. Следовательно, некоторые ученые предлагают ограничивать концентрации, чтобы удерживать изменение температуры ниже +2°C. Это будет включать значительное сокращение антропогенных выбросов парниковых газов к середине 21 века за счет крупномасштабных изменений в энергетических системах и землепользовании.

В 2010 году сжигание угля, природного газа и нефти для производства электроэнергии и тепла было крупнейшим источником глобальных выбросов парниковых газов (25 процентов). Для сравнения, в 2010 году 14 процентов глобальных выбросов парниковых газов приходилось на сжигание ископаемого топлива для автомобильного, железнодорожного, воздушного и морского транспорта.

На сельское хозяйство, вырубку лесов и другие изменения в землепользовании приходится одна четверть чистых антропогенных выбросов парниковых газов. Согласно отчету Организации Объединенных Наций, на домашний скот приходится около 14,5% этого объема. Основными источниками выбросов являются:

производство и переработка кормов (45%)
выход парниковых газов при пищеварении коровами (39%)
разложение навоза (10%

Остальное приходится на переработку и транспортировку продуктов животного происхождения.

Более высокие концентрации CH ₄ в атмосфере также вызываются изменениями в землепользовании и водно-болотных угодьях, потерями в трубопроводах и выбросами на свалках. Использование удобрений также может привести к повышению N ₂ Концентрация O.

По оценкам, сельское хозяйство является основной движущей силой примерно 80 % вырубки лесов во всем мире. Источник: Pixabay.com.

Производство цемента выделяет CO ₂ в атмосферу при нагревании карбоната кальция с образованием извести и CO ₂ .

Оценки различаются, но широко признано, что цементная промышленность производит от пяти до восьми процентов глобальных антропогенных выбросов CO ₂, из которых 50 процентов образуются в результате самого химического процесса, а 40 процентов — в результате сжигания топлива для усилить этот процесс. Количество СО ₂, выбрасываемых цементной промышленностью, составляет более 900 кг CO ₂ на каждые 1000 кг произведенного цемента.

Цементный завод в Клитеро. Цементная промышленность производит около пяти процентов глобальных антропогенных выбросов CO2. © Алан Мюррей-Раст.

Аэрозоли — это мелкие взвешенные в атмосфере частицы, которые могут образовываться при сжигании ископаемого топлива. Другие антропогенные источники аэрозолей включают загрязнение от автомобилей и заводов, хлорфторуглероды (ХФУ), используемые в холодильных системах, а также ХФУ и галоны, используемые в системах пожаротушения и производственных процессах. Аэрозоли также могут быть получены естественным путем в результате ряда естественных процессов, например. лесные пожары, вулканы и изопрен, выделяемый растениями.

Мы знаем, что парниковые газы согревают поверхность Земли, но аэрозольное загрязнение атмосферы может нейтрализовать этот эффект потепления. Например, сульфатные аэрозоли от сжигания ископаемого топлива оказывают охлаждающее действие, уменьшая количество солнечного света, достигающего Земли.

Аэрозоли также оказывают пагубное воздействие на здоровье человека и воздействуют на другие элементы климатической системы, например, на осадки.

Дюны вулканического пепла Тарвурвур, Папуа-Новая Гвинея. Морская соль, пыль и вулканический пепел являются тремя распространенными типами аэрозолей. Аэрозоли непосредственно рассеивают и поглощают радиацию. Рассеяние излучения вызывает охлаждение атмосферы, тогда как поглощение может вызывать потепление атмосферы. Источник: © Таро Тайлер.

Сноски

1. Усиленный парниковый эффект

«Парниковые газы» на самом деле имеют решающее значение для поддержания на нашей планете пригодной для жизни температуры, без них на Земле было бы около минус 17 градусов! Антропогенный или антропогенный выброс углекислого газа способствует дополнительному или усилению парникового эффекта.

Сноска

Определение

Парниковый эффект | Климатическое управление Северной Каролины

«Парниковый эффект» — это эффект атмосферных газов, таких как углекислый газ, поглощающих энергию солнца и земли и «улавливающих» ее у поверхности Земли, нагревая Землю до диапазона температур, благоприятного для жизни. .

Какое мне дело? Без парникового эффекта земля была бы намного холоднее, чем сейчас, и жизнь была бы затруднена. Однако слишком сильное парниковое потепление может поднять глобальные температуры до уровня, который значительно отличается от нынешнего климата.

Я уже должен быть знаком с: Энергетический баланс Земли, радиация, длинноволновая и коротковолновая радиация

Рисунок A. Жозеф Фурье. (Изображение из Википедии).

«Парниковый эффект» — это не то же самое, что глобальное потепление. «Глобальное потепление» относится к увеличению средней глобальной температуры из-за чрезмерного количества парниковых газов. Парниковый эффект описывает важнейшую функцию нашей атмосферы: поддерживать температуру земли достаточной для поддержания жизни.

Парниковый эффект чем-то похож на процесс, происходящий в настоящей теплице. Первоначальная концепция парникового эффекта восходит к 1824 году с Жозефом Фурье. Стекло теплицы пропускает внутрь солнечную радиацию, которая прогревает землю внутри, которая, в свою очередь, прогревает воздух над землей длинноволновым (тепловым) излучением. Затем стекло выступает в качестве барьера, не позволяющего теплому воздуху внутри смешиваться с более холодным воздухом снаружи теплицы.

Парниковые газы в атмосфере пропускают коротковолновое солнечное излучение, и из-за химических свойств газов они не взаимодействуют с солнечным светом. Но они поглощают длинноволновое излучение земли и излучают его обратно в атмосферу, в отличие от теплицы, которая не позволяет длинноволновому излучению выходить через стекло. Увеличение захваченной энергии приводит к повышению температуры на поверхности земли. Это заставило некоторых людей переименовать процесс в «парниковый эффект атмосферы» или просто «парниковый эффект».

Рисунок B. Парниковый эффект. (Изображение из EPA).

Наиболее распространенными парниковыми газами, ответственными за парниковый эффект в атмосфере, являются водяной пар, двуокись углерода, метан, закись азота и озон. Эти парниковые газы поддерживают температуру поверхности Земли примерно на 60F выше, чем можно было бы ожидать без присутствия этих газов.

Парниковый эффект работает следующим образом: во-первых, солнечная энергия проникает в верхние слои атмосферы в виде коротковолнового излучения и спускается к земле, не вступая в реакцию с парниковыми газами. Затем земля, облака и другие земные поверхности поглощают эту энергию и выделяют ее обратно в космос в виде длинноволнового излучения. Когда длинноволновое излучение поднимается в атмосферу, оно поглощается парниковыми газами. Затем парниковые газы испускают свое излучение (также длинноволновое), которое часто поглощается и излучается различными поверхностями, даже другими парниковыми газами, пока в конечном итоге не покинет атмосферу. Поскольку часть повторно испускаемой радиации возвращается к поверхности земли, она нагревается сильнее, чем если бы не было парниковых газов.

Если бы концентрация парниковых газов на Земле увеличилась, а в атмосфере больше ничего не изменилось, то можно было бы ожидать повышения температуры поверхности. Количество радиации, направленной обратно на Землю, будет увеличиваться, и это будет нагревать поверхность по мере того, как мировой энергетический баланс приспосабливается к новым условиям. Однако Земля имеет очень сложную климатическую систему, и если бы это увеличение энергии произошло, другие вещи, такие как повышенное испарение и образование облаков, а также таяние полярных льдов, вероятно, произошли бы и взаимодействовали неожиданным образом, что также привело бы к дальнейшим изменениям в регионе. как глобальная температура и климат.

Ниже представлено видео Национальной академии наук , в котором объясняется, как парниковый эффект поддерживает на нашей планете более высокую температуру за счет парниковых газов, чем в противном случае.

Хотите узнать больше?

Парниковые газы, водяной пар, углекислый газ, метан, закись азота, озон, галогенуглероды, озоновый слой

Ссылки на национальные стандарты естественнонаучного образования:

к естественным процессам.

Задания, сопровождающие информацию выше:

Задание: Деревья и углерод (версия исходного задания в формате pdf.)

Описание: Это задание поможет учащимся понять важность леса. уровень углекислого газа и количество углерода, которое деревья способны хранить. Полезно в основном для класса AP по науке об окружающей среде.

Отношения к темам : Парниковый эффект, Парниковые газы, Глобальное потепление и изменение климата

Деятельность: Что такое теплица? (Ссылка на исходное задание.)

Описание: Это задание посвящено тому, как теплица удерживает тепло. Студенты будут строить модель теплицы, чтобы объяснить этот процесс.

Связь с темами : Длинноволновое и коротковолновое излучение, парниковый эффект, парниковые газы, озон, закись азота, двуокись углерода, метан, водяной пар, галоидоуглеводороды

Последствия парникового эффекта

Последствия парникового эффекта: от опустынивания до наводнений

#природа

Действия человека вызывают повышение глобальной температуры. По этой причине парниковый эффект, который далеко не является нашим великим союзником, как это было в прошлом, теперь представляет собой риск для нашего выживания. Затопление прибрежных городов, опустынивание плодородных территорий, таяние ледниковых масс и распространение разрушительных ураганов — вот лишь некоторые из основных последствий.

Глобальное потепление оказывает глубокое влияние на процессы деградации почв и способствует опустыниванию самых засушливых районов планеты.

Повышение глобальной температуры планеты вызывает повышение уровня моря, что приведет к исчезновению островов и прибрежных городов.

БОРЬБА С ПОСЛЕДСТВИЯМИ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА

Хотите, чтобы кто-нибудь рассказал вам об этом? Послушайте эту статью. Для тех, кто хочет изменить мир.

Транскрипция голоса подкаста [PDF]

ЧТО ТАКОЕ ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ

Парниковый эффект является естественным явлением и приносит нам пользу. Некоторые газы в атмосфере удерживают часть теплового излучения, испускаемого поверхностью Земли после нагревания солнцем, это поддерживает температуру планеты на уровне, пригодном для развития жизни. Деятельность человека — например, в промышленности, интенсивном сельском хозяйстве и животноводстве или на транспорте — однако увеличила присутствие этих газов в атмосфере — в основном двуокись углерода и метан в результате сжигания ископаемого топлива, такого как уголь, нефть или газ, — заставляя их удерживать больше тепла и повышать температуру на планете. Это то, что мы знаем как глобальное потепление.

КАК ПРОИЗВОДИТСЯ ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ

СМ. ИНФОГРАФИКУ: Вы знаете, как возникает парниковый эффект? [PDF] Внешняя ссылка, открывается в новом окне.

ПОСЛЕДСТВИЯ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА

Повышение средней температуры на Земле меняет условия жизни на планете. Давайте узнаем об основных последствиях этого явления:

Таяние ледниковых масс
Отступление ледников также имеет свои последствия: снижение альбедо — процентной доли солнечной радиации, которую земная поверхность отражает или возвращает в атмосферу — глобальное повышение уровня моря и выброс больших метановых столбов – это лишь некоторые из них, однако все они драматичны для планеты.
Затопление островов и прибрежных городов
По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК, 2014 г.), за период 1901-2010 глобальный средний уровень моря поднялся на 19 сантиметров. Подсчитано, что к 2100 году уровень моря будет на 15-90 сантиметров выше, чем сейчас, и будет угрожать жизни 92 миллионов человек.
Ураганы станут более разрушительными
Усиление парникового эффекта не вызывает эти экстремальные климатические явления, но увеличивает их интенсивность. Образование ураганов связано с температурой моря — они образуются только над водами, температура которых не ниже 26,51 ºC —.
Миграция видов
Многие виды животных будут вынуждены мигрировать, чтобы пережить изменения в основных климатических условиях, вызванные прогрессивным повышением температуры. Людям также придется переехать: по данным Всемирного банка, к 2050 году число людей, вынужденных покинуть свои дома из-за сильной засухи или сильных наводнений, может достичь 140 миллионов человек.
Опустынивание плодородных территорий
Глобальное потепление оказывает глубокое влияние на процессы деградации почв и способствует опустыниванию территорий на планете, явлению, уничтожающему весь биологический потенциал пораженных регионов, превращая их в бесплодные и непродуктивные земли . Как было признано ООН по случаю Всемирного дня борьбы с опустыниванием в 2018 г., 30% земель деградировали и потеряли реальную ценность.
Воздействие на сельское хозяйство и животноводство
Глобальное потепление уже изменило продолжительность вегетационного периода на значительной части планеты. Точно так же изменения температуры и времени года влияют на распространение насекомых, инвазивных сорняков и болезней, которые могут поражать сельскохозяйственные культуры. То же самое происходит и с домашним скотом: климатических изменений напрямую влияют на важные виды различными способами: воспроизводство, обмен веществ, болезни и т. д.

Оттаивание приведет к глобальному повышению уровня моря и выбросу большего количества метана, среди прочих последствий.

Интенсивность ураганов будет выше из-за парникового эффекта.

Многие виды животных мигрируют из-за высоких температур.

С глобальным потеплением насекомые, инвазивные сорняки и болезни повлияют на урожай.

ПОСЛЕДСТВИЯ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Парниковый эффект также непосредственно влияет на здоровье человека через:

Нехватка продовольствия
Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) заявляет, что изменение климата вызывает серьезные сомнения в наличии продовольствия: в своем последнем двухгодичном отчете о состоянии мирового продовольственного и сельскохозяйственного сельскохозяйственное производство приведет к нехватке продовольствия, что наиболее серьезно затронет страны Африки к югу от Сахары и Южную Азию.
Распространение болезней и пандемий
Помимо проблем, возникающих непосредственно из-за загрязнения, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) заявляет, что глобальное потепление вызовет распространение инфекционных заболеваний , таких как малярия, холера или лихорадка денге, во многие другие районы планеты. С другой стороны, сильная жара увеличивает и усугубляет сердечно-сосудистые и респираторные заболевания.

Сокращение сельскохозяйственного и животноводческого производства приведет к нехватке продовольствия.

Глобальное потепление приведет к распространению инфекционных заболеваний по всей планете.

КАК РЕШИТЬ ПОСЛЕДСТВИЯ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА

Сокращение выбросов так называемых парниковых газов, таких как CO ₂ или CH ₄, — не единственное решение для сдерживания парникового эффекта. Международные организации также соглашаются со следующими рекомендациями:

Используйте возобновляемые источники энергии. Они способствуют нашему прогрессу в сохранении окружающей среды и преодолении кризиса исчерпаемых источников энергии, таких как газ и нефть.
Пользуйтесь общественным транспортом и другими экологически чистыми средствами, такими как электромобили или велосипеды.
Повышение экологической грамотности граждан и различных администраций.
Приверженность вторичной переработке и экономике замкнутого цикла.
Сокращение потребления мяса и пищевых отходов.
Потребляйте органические продукты.

Действия по борьбе с изменением климата является синонимом любой политики, меры или программы, направленной на сокращение выбросов парниковых газов, повышение устойчивости к изменению климата или поддержку и финансирование этих целей. Парижское соглашение (2015 г.) было первым крупным международным соглашением, направленным на достижение этих целей. На COP21, когда она была подписана, 174 страны и Европейский Союз согласились работать над достижением цели удерживает глобальное потепление ниже 2°C.

В рамках своей деятельности по борьбе с изменением климата группа Iberdrola взяла на себя обязательство стать углеродно-нейтральным к 2030 году в Европе. 2025 — до тех пор, пока к 2050 году он не станет углеродно-нейтральным во всем мире. Компания также поставила цель сократить абсолютные выбросы парниковых газов (ПГ) категорий 1, 2 и 3 , что было одобрено инициативой Science Based Target.

ESRL Global Monitoring Laboratory – Education and Outreach

Основы углеродного цикла и парникового эффекта

Атмосфера Земли

Источник: НАСА

Большая часть земной атмосферы 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 почти не влияют на нагревание Земли и ее атмосферу, так как они не поглощают видимый или же инфракрасная радиация. Однако существуют второстепенные газы, которые составляют лишь небольшую часть атмосферу (около 0,43 % всех молекул воздуха, большую часть которых составляет вода пара при 0,39%), которые поглощают инфракрасное излучение. Эти «следовые» газы вносят существенный вклад в потепление земной поверхности и атмосферы из-за их способности сдерживать инфракрасное излучение, испускаемое Земля (подробности о парниковом эффекте см. ниже). Поскольку эти следы газы воздействуют на Землю примерно так же, как парник, их называют Парниковые газы, или ПГ.

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

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

Водяной пар является наиболее важным парниковым газом, так как в глобальном масштабе он является самым распространенным из этих газов. хотя он варьируется от 0 до 3% в данном месте. NOAA Группа парниковых газов углеродного цикла (CCGG) обеспокоен обилием многих других парниковых газов, поскольку доминирующее роль в росте концентрации этих газов в атмосфере. Газы, измеряемые CCGG, включают углекислый газ (второй по важности 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 инфракрасное излучение в атмосфере.

Влияющие парниковые газы

Углекислый газ (СО ₂) представляет собой бесцветный газ без запаха, состоящий из молекул, состоящих из два атома кислорода и один атом углерода. Углекислый газ производится когда органическое соединение углерода (такое как древесина) или окаменелое органическая материя, (например, уголь, нефть или природный газ) сжигается в присутствии кислород. Углекислый газ удаляется из атмосферы углеродом двуокись «раковины», такие как поглощение морской водой и фотосинтез обитающий в океане планктон и наземные растения, включая леса и луга. Однако морская вода также источник, СО ₂ в атмосферу вместе с наземными растениями, животными и почвами, когда CO ₂ выделяется при дыхании.

Метан (CH ₄) представляет собой бесцветный нетоксичный газ без запаха, состоящий из молекул состоит из четырех атомов водорода и одного атома углерода. Метан это горюч и является основным компонентом природного газа. ископаемое топливо. Метан выделяется при разложении органических веществ в среды с низким содержанием кислорода. Природные источники включают водно-болотные угодья, болота и болота, термиты и океаны. Человеческие источники включают в себя 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 разбита вниз в атмосферу, реагируя с небольшими очень реактивными молекулы, называемые гидроксильными (ОН) радикалами.

Закись азота (N ₂ O) представляет собой бесцветный негорючий газ со сладковатым запахом, обычно известный как «веселящий газ» и иногда используемый в качестве анестетик. Закись азота естественным образом образуется в океанах и в тропических лесах. Искусственные источники закиси азота включают использование удобрений в сельском хозяйстве, производстве нейлона и азотной кислоты, автомобили с каталитическими нейтрализаторами и сжиганием органики. Закись азота разрушается в атмосфере химическими реакции, вызванные солнечным светом.

Гексафторид серы (SF ₆) является чрезвычайно мощным парниковым газом. СФ ₆ очень стойкий, со временем жизни в атмосфере более тысяча лет. Таким образом, относительно небольшое количество SF ₆ может оказать существенное долгосрочное воздействие на глобальное изменение климата. СФ ₆ создан человеком, и основной пользователь SF ₆ является электроэнергетика. Из-за своей инертности и диэлектрические свойства, это предпочтительный газ в промышленности для электрическая изоляция, прерывание тока и гашение дуги (для предотвращения пожаров) при передаче и распределении электричество. СФ ₆ широко используется в высоковольтных автоматических выключателях и распределительных устройств и в литейной промышленности магниевого металла.

Парниковый эффект

Источник: Barb Deluisi, NOAA

Многие из атмосферных следовые газы, несмотря на их относительно небольшое содержание, имеют большое влияние на Землю климат, из-за явления, называемого «Парниковый эффект».

Солнце в конце концов управляет климатом Земли, излучая энергию в виде солнечного света. Солнечный свет — это солнечное излучение в основном в виде видимого и меньшая часть как ультрафиолет (УФ) энергия. Это тоже называется коротковолновым излучением. Облака и поверхность Земли отражают часть этого поступающего солнечного излучения уходит обратно в космос (примерно 30%), часть (в основном УФ) поглощается атмосферой (около 20%), а оставшаяся половина поглощается на Земле поверхность. Солнечный свет, поглощаемый поверхностью Земли, согревает поверхность.

Источник: Барб Делуизи, NOAA

Солнечная энергия, которая поглощается поверхностью Земли, а затем излучается 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 ПГ, а затем повторно выбрасывается во все направлениях — в космос, к другим молекулам ПГ и обратно в Поверхность Земли. Таким образом, парниковые газы блокируют большую часть инфракрасного излучения. излучение в атмосфере, которое в противном случае вырвалось бы напрямую в космос.

Этот процесс является естественным и полезным, поскольку он поддерживает благоприятные условия жизни микробов, животных и обитателей растений. Средняя глобальная 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 ПГ обладают оказывает существенное влияние на климат Земли, выступая в качестве барьера для спасаясь от «тепла».

Уже более века, ученые поняли, что концентрации атмосферных газов могут существенно влияет на климат Земли посредством этого процесса. Ученые измеряют выбросы парниковых газов в атмосферу уже более 50 лет. Чарльз Килинг начал непрерывные измерения CO ₂ концентрации в 1958 году и другие, в том числе ученые NOAA, последовали вскоре после этого. Сегодня существует однозначное научное свидетельствуют о том, что содержание этих газов увеличивается в атмосфера. Доказательства включают в себя десятилетия тщательно откалиброванного, глобального измерения этих газовых примесей в сочетании с измерениями «старый» воздух сохранился в пузырьках, заложенных в ядрах льда и измерения углерода изотопы, в кольцах деревьев (из которых в прошлом атмосферный CO ₂ может быть реконструирован). Это увеличение Атмосферные парниковые газы оказывают значительное влияние на климат Земли потому что входящее и исходящее излучение Земли не сбалансировано — что заставляет климат измениться.

Источник: Барб Делуизи, NOAA

По концентрации ПГ увеличиваются в атмосфере, больше инфракрасного излучения поглощается и меньше уходит прямо в космос, что приводит к усилению потепление. Это называется Улучшенный парниковый эффект.

Примечание: этот атмосферный процесс называется парниковым эффектом, так как атмосфера и теплица действуют таким образом, что сохраняют энергию как нагревать. Однако это несовершенная аналогия. Тепличные работы в первую очередь за счет предотвращения теплого воздуха (нагретого поступающим солнечным излучением) близко к земле от подъема из-за конвекция, тогда как атмосферный парниковый эффект работает, предотвращая инфракрасное излучение потеря для космоса. Несмотря на это тонкое различие, мы ссылаемся на это атмосферный процесс как парниковый эффект и эти газы как Парниковые газы из-за их роли в нагревании Земли.

Круговорот углерода

Парниковые газы, CO ₂ вызывает наибольшую озабоченность, поскольку вносит наибольший вклад в Улучшенный парниковый эффект и изменение климата. По этой причине ученые (в NOAA и других местах) изучали этот молекулу и пытается количественно определить ее количество в атмосферу и отслеживать, как и почему она меняется. СО ₂ молекула участвует в сложной серии процессов, называемых цикл углерода, где углерод атом внутри молекулы перемещается между множеством различных природных водоемов. Поскольку углерод переданы между водохранилища, процессы, которые выделяют CO ₂ в атмосферу называются источниками, а процессы, удаляющие CO ₂ из атмосферы называются поглотителями.

Углерод постоянно обменивается и перерабатывается в резервуарах через естественные процессы. Эти процессы протекают с разной скоростью: от краткосрочные колебания, которые происходят ежедневно и сезонно до очень долгосрочные циклы, которые происходят в течение сотен миллионов лет. За например, существует четкий сезонный цикл содержания CO в атмосфере ₂ как растения фотосинтез в период вегетации удаляют большие количества CO ₂ . Дыхание (от обоих растений и животных) и разложение листьев, корней и органических соединения выделяют CO ₂ обратно в атмосферу. По шкале от десятилетий до столетий, уровни CO ₂ колеблются постепенно между океаном и атмосферными резервуарами по мере того, как океан происходит перемешивание (между поверхностными и глубинными водами) и поверхностные водообмен СО ₂ с атмосферой. Встречаются и гораздо более длительные циклы, в масштабе геологическое время, за счет отложения и выветривания карбонатных и силикатных пород. Карбонатные породы, подобные известняку, образуются из раковин морских организмы, захороненные на дне океана, и они подвергаются химической эрозии по реакции с CO ₂ (помните, что CO ₂ смешанный с водой – кислота) в воздухе и в почвах. Силикатная порода реагирует с карбонатной породой глубоко под землей, производящей газ CO ₂ выходя из вулканов. Ископаемое топливо составляют относительно небольшую часть этих естественных геологических циклов.

Резервуары углерода и обмен

В масштабах времени большинства интерес к человеку (годы, десятилетия, столетия) атмосфера обменивается углеродом с тремя основными резервуарами: наземная биосфера, океаны и ископаемое топливо.

Источник: NOAA

Земная биосфера

Источник: НОАА

Земной биосфера определяет часть земной системы, которая поддерживает организмы, живущие на суше, и включает в себя растения, животных, почву микробы и разлагающиеся органические вещества. Поскольку углерод является основным компонент органических молекул, которые являются строительными блоками для всех жизни, большое количество органического материала хранится в земной биосфера — это один из главных резервуаров углерода. Кроме того, происходит большой сезонный обмен углеродом между земная биосфера и атмосфера. Поверхностные обмены (или «флюсы» ) возникают в результате жизнедеятельности организмов земной биосферы, и к ним, естественно, относятся как источники, так и тонет. Некоторые из основных источников земной биосферы атмосферный СО ₂ включая дыхание наземным путем биота (растения, животные, микроорганизмы, люди и т. д.), а также сжигание и разложение органического вещества. Удаление атмосферного CO ₂ в земной биосфере происходит посредством фотосинтеза. Растения использовать CO ₂ из атмосферы для создания пищи в виде органические вещества, которые, в свою очередь, становятся пищей для микробов, грибков, насекомых и высших организмов. Деятельность человека имеет значительное влияние на способность земной биосферы удалять или испускать углекислого газа с помощью таких методов, как вырубка леса и другие формы землеустройства.

Океаны

Источник: НОАА

Океаны непрерывно обмен CO ₂ с атмосферой. Из-за большой поверхности площадь Мирового океана 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 земной биосферы. Каждый год часть этого углерода высвобождается в атмосферу, и такое же количество попадает обратно в океанов (хотя оба процесса могут происходить в разных частях Мировой океан). Кроме того, организмы внутри морская биосфера фотосинтез и вдыхание CO ₂ . Из-за медленная скорость смешения поверхностных и глубинных вод океана, только поверхностные воды ответственны за кратковременные изменения атмосферного СО ₂ . Поскольку концентрация CO ₂ в атмосфере увеличивается, сток океана также немного увеличивается. Океаны будут в конечном итоге поглощают большую часть CO ₂, выделяемого из деятельности человека, но на это уйдут тысячи лет. СО ₂ в виде угольной кислоты является слабой кислотой, и существуют глубокие воздействие на морские экосистемы из-за повышения кислотности океаны.

Ископаемое топливо

Источник: EPA

В течение миллионы лет, как биомасса от мертвых растений и микроорганизмов накапливалась в отложениях и подвергалась 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 эти ископаемые виды топлива, высвобождая из них углерод обратно в атмосферу в виде CO ₂ . Процессы, которые заняли миллионы лет, чтобы удалить углерод из биосферы поменялись местами, так что один и тот же углерод высвобождается в беспрецедентные темпы в результате деятельности человека. Атмосферный CO 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 с ускорением по мере люди сжигают ископаемое топливо с возрастающей скоростью. С точки зрения человека, 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 Земная система, как результат радиационного дисбаланса от Enhanced Парниковый эффект заметно изменит глобальный климат на веков до тысячелетий.

Источник: Боден Т.А., Г. Марланд и Р.Дж. Андрес. 2009.
Информационно-аналитический центр углекислого газа, Национальная лаборатория Ок-Ридж,
Министерство энергетики США, Ок-Ридж, Теннесси, США

(Нажмите на график, чтобы просмотреть изображение в полном размере)

Основные парниковые газы — Центр климатических и энергетических решений Центр климатических и энергетических решений

Несколько газов способствуют возникновению парникового эффекта, который определяет температуру Земли в течение геологического времени. Небольшие изменения концентрации этих газов в атмосфере могут привести к изменениям температуры, которые определяют разницу между ледниковыми периодами, когда мастодонты бродили по Земле, и изнуряющей жарой, в которой жили динозавры.

Две характеристики атмосферных газов определяют силу их парникового эффекта.

Во-первых, это их способность поглощать энергию и излучать ее (их «радиационная эффективность»). Второй — время жизни в атмосфере, которое измеряет, как долго газ остается в атмосфере, прежде чем естественные процессы (например, химические реакции) удалят его.

Эти характеристики включены в Потенциал глобального потепления (ПГП), меру радиационного эффекта (т. е. силы их парникового эффекта) каждой единицы газа (по весу) за определенный период времени, выраженный по отношению к радиационное действие углекислого газа (CO ₂ ). Это часто рассчитывается на 100 лет, хотя это можно сделать для любого периода времени. Газы с высоким ПГП согреют Землю больше, чем равное количество CO ₂ за тот же период времени. Газ с длительным сроком жизни, но относительно низкой радиационной эффективностью, может в конечном итоге оказывать большее влияние на потепление, чем газ, покидающий атмосферу быстрее интересующего нас временного окна, но обладающий сравнительно высокой радиационной эффективностью, и это будет отражаться в более высокой ПГП.

В таблице ниже представлены значения продолжительности жизни в атмосфере и значения ПГП для основных парниковых газов из Пятого оценочного доклада МГЭИК (ДО5), опубликованного в 2014 г. Эти значения периодически обновляются научным сообществом по мере того, как новые исследования уточняют оценки радиационных свойств и механизмов удаления из атмосферы ( раковины) для каждого газа.

Несмотря на сравнительно низкий ПГП углекислого газа среди основных парниковых газов, значительное увеличение его концентрации в атмосфере, вызванное деятельностью человека, вызвало большую часть глобального потепления. Точно так же метан несет ответственность за большую часть недавнего потепления, несмотря на то, что его ПГП намного ниже, чем у некоторых других парниковых газов, поскольку выбросы резко увеличились.

Потенциал глобального потепления и продолжительность жизни основных парниковых газов в атмосфере
Парниковый газ	Химическая формула	Потенциал глобального потепления, 100-летний горизонт	Время жизни в атмосфере (лет)
Источник Пятый оценочный отчет (Межправительственная группа экспертов по изменению климата, 2014 г.).
Двуокись углерода	СО ₂	1	100*
Метан	СН ₄	25	12
Закись азота	НЕТ	265	121
Хлорфторуглерод-12 (ХФУ-12)	CCl ₂ F ₂	10 200	100
Гидрофторуглерод-23 (ГФУ-23)	CHF ₃	12 400	222
Гексафторид серы	СФ ₆	23 500	3 200
Трифторид азота	НФ ₃	16 100	500

* Для двуокиси углерода нельзя указать одно время жизни, потому что она перемещается по земной системе с разной скоростью. Часть углекислого газа будет поглощена очень быстро, а часть останется в атмосфере на тысячи лет.

В таблице ниже показаны относительные концентрации этих основных парниковых газов и их источников. Некоторые газы (такие как CO ₂ ) производятся как естественными, так и искусственными процессами, в то время как другие (например, гидрофторуглероды) являются только результатом промышленной деятельности человека. CO ₂ обычно измеряется в частях на миллион, поскольку он в 1000 раз более распространен, чем другие газы, но для согласованности в таблице он показан в частях на миллиард.

Источники и концентрации основных парниковых газов
Парниковый газ	Основные источники	Доиндустриальная концентрация (ppb)	2011 концентрация (ppb)
Примечания Атмосферные концентрации указаны в частях на миллиард (ppb). Источник Пятый оценочный доклад (Межправительственная группа экспертов по изменению климата МГЭИК, 2014 г.)
Двуокись углерода	Сжигание ископаемого топлива; Вырубка леса; Производство цемента	278 000	390 000
Метан	Производство ископаемого топлива; Сельское хозяйство; Полигоны	722	1 803
Закись азота	Внесение удобрений; сжигание ископаемого топлива и биомассы; Промышленные процессы	271	324
Хлорфторуглерод-12 (ХФУ-12)	Хладагенты	0	0,527
Гидрофторуглерод-23 (ГФУ-23)	Хладагенты	0	0,024
Гексафторид серы	Передача электроэнергии	0	0,0073
Трифторид азота	Производство полупроводников	0	0,00086

Повышение уровня углекислого газа в атмосфере

*Углекислый газ довольно стабилен в атмосфере Земли, но отдельные молекулы углекислого газа находятся в почти постоянном потоке из различных резервуаров, таких как поверхностный океан, наземная биота и атмосфера. Обычно используемая оценка продолжительности жизни CO ₂ составляет 100 лет, но на самом деле это отражает только продолжительность жизни части атмосферного резервуара углекислого газа. Некоторая часть имеет срок службы до 1000 лет (IPCC 2007, FAQs).

Информационный бюллетень по парниковым газам | Центр устойчивых систем

Изображение

Нажмите здесь, чтобы загрузить версию для печати
Парниковый эффект
Парниковый эффект — это природное явление, изолирующее Землю от космического холода. Поскольку поступающее солнечное излучение поглощается и повторно излучается с поверхности Земли в виде инфракрасной энергии, парниковые газы (ПГ) в атмосфере предотвращают выход части этого тепла в космос, вместо этого отражая энергию обратно, чтобы еще больше нагреть поверхность. Антропогенные (вызванные деятельностью человека) выбросы парниковых газов изменяют энергетический баланс Земли между поступающим солнечным излучением и теплом, выделяемым обратно в космос, усиливая парниковый эффект и приводя к изменению климата. ¹
Парниковые газы
Существует десять основных ПГ; из них водяной пар (H ₂ O), диоксид углерода (CO ₂), метан (CH ₄) и закись азота (N ₂ O) встречаются в природе. Perfluorocarbons (CF ₆, C ₂ F ₆), Hydroflurocarbons (CHF ₃, CF ₃ CH ₂ F, CH ₃ CHF ₂), и SULLFUR HEXFLIDE ₂), и Sulfur. 6 ) присутствуют в атмосфере только в результате промышленных процессов. ³
Водяной пар является наиболее распространенным и преобладающим парниковым газом в атмосфере. Его концентрация зависит от температуры и других метеорологических условий, а не напрямую от деятельности человека. ¹
CO ₂ является основным антропогенным парниковым газом, на долю которого приходится 78% антропогенного вклада в парниковый эффект в 2010 г. ⁴
Потенциалы глобального потепления (ПГП) указывают на относительную эффективность парниковых газов в улавливании тепла Земли в течение определенного периода времени. СО ₂ используется в качестве эталонного газа и имеет ПГП, равный единице. ⁴ Например, 100-летний ПГП SF ₆ составляет 23 500, что указывает на то, что его радиационное воздействие на массу в 23 500 раз больше, чем у CO ₂ за тот же период времени. ¹
Выбросы
ПГ обычно обсуждаются с точки зрения массы эквивалентов диоксида углерода (CO ₂ e), которые рассчитываются путем умножения массы выбросов на ПГП газа. ⁵

Основные парниковые газы
^1,2
Изображение

Выбросы парниковых газов в атмосферу
С 1750 г. атмосферные концентрации CO ₂ , CH ₄ и N ₂ O увеличились на 148 %, 260 % и 1 соответственно беспрецедентный за последние 800 000 лет. ^1,2
До промышленной революции концентрация CO ₂ оставалась около 280 частей на миллион (ppm) по объему. ⁶ В мае 2021 г. среднемесячная глобальная концентрация увеличилась до 416,49 ppm, что примерно на 2,7 ppm выше, чем в 2020 г. ⁷
Источники выбросов парниковых газов
Антропогенный CO ₂ выбрасывается в основном при сжигании ископаемого топлива. Производство чугуна и стали, производство цемента и нефтехимическое производство являются другими значительными источниками выбросов CO ₂. ⁵
Нефтегазовая промышленность США ежегодно выбрасывает 2,3% валового объема добычи газа, что эквивалентно 13 миллионам метрических тонн метана, что почти на 60% превышает оценки Агентства по охране окружающей среды США (EPA). ⁸
CH ₄ и N ₂ O выбрасываются как из природных, так и из антропогенных источников. Домашний скот, свалки и системы природного газа являются основными антропогенными источниками CH ₄ . На управление сельскохозяйственными почвами (удобрения) приходится 75% антропогенного N ₂ O. Другие важные источники включают мобильные и стационарные сжигатели и домашний скот. ⁵
Гидрофторуглероды (ГФУ) являются самой быстрорастущей категорией парниковых газов и используются в холодильной технике и в качестве растворителей вместо озоноразрушающих хлорфторуглеродов (ХФУ). ⁹
Выбросы и тенденции
Глобальные
В 2019 г. общие глобальные антропогенные выбросы ПГ составили 52,4 Гт CO ₂ e. С 1990 года ежегодные антропогенные выбросы ПГ увеличились на 59%. ¹⁰
Выбросы
ПГ увеличились на 0,57 Гт CO ₂ экв. в 2019 году. Выбросы в среднем увеличивались на 0,4 Гт CO ₂ экв. в год с 1970 по 2000 год. ^4,10
Выбросы от сжигания ископаемого топлива составляют большую часть (74%) глобальных антропогенных выбросов ПГ. ¹⁰ В 2018 году глобальные выбросы CO ₂ в результате использования энергии составили 36,9 Гт CO ₂ . ¹¹
С 2000 по 2018 год глобальные выбросы CO ₂ в результате использования энергии увеличились на 46%. ¹¹
С 2005 года Китай является крупнейшим в мире источником антропогенных выбросов CO ₂, превзойдя США ¹¹
Соединенные Штаты
В США проживает менее 5 % от общей численности населения мира, но на них приходится 15 % общих антропогенных выбросов парниковых газов в 2019 г.. ^12,13
Выбросы
ПГ в 2019 г. были на 1,8 % выше, чем в 1990 г., при среднегодовом темпе роста 0,1 %. ⁵
Сжигание ископаемого топлива является крупнейшим источником парниковых газов в США, на долю которого в настоящее время приходится 74% от общего объема выбросов. С 1990 года потребление ископаемого топлива росло со скоростью 0,1%. Однако выбросы парниковых газов и потребление ископаемого топлива снизились с 2005 года, в то время как ВВП продолжал расти. ⁵
CO ₂ Выбросы составляют 80% от общего объема выбросов США, взвешенного по ПГП (CO ₂ д) в 2019 г. и были на 3% выше, чем в 1990 г. ⁵
На долю электроэнергетики приходится 25% всех выбросов парниковых газов в США. Выбросы в этом секторе снизились на 12% с 1990 года. ⁵
Транспорт является крупнейшим источником выбросов парниковых газов в США, на его долю приходится 29% от общего объема выбросов в 2019 г. (на 23% выше, чем в 1990 г.). На легковые автомобили и легкие грузовики приходилось 762 и 323 миллиона метрических тонн CO ₂ e соответственно, что вместе составляло 58% транспортных выбросов США и 17% общих выбросов США. ⁵
Разрастание городов, увеличение спроса на поездки, рост населения и низкие цены на топливо приводят к росту выбросов парниковых газов от транспорта. ⁵
Землепользование и лесное хозяйство в США улавливают часть CO ₂ при выращивании растений и деревьев, удаляя 12% парниковых газов, выбрасываемых США в 2019 году. ⁵
В соответствии с федеральным законодательством 2008 года источники, выбрасывающие более 25 000 метрических тонн CO ₂ e в США, обязаны сообщать о выбросах в Агентство по охране окружающей среды США. ¹⁴

Выбросы парниковых газов в США по газам
⁵
Изображение

Выбросы парниковых газов в США по секторам
⁵
Изображение

Выбросы по видам деятельности
Изображение

Будущие сценарии и цели
Стабилизация глобальных температур и ограничение последствий изменения климата требуют большего, чем просто замедление темпов роста выбросов; они требуют абсолютного сокращения выбросов до чистого нуля или чистого отрицательного уровня. ¹⁷
Исходя из текущих тенденций, ожидается, что глобальные выбросы CO ₂, связанные с энергетикой, увеличатся на 22% с 2018 по 2050 год. ¹⁸
Ожидается, что выбросы CO ₂ в странах, не входящих в ОЭСР, будут увеличиваться на 1,0% в год, в то время как выбросы в странах ОЭСР снижаются на 0,2% в год. Несмотря на эту разницу, в 2050 году выбросы на душу населения в странах ОЭСР все равно будут в 2,2 раза выше, чем в странах, не входящих в ОЭСР. ¹⁸
В соответствии с Киотским протоколом развитые страны согласились сократить свои выбросы парниковых газов в среднем на 5% ниже 1990 уровней к 2012 г. Когда первый период действия обязательств закончился, в Протокол были внесены поправки для второго периода действия обязательств с новой целью общего сокращения на 18% по сравнению с уровнями 1990 года к 2020 году. ¹⁹
В 2015 году стороны РКИК ООН пришли к соглашению в Париже с целью ограничить повышение глобальной температуры менее чем на 1,5 ^o C выше доиндустриального уровня, чтобы избежать наихудших последствий изменения климата. ²⁰
Глобальные выбросы CO ₂ необходимо снизить на 45 % по сравнению с уровнем 2010 г. к 2030 г. и достичь нуля примерно к 2050 г., чтобы избежать повышения температуры выше 1,5 ^или С. ¹⁷

1 Тераграмм (Тг) = 1000 Гигаграмм (Гг) = 1 миллион метрических тонн = 0,001 Гигатонна (Гт) = 2,2 миллиарда фунтов (фунтов)

Укажите как
Центр устойчивых систем Мичиганского университета. 2021. «Информационный бюллетень о парниковых газах». Паб. № CSS05-21.
использованная литература
Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) (2013 г.) Изменение климата, 2013 г.: Физическая научная основа. Т.Ф. Стокер и др.; Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
Всемирная метеорологическая организация (2020 г.) Бюллетень ВМО по парниковым газам.
МГЭИК (2007 г.) Изменение климата, 2007 г.: Основы физических наук. ред. С. Соломон и др.; Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
МГЭИК (2014 г.) Изменение климата, 2014 г.: смягчение последствий изменения климата. О. Эденхофер и др. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
Агентство по охране окружающей среды США (EPA) (2021 г.) Инвентаризация выбросов и поглотителей парниковых газов в США: 1990–2019.
МГЭИК (2014 г.) Изменение климата, 2014 г.: Обобщающий доклад. МГЭИК, Женева, Швейцария.
Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) (2021) «Тенденции содержания углекислого газа в атмосфере».
Альварес Р. и др. (2018) «Оценка выбросов метана в цепочке поставок нефти и газа в США». Наука, 361: 186-188.
Центр климатических и энергетических решений (2021 г.) «Короткоживущие загрязнители климата».
PBL Агентство по оценке окружающей среды Нидерландов (2020 г.) Тенденции глобальных выбросов CO2 и общих выбросов парниковых газов.
Управление энергетической информации США (EIA) (2021) Международные выбросы по топливу
Центральное разведывательное управление США (2021 г.) Всемирный справочник.
Friedlingstein et al., (2020) Глобальный углеродный бюджет на 2020 год, Данные науки о системе Земля.
Агентство по охране окружающей среды США (2016 г.) Узнайте о Программе отчетности по выбросам парниковых газов (GHGRP).

Парниковый эффект в атмосфере: Парниковый эффект. Справка — РИА Новости, 22.09.2009

Парниковый эффект • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания»

Парниковый эффект: причины и последствия: Статьи экологии ➕1, 24.

Парниковый эффект: причины и последствия

Каковы причины возникновения парникового эффекта

Какие последствия парникового эффекта?

Пути решения глобальной проблемы парникового эффекта

Парниковый эффект: причины и возможные последствия

Парниковый эффект в атмосфере

Влияние человеческой деятельности на парниковый эффект

Быстрое увеличение средней глобальной температуры

Выбросы углекислого газа

Влияние парникового эффекта на климат

Влияние парникового эффекта на здоровье людей

«Без парникового эффекта на Земле было бы минус 18 градусов» – Наука – Коммерсантъ

«Климат теплеет, и ответственен за это человек»

«Проблема в том, что пока никто ничего сокращать не собирается»

«Территория страны уменьшается»

Парниковый эффект

Парниковый эффект — Британская геологическая служба

Парниковые газы

Антропогенные парниковые газы

Основные источники антропогенных парниковых газов

Сноски

1. Усиленный парниковый эффект

Парниковый эффект | Климатическое управление Северной Каролины

Хотите узнать больше?

Ссылки на национальные стандарты естественнонаучного образования:

Задания, сопровождающие информацию выше:

Последствия парникового эффекта

Последствия парникового эффекта

Последствия парникового эффекта: от опустынивания до наводнений

БОРЬБА С ПОСЛЕДСТВИЯМИ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА

ЧТО ТАКОЕ ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ

КАК ПРОИЗВОДИТСЯ ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ

ПОСЛЕДСТВИЯ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА

ПОСЛЕДСТВИЯ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

КАК РЕШИТЬ ПОСЛЕДСТВИЯ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА

ESRL Global Monitoring Laboratory – Education and Outreach

Атмосфера Земли

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

Влияющие парниковые газы

Парниковый эффект

Круговорот углерода

Резервуары углерода и обмен

Земная биосфера

Океаны

Ископаемое топливо

Основные парниковые газы — Центр климатических и энергетических решений Центр климатических и энергетических решений

Источник

Примечания

Источник

Повышение уровня углекислого газа в атмосфере

Информационный бюллетень по парниковым газам | Центр устойчивых систем

Парниковый эффект

Парниковые газы

Основные парниковые газы

Выбросы парниковых газов в атмосферу

Источники выбросов парниковых газов

Выбросы и тенденции

Глобальные

Соединенные Штаты

Выбросы парниковых газов в США по газам

Выбросы парниковых газов в США по секторам

Выбросы по видам деятельности

Будущие сценарии и цели

Leave a Reply Cancel Reply