Парниковый эффект и глобальное потепление

Парнико́вый эффе́кт — повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса. Следует отличать парниковый эффект в атмосфере от такового в парниках, где он имеет совершенно иной механизм.
Загрязнение окружающей среды является одной из главных причин глобального потепления и изменения климата, разрушения озонового слоя атмосферы, опустынивания и других процессов, протекающих на глобальном и региональном уровнях. Оно в большинстве случаев играет роль основного фактора формирования неблагоприятной экологической обстановки при техногенных авариях и катастрофах.
Ещё в 1827 году французский физик Жозеф Фурье предположил, что атмосфера земли выполняет функцию своего рода стекла в теплице: воздух пропускает солнечное тепло, не давая ему при этом испариться обратно в космос. Этот эффект достигается благодаря некоторым атмосферным газам второстепенного значения, каковыми являются, например, водяные испарения и углекислый газ. Они пропускают видимый и «ближний» инфракрасный свет, излучаемый солнцем, но поглощают «далекое» инфракрасное излучение, имеющее более низкую частоту и образующееся при нагревании земной поверхности солнечными лучами. Если бы этого не происходило, Земля была бы примерно на 30 градусов холоднее, чем сейчас, и жизнь бы на ней практически замерла.
Деятельность человека приводит к повышению концентрации парниковых газов в атмосфере. Увеличение концентрации парниковых газов приведет к разогреву нижних слоев атмосферы и поверхности земли. Любое изменение в способности Земли отражать и поглощать тепло, в том числе вызванное увеличением содержания в атмосфере тепличных газов и аэрозолей, приведет к изменению температуры атмосферы и мировых океанов и нарушит устойчивые типы циркуляции и погоды.

Тем не менее, ведутся ожесточенные споры вокруг того, какое конкретно количество этих газов вызовет потепление климата и в какой степени, а также как скоро это произойдет. Даже когда изменение климата действительно происходит, в этом трудно быть стопроцентно уверенным. Мировые средние температуры могут сильно колебаться в пределах нескольких лет и десятилетий - причем по естественным причинам. Проблема в том, что считать средней температурой, и на основании каких критериев судить, действительно ли она изменилась в ту или другую сторону.
В конце восьмидесятых - начале девяностых годов XX века несколько лет подряд среднегодовая глобальная температура была выше обычной. Это вызвало опасения в том, что вызванное человеческой деятельностью глобальное потепление уже началось. Среди ученых существует консенсус, что за последние сто лет среднегодовая глобальная температура поднялась на 0,3 - 0,6 градусов Цельсия. Однако среди них нет согласия в том, что именно вызвало это явление. Трудно с уверенностью сказать, происходит глобальное потепление или нет, так как наблюдаемый рост температуры все ещё находится в пределах естественных температурных колебаний. Неопределенность в вопросе глобального потепления порождает скепсис по поводу грозящей опасности.
Глобальное потепление — процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмосферы Земли и Мирового океана.
В последние десятилетия и, особенно в последние годы, парниковый эффект стал крупной научной проблемой, от решения которой существенно зависит возможность перехода цивилизации на путь устойчивого развития. Как отклик на озабоченность тенденциями глобального изменения климата, эта проблема нашла достаточно широкое освещение в научных публикациях, оценках экспертов ООН и программах проведения исследований.
Безусловно, в формировании климата Земли участвует не только атмосфера. Климат определяется сложными взаимодействиями между атмосферой, океанами, ледниковыми шапками на полюсах, животными, растениями и осадочными породами.
Потепление окажет существенное влияние на континентальные и морские льды. Площадь ледников по всему миру будет сокращаться и многие из них сравнительно быстро исчезнут. Глобальное потепление должно сопровождаться усилением осадков (к 2030 г. на несколько процентов), а также повышением уровня Мирового океана (к 2030 г. — на 20 см, а к концу столетия —на 65 см). Глобальное потепление может привести к катастрофическим последствиям на планете. Например, прогнозируемый подъем уровня океана на 40-50 см в ближайшие 50 лет приведет к затоплению прибрежных густонаселенных районов планеты. Только в Китае может быть затоплена территория, на которой проживает около 100 млн человек. Огромные густонаселенные районы Индии, Бангладеш также могут оказаться затопленными. По прогнозам будет затоплена почти вся территория Голландии, а также Гамбург и Венеция. Таяние ледников может принять угрожающий характер при глобальном потеплении климата как следствии парникового эффекта. Этому может способствовать увеличение запыленности атмосферы. При выпадении пыли на ледники их поверхность будет загрязняться, снижая способность к отражению солнечного потока и увеличивая его поглощение.
Последствий парникового эффекта - огромное количество:
1. Если температура на Земле будет продолжать повышаться, это окажет серьезнейшее воздействие на мировой климат.
2. В тропиках будет выпадать больше осадков, так как дополнительное тепло повысит содержание водяного пара в воздухе.
3. В засушливых районах дожди станут еще более редкими, и они превратятся в пустыни, в результате чего людям и животным придется их покинуть.
4. Температура морей также повысится, что приведет к затоплению низинных областей побережья и к увеличению числа сильных штормов.
5. Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня моря так как:
а) вода, нагреваясь, становится менее плотной и расширяется, расширение морской воды приведет к общему повышению уровня моря;
б) повышение температуры может растопить часть многолетних льдов, покрывающих некоторые районы суши, например, Антарктиду или высокие горные цепи.

Образовавшаяся вода в конечном итоге стечет в моря, повысив их уровень. Следует, однако, заметить, что таяние льда, плавающего в морях, не вызовет повышение уровня моря. Ледяной покров Арктики представляет собой огромный слой плавучего льда. Подобно Антарктиде, Арктика также окружена множеством айсбергов.

Климатологи подсчитали, что если растают гренландские и антарктические ледники, уровень Мирового океана повысится на 70-80 м.

6. Сократятся жилые земли.
7. Нарушится водно-солевой баланс океанов.
8. Изменятся траектории движения циклонов и антициклонов.
9. Если температура на Земле повысится, многие животные не смогут адаптироваться к климатическим изменениям. Многие растения погибнут от недостатка влаги, и животным придется переселиться в другие места в поисках пищи и воды. Если повышение температуры приведет к гибели многих растений, то вслед за ними вымрут и многие виды животных.

Кроме отрицательных последствий глобального потепления, можно отметить несколько положительных. На первый взгляд, более теплый климат представляется благом, так как могут уменьшиться счета за отопление и увеличится продолжительность вегетационного сезона в средних и высоких широтах. Увеличение концентрации диоксида углерода может ускорить фотосинтез и повысить продуктивность растений.

Однако потенциальный выигрыш в урожайности может быть уничтожен ущербом от болезней, вызванных вредными насекомыми, поскольку повышение температуры ускорит их размножение. Почвы в некоторых областях окажутся малопригодными для выращивания основных культур. Глобальное потепление ускорило бы, вероятно, разложение органического вещества в почвах, что привело бы к дополнительному поступлению в атмосферу диоксида углерода и метана и ускорило парниковый эффект.

 

Истощение озонового слоя

1. Живые организмы на Земле защищены от коротковолнового ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца, которое губительно для всего живого, озоновым экраном (озоновым слоем).
Истощение озонового слоя в атмосфере Земли приводит к увеличению потока ультрафиолетовых лучей на земную поверхность. Ультрафиолетовые лучи в небольших дозах необходимы живым организмам (стимуляция роста и развития клеток, бактерицидное действие, синтез витамина В и т. д.), в больших дозах губительны из-за способности вызывать раковые заболевания и мутации. Разрушение озонового слоя на 50% увеличило бы УФ-радиацию в 10 раз, что повлияло бы на зрение человека и животных и могло бы оказать другие губительные воздействия на живые организмы.

Исчезновение же озонового слоя привело бы к непредсказуемым последствиям — вспышкам рака кожи, уничтожению планктона в океане, мутациям растительного и животного мира. В настоящее время истощение озонового слоя признано всеми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения (УФ- радиация).

2) Впервые ученые зафиксировали истощение озонового слоя в 1970-е годы. Этот слой стратосферы защищает все живое на Земле от вредных ультрафиолетовых лучей. Эти химические вещества уже привели к образованию массивной дыры в озоновом слое над Антарктидой. Состояние дыры взято под контроль, хотя риск ее дальнейшего распространения на север остается.

К счастью, ученые оперативно представили решение, как избежать разрушения озонового слоя. 16 сентября 1987 года был принят Монреальский протокол, в соответствии с которым мировые лидеры договорились отказаться от ХФУ. Впоследствии по инициативе ООН этот день стал отмечаться как День защиты озонового слоя.. Озоновая проблема, первоначально поднятая учеными, вскоре стала предметом политики. Все развитые страны, за исключением Восточной Европы и бывшего СССР, к концу1995 г. в основном завершили поэтапное сокращение производства и потребления озоноразрушающих веществ. С целью оказания помощи остальным государствам был

создан Глобальный экологический фонд (ГЭФ).

По данным ООН, благодаря согласованным усилиям мирового сообщества, предпринятым в последнее десятилетие, производство пяти основных видов ХФУ сократилось более чем вдвое. Темпы прироста озоноразрушающих веществ в атмосфере уменьшились. Однако на ближайшие годы придется пик истощения озоносферы, а наиболее сложным будет 1998 год. После этого, полагают ученые,озоновый слой начнет медленно восстанавливаться. По сведениям очень популярной газеты «Комсомольская правда», на центральной аэрологической станции сообщили, что озоновая дыра перестала расти уже два года назад, а к 2000 году будет еще меньше. К тому же над территорией Северного полушария обстановка лучше, нежели над Южным. По прогнозам специалистов, в сентябре там ожидается значительное понижение уровня озона. Над Россией все в норме, за исключением Красноярского края и Якутии. Там наблюдается очень высокая и опасная солнечная активность. Наконец, стали заметны положительные результаты этого совместного шага — в настоящее время наблюдается замедление истощения озонового слоя.

3) В связи с истощением озонового слоя на Земле может наблюдаться дефицит воды. Многие ученые связывают его с непрерывным в последнее десятилетие повышением температуры воздуха из-за роста содержания в атмосфере углекислого газа. Нетрудно протянуть цепочку, где одна проблема вызывает другую: большое энерговыделение (решение энергетической проблемы) — парниковый эффект — нехватка воды — недостаток пищи (неурожаи). За последние 100 лет температура возросла на 0,6 ⁰С. В 1995—1998 гг. наблюдался особенно большой ее рост. Углекислый газ, метан и некоторые другие газы поглощают тепловое излучение и усиливают парниковый эффект.

Еще более важный фактор — резкое увеличение расхода воды на промышленные и бытовые цели. В некоторых районах Индии, Китая, США уровень подземных вод в последние годы из-за этого заметно понизился. В отдельных местах для полива приходится использовать уже не дождевые, а глубоко залегающие ископаемые воды.
Еще одной проблемой в гидросфере из-за разрушения озонового слоя может стать исчезновение многих видов водных организмов, которые погибнут из-за слишком сильной радиоактивности Солнца.
4) Разрушение озонового слоя негативно сказывается не только на всех живых существах: людях, животных, растениях, тропических лесах, но и на предметах. Например, если озоновый слой станет слишком тонким, резина, используемая в хозяйстве, прослужит намного меньше. Водные организмы, обитающие в верхних слоях воды, прекратят свое существование. Окончательно погибнет фауна амазонских джунглей с питонами и попугаями. Рыбные уловы и сельскохозяйственные урожаи значительно уменьшатся. Несомненно, разрушение озонового слоя отразится и на людях. Человечество станет болеть в два раза больше, потому что иммунитет значительно ослабнет. Вероятность заболевания раком кожи и катарактой увеличится.

Ученые предполагают, что уменьшение озонового слоя на 1% приведет к активному распространению болезней. Например, случаи заболевания раком кожи увеличатся на 10 тысяч раз, а катарактой глаз - на 100 тысяч. Склонность человека к заболеваниям дыхательных путей и легких будет стремительно расти. Кроме описанного выше изменения спектра и интенсивности различных излучений с присущими им биологическими эффектами, это влечет за собой нарушение параметров электромагнитного поля планеты, наслаивающееся на глобальное и региональное (например, при катастрофах типа Чернобыльской и Фукусимской) увеличение мощности ионизирующего излучения. При усилении частоты колебаний магнитного поля наблюдается изменение некоторых функций головного мозга. Создаются предпосылки для возникновения неврозов, психопатизации личности, энцефалопатий, неадекватного реагирования на окружающую действительность, вплоть до эпилептоидных приступов необъяснимого происхождения с точки зрения традиционных представлений об их причинах.

Прямую взаимосвязь истощения озонового слоя с состоянием гидросферы установить достаточно сложно. Как известно, УФ-излучение. приходящее к поверхности Земли (и к суше, и к водоемам), исчисляется всего в 1% от общей солнечной энергии. Гасится оно не более чем в 5-метровом слое воды.