Курская область Обоянский район
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Рудавская Средняя общеобразовательная школа»
«Парниковый эффект и его последствия»
Номинация «Проект – глобальные проблемы»
Выполнил: Карачевцев Игорь Олегович
14 лет, учащийся 8 класса
Курская область Обоянский район
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Рудавская Средняя общеобразовательная школа»
«Парниковый эффект и его последствия»
Номинация «Проект – глобальные проблемы»
Выполнил: Карачевцев Игорь Олегович
14 лет, учащийся 8 класса
МБОУ «Рудавская СОШ»
Руководитель: Тутова Надежда Павловна
учитель химии МБОУ «Рудавская СОШ»
8 -905 -042-37-36
1. Понятие парникового эффекта……………………………….. ……… 6 — 8
2. Причины возникновения парникового эффекта………………………8 — 10
3. Механизм парникового эффекта и его роль в биосферных
4. Усиление парникового эффекта в настоящее время…………………..13 — 15
5. Последствия усиления парникового эффекта…………………………15 — 21
Основным источником энергии, поддерживающим жизнь на Земле, является солнечная радиация — электромагнитное излучение Солнца, проникающее в земную атмосферу. Солнечная энергия поддерживает также и все атмосферные процессы, которые определяют смену сезонов: весна-лето-осень-зима, а также изменения погодных условий. Около половины солнечной энергии приходится на видимую часть спектра, которую мы воспринимаем как солнечный свет. Эта радиация достаточно свободно проходит через земную атмосферу и поглощается поверхностью суши и океанов, нагревая их. Но ведь солнечная радиация поступает на Землю ежедневно в течение многих тысячелетий, почему же в таком случае Земля не перегревается и не превращается в маленькое Солнце?
Дело в том, что и земля, и водная поверхность, и атмосфера в свою очередь тоже испускают энергию, только уже в несколько иной форме — как невидимое инфракрасное, или тепловое, излучение.
В среднем же достаточно длительное время в космическое пространство уходит ровно столько энергии в виде инфракрасного излучения, сколько ее поступает в виде солнечного света. Таким образом, устанавливается тепловое равновесие нашей планеты. Весь вопрос в том, при какой температуре установится это равновесие. Если бы атмосферы не было, средняя температура Земли составляла бы -23 градуса. Защитное действие атмосферы, поглощающей часть инфракрасного излучения земной поверхности, приводит к тому, что в действительности эта температура составляет +15 градусов. Повышение температуры — суть следствие парникового эффекта в атмосфере, который усиливается с увеличением количества углекислого газа и водяного пара в атмосфере. Эти газы лучше всего поглощают инфракрасную радиацию. Идея о механизме парникового эффекта была впервые изложена в 1827 году Жозефом Фурье французским физиком, который предположил, что атмосфера Земли выполняет функцию своего рода стекла в теплице: воздух пропускает солнечное тепло, не давая при этом испариться обратно в космос.
В последние десятилетия в атмосфере все больше и больше увеличивается концентрация углекислого газа. Это происходит оттого; что с каждым годом увеличиваются объемы сжигания ископаемого топлива и древесины. Вследствие этого средняя температура воздуха у поверхности Земли повышается примерно на 0,5 градуса за столетие. Если нынешние темпы сжигания топлива, а значит, и повышение концентрации парниковых газов сохранятся и в дальнейшем, то, по некоторым прогнозам, в следующем столетии ожидается еще большее потепление климата. Среди стоящих перед человечеством глобальных и дискуссионных проблем является проблема СО2. Современное человечество живет в эпоху небывалого развития научно-технического прогресса, сопровождающегося активным воздействием на природную среду, в частности на атмосферу. И хотя в последние годы принимаются меры по ее охране и оздоровлению, тем не менее, общее состояние окружающей среды продолжает ухудшаться.
Доказательством этому служат все более участившиеся в последнее время разговоры о явлении получившим название парникового эффекта. Насколько актуален этот еще с одной стороны не изученный, а с другой стороны неоднозначный процесс покажет время, но уже сейчас ясно, что составная часть парникового эффекта – глобальное потепление, приобрело невероятные ранее размеры и угрожает многим территориям земного шара, в том числе и России . Бесконтрольная деятельность человека может окончательно уничтожить жизнь на нашей планете, поэтому работа так актуальна.
Актуальность — в последнее время деятельность человека оказывает беспрецедентное по масштабам и интенсивности воздействие на окружающую среду и глобальные системы жизнеобеспечения. Доказательство тому – одна из многих экологических проблем – глобальное потепление климата – парниковый эффект. Скоро атмосфера станет непроницаемой для тепла, и последствия могут быть очень глобальными — неизбежное повышение уровня мирового океана в результате таяния материковых и горных ледников, морских льдов, теплового расширения вод океана. Такое потепление климата вызовет серьёзные изменения экологических условий в тундре, в зонах «вечной мерзлоты»: увеличится сезонное протаивание грунтов, что создаст угрозу дорогам, строениям и коммуникациям, активизируется процессы термокарста и заболачивания, ухудшится состояние лесных массивов на вечной мерзлоте.
Опасаются, что бесконтрольная деятельность человека может окончательно уничтожить жизнь на нашей планете, поэтому работа так актуальна.
Цель работы:
Изучить материалы по глобальному потеплению, выяснить причины глобального потепления и определить, какое влияние эта проблема оказывает на жизнь людей.
1. Изучить сущность понятия парникового эффекта.
2. Описать механизм парникового эффекта.
3. Выявить отрицательные и положительные последствия парникового эффекта.
4. Изучить имеющиеся информационные источники и Интернет ресурсы по данному вопросу.
5. Доказать, что повышение концентрации углекислого газа способствует увеличению парникового эффекта, как мировой глобальной проблемы.
6.Определить пути решения проблемы глобального потепления Земли.
Объект исследования: явления «парникового эффекта».
Предмет исследования: изменение температуры окружающей среды при «парниковом» явлении.
Гипотеза исследования: полагаю, что повышение температуры воздуха может привести к экологической катастрофе на планете Земля, а создание особых условий в атмосфере, подобные парнику, повысят температуру окружающей среды. Температура в регионах с темными почвами повыситься больше, чем в регионах со светлыми почвами.
Методы работы:
поиск и отбор информации;
анализ информационных источников;
обработка статистических данных.
Практическое применение результатов работы: выступление на уроке химии, на внеклассном мероприятии, во время проведения «Недели химии», размещение проекта в сети Интернет, пополнение школьных информационных работ.
Основная часть.
1. Понятие парникового эффекта.
Идея о механизме парникового эффекта была впервые изложена в 1827 году Жозефом Фурье французским физиком, который предположил, что атмосфера Земли выполняет функцию своего рода стекла в теплице: воздух пропускает солнечное тепло, не давая при этом испариться обратно в космос. В своей статье «Записка о температурах земного шара и других планет», в которой он рассматривал различные механизмы формирования климата Земли. При этом он рассматривал как факторы, влияющие на общий тепловой баланс Земли (нагрев солнечным излучением, охлаждение за счёт лучеиспускания, внутреннее тепло Земли), так и факторы, влияющие на теплоперенос и температуры климатических поясов (теплопроводность, атмосферная и океаническая циркуляция).
При рассмотрении влияния атмосферы на радиационный баланс Фурье проанализировал опыт М. де Соссюра с зачернённым изнутри сосудом, накрытым стеклом. Де Соссюр измерял разность температур внутри и снаружи такого сосуда, выставленного на прямой солнечный свет. Фурье объяснил повышение температуры внутри такого «мини-парника» по сравнению с внешней температурой действием двух факторов: блокированием конвективного теплопереноса (стекло предотвращает отток нагретого воздуха изнутри и приток прохладного снаружи) и различной прозрачностью стекла в видимом и инфракрасном диапазоне.
Именно последний фактор и получил в позднейшей литературе название парникового эффекта — поглощая видимый свет, поверхность нагревается и испускает тепловые (инфракрасные) лучи; поскольку стекло прозрачно для видимого света и почти непрозрачно для теплового излучения, то накопление тепла ведёт к такому росту температуры, при котором количество проходящих через стекло тепловых лучей достаточно для установления теплового равновесия. Парниковый эффект — это общий подъём температур на всей поверхности планеты, вызванный тепловой энергией, появляющейся при нагревании газов в атмосфере. Основные газы, которые приводят к этому явлению — это углекислый газ и водяной пар. Фурье постулировал, что оптические свойства атмосферы Земли аналогичны оптическим свойствам стекла, то есть её прозрачность в инфракрасном диапазоне ниже, чем прозрачность в диапазоне оптическом, однако количественные данные по поглощению атмосферы в инфракрасном диапазоне долгое время являлись предметом дискуссий.
Парниковый эффект обусловлен увеличением содержания в атмосфере Земли парниковых газов, образующих подобие теплоизоляционной пленки, которая задерживает тепловое излучение в пределах атмосферы. С научной точки зрения подобный эффект связан с различным поглощением газами в различных диапазонах электромагнитного спектра. Солнечное излучение, состоящее в большей степени из волн видимого и инфракрасного диапазона, практически не поглощается парниковыми газами.
Парниковый эффект в том объёме, который должен быть на планете, поддерживает на земле температуру, которая способствует возникновению и развитию жизни на планете. При его отсутствии была бы значительно ниже температура на поверхности земли, чем она есть сегодня. Но когда концентрация газов в атмосфере выше нормы, это приводит к увеличению непроницаемости атмосферы для солнечных инфракрасных лучей, что способствует к повышению земных температур.
2. Причины возникновения парникового эффекта.
Суть парникового эффекта состоит в следующем: Земля получает энергию от Солнца, в основном, в видимой части спектра, а сама излучает в космическое пространство, главным образом, инфракрасные лучи.
Однако многие содержащиеся в ее атмосфере газы — водяной пар, СО2, метан, закись азота и т. д. — прозрачны для видимых лучей, но активно поглощают инфракрасные, удерживая тем самым в атмосфере часть тепла.
В последние десятилетия содержание парниковых газов в атмосфере очень сильно выросло. Появились и новые, ранее не существовавшие вещества с "парниковым" спектром поглощения — прежде всего фторуглеводороды.
Газы, вызывающие парниковый эффект, — это не только диоксид углерода (CO2). К ним также относятся метан (CH4), закись азота (N2O), гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ), гексафторид серы (SF6). Однако именно сжигание углеводородного топлива, сопровождающееся выделением CO2, считается основной причиной загрязнения. Учёные считают, что такое явление напрямую связано с деятельностью человека, а именно с сжиганием в большом количестве природных ископаемых, т.е. угля, газа, нефти и др., а так же с масштабной вырубкой лесов, которые являются естественными поглотителями углекислого газа.
Причина быстрого роста количества парниковых газов очевидна, — человечество сейчас сжигает за день столько ископаемого топлива, сколько его образовывалось за тысячи лет в период образования месторождений нефти, угля и газа. От этого «толчка» климатическая система вышла из «равновесия» и мы видим большее число вторичных негативных явлений: особо жарких дней, засух, наводнений, резких скачков погоды, причем именно это и наносит наибольший урон. Согласно прогнозам исследователей, если ничего не предпринимать, мировые выбросы CO2 в течение ближайших 125 лет вырастут вчетверо. Но нельзя забывать и о том, что значительная часть будущих источников загрязнения еще не построена. За последние сто лет температура в северном полушарии увеличилась на 0,6 градуса. Прогнозируемый рост температуры в следующем столетии составит от 1,5 до 5,8 градусов. Наиболее вероятный вариант — 2,5-3 градуса.
Однако изменения климата — это не только повышение температуры. Изменения касаются и других климатических явлений. Не только сильная жара, но и сильные внезапные заморозки, наводнения, сели, смерчи, ураганы объясняют эффектами глобального потепления. Климатическая система слишком сложна, чтобы ожидать от нее равномерного и одинакового изменения во всех точках планеты. И главную опасность ученые видят сегодня именно в росте отклонения от средних значений — значительных и частых колебаний температуры. В современном балансе потребления органического вещества 45 % в нашей стране принадлежит природному газу, по запасам которого мы занимаем 1 место в мире. Его преимущество в отличие от другого органического топлива (мазут, уголь, нефть и др.) очевидно: он имеет более низкий коэффициент выброса углекислого газа. В мировом топливном балансе природный газ занимает куда более скромную роль – всего лишь 25 %. В настоящее время концентрация углекислого газа в атмосфере составляет 0,032% (в городах — 0,034%). Медики утверждают, что для здоровья человека концентрация СО2 в воздухе безвредна до уровня 1% , т.е. человечество имеет еще достаточно времени для решения этой проблемы. Интересны данные института РАН. Так в ежегодных докладах по проблемам загрязнения атмосферы приводятся данные о том, что Россия выдыхает 3,12 млрд. тонн углекислого газа, причем на одного человека приходится 1,84 кг/ сутки. Львиную долю углекислого газа выбрасывает автомобиль. К этому добавляются 500 млн. тонн от лесных пожаров, но в целом в России уровень загрязнения на порядок ниже, чем в зарубежных странах, таких как США, Китай. Но проблема не завязывается только на одном углекислом газе. К газам создающим парниковый эффект относятся и ряд других таких как метан, поэтому очень важно уметь определить его реальные потери при добыче, транспортировке по трубопроводам, распределении в крупных городах и населенных пунктах, использовании на тепловых и электростанциях. Следует отметить, что его концентрация долго оставалась неизменной, а с 19 – 20 века стала стремительно расти.
По подсчетам ученых, количество кислорода в атмосфере ежегодно уменьшается более чем на 10 млн. тонн. Если и впредь будет продолжаться его расходование в таких размерах, то две трети суммарного количества свободного кислорода атмосферы и гидросферы будут исчерпаны за 100 с небольшим тысяч лет. Соответственно содержание углекислого газа в атмосфере достигнет чрезмерной концентрации.
По данным исследований российских, французских, американских ученых совокупный уровень этих газов достиг своего исторического максимума за последние 420 тыс. лет, обогнав даже выбросы естественного происхождения, к которым можно отнести вулканизм, выделение гидратов с дна океанов. Доказательством этому служат данные с «полюса холода» российской антарктической станции Восток, где полярники добыли ледниковый керн мощностью 2547 м, наглядно демонстрирующий это или аналогичные данные с ледникового Тибета – одного из высочайших мест нашей планеты. Надо сказать что природный парниковый эффект был всегда характерен для Земли. Именно с ним и связана вековая, да и не только цикличность климата. Ряд ученых также предполагают, что они вызваны изменением орбиты Земли по отношению к Солнцу, но несостоятельность этой теории видна налицо.
3. Механизм парникового эффекта и его роль в биосферных процесса.
Основным источником жизни и всех природных процессов на Земле является лучистая энергия Солнца. Из общего количества солнечной энергии, поступающей на Землю, атмосфера поглощает -20%. Примерно 34% энергии, проникающей в глубь атмосферы и доходящей до поверхности Земли, отражается облаками атмосферы, аэрозолями, в ней находящимися, и самой поверхностью Земли. Таким образом, до земной поверхности доходит -46% солнечной энергии и поглощается ею. В свою очередь поверхность суши и воды излучает длинноволновую инфракрасную (тепловую) радиацию, которая частично уходит в космос, а частично остается в атмосфере, задерживаясь входящими в ее состав газами и нагревая приземные слои воздуха. Эта изоляция Земли от космического пространства создала благоприятные условия для развития живых организмов.
Атмосфера, содержащая газы, поглощающие в этой области спектра так, например, парниковые газы — H2O, CO2, CH4 и прочие. Вследствие такой непрозрачности атмосфера становится хорошим теплоизолятором, что, в свою очередь, приводит к тому, что переизлучение поглощённой солнечной энергии в космическое пространство происходит в верхних холодных слоях атмосферы. В результате эффективная температура Земли как излучателя оказывается более низкой, чем температура её поверхности.
Таким образом, задерживаемое идущее от земной поверхности тепловое излучение (подобно пленке над парником), получило образное название парниковый эффект. Газы, задерживающие тепловое излучение и препятствующие оттоку тепла в космическое пространство, называют парниковыми газами. Благодаря парниковому эффекту среднегодовая температура у поверхности Земли в последнее тысячелетие составляет примерно 15°С. Без парникового эффекта эта температура опустилась бы до -18°С и существование жизни на Земле стало бы невозможным. Основным парниковым газом атмосферы является водяной пар, задерживающий 60% теплового излучения Земли. Содержание водяного пара в атмосфере определяется планетарным круговоротом воды и (при сильных широтных и высотных колебаниях) практически постоянно. Примерно 40% теплового излучения Земли задерживается другими парниковыми газами, в том числе более 20% -углекислым газом. Основные природные источники СО2 в атмосфере — извержения вулканов и естественные лесные пожары. На заре геобиохимической эволюции Земли углекислый газ поступал в Мировой океан через подводные вулканы, насыщал его и выделялся в атмосферу. До сих пор нет точных оценок количества СО2 в атмосфере на ранних этапах ее развития. По результатам анализа базальтовых пород подводных хребтов в Тихом и Атлантическом океанах американский геохимик Д.Марэ сделал вывод, что содержание СО2 в атмосфере в первый миллиард лет ее существования было в тысячу раз больше, чем в настоящее время, — около 39%. Тогда температура воздуха в приземном слое достигала почти 100°С, а температура воды в Мировом океане приближалась к точке кипения ("сверхпарниковый" эффект). С появлением фотосинтезируюших организмов и химических процессов связывания углекислого газа стал действовать мощный механизм изъятия СО2 из атмосферы и океана в осадочные породы. Парниковый эффект стал постепенно уменьшаться, пока не наступило то равновесие в биосфере, которое имело место до начала эпохи индустриализации и которому соответствует минимальное содержание углекислого газа в атмосфере — 0,03%.
Во второй половине XX века началось резкое увеличение содержания в атмосфере так называемых парниковых газов – диоксида углерода, метана, оксида азота, фреонов и озона. Эти вещества действуют так же, как окна теплицы: пропускают сквозь себя солнечные лучи, но не дают теплу нагретой Земли рассеиваться в пространство. Все эти газы, как, оказалось, хорошо пропускают солнечные лучи к земной поверхности и заметно поглощают длинноволновое тепловое излучение поверхности Земли и нижних слоев атмосферы. Часть этого поглощённого теплового излучения возвращается обратно к земной поверхности, создавая парниковый эффект. Содержание таких газов в атмосфере увеличивается также из — за выжигания тропических лесов под пастбища. Лес играет важную роль в поглощении углекислого газа и выделение кислорода, а значит, регулирует глобальную температуру, и уменьшают парниковый эффект. Постоянное повышение концентрации парниковых газов обусловлено рядом причин.
Основная масса диоксида углерода образуется при сжигании ископаемого топлива (уголь, нефть, природный газ), использование которого с каждым годом увеличивается. Ныне ежегодно выбросы СО 2 в атмосферу в мире составляют примерно 25 млрд. тонн, причем основной «вклад» (около 75% от общего количества выбросов) вносят промышленного развитые страны.
Постепенно в атмосфере увеличивается содержание метана (в среднем на 1% в год) связано с развитием интенсивного рисоводства, скотоводства, сжиганием биомассы.Увеличение содержания в атмосфере оксида азота (примерно на 0,3% в год) объясняется в основном расширением производства и применения азотных удобрений в сельском хозяйстве.
С конца 50 – х годов в промышленном производстве стали, широко применятся фреоны (хлорфторуглероды), и в настоящее время выброс их в мире достигает 1,4 млн. тонн в год, с тенденцией ежегодного увеличения выбросов на 4%. Так, вычислено, что воздействие 1 молекулы метана в 25 раз интенсивнее, чем 1 молекулы СО 2 , а молекула фреона активнее в 11 тыс. раз. Поэтому быстрый рост в атмосфере концентраций метана и фреонов гораздо опаснее, чем увеличение содержания углекислого газа.
4. Усиление парникового эффекта в настоящее время.
Усиление парникового эффекта в настоящее время, связано в первую очередь с возрастанием содержания в атмосфере техногенного диоксида углерода за счет сжигания ископаемых видов органического топлива предприятиями энергетики, металлургическими заводами, автомобильными двигателями: С + О = СО2, С3H8+ 502 = ЗСО2 + 4Н2О, С25Н52 + 38О2 = 25СО2+26Н20, 2С8Н18+25О2 = 16СО2 + 18Н2О.
Количество техногенных выбросов СО2 в атмосферу значительно возросло во второй половине XX в. Основной причиной этого стала колоссальная зависимость мировой экономики от ископаемых видов топлива. Индустриализация, урбанизация и стремительные темпы роста населения планеты обусловили увеличение мирового спроса на электроэнергию, удовлетворяющегося главным образом за счет сжигания горючих ископаемых. Рост потребления энергии всегда считался не только важным условием технического прогресса, но и благоприятным фактором существования и развития человеческой цивилизации. Рост потребления энергии в настоящее время составляет около 5% в год, что при росте населения чуть менее 2% в год означает более чем двукратное увеличение душевого потребления. В настоящее время ископаемые виды органического топлива составляют более 90% всех первичных энергоресурсов, обеспечивая 75% мирового производства электрической энергии. В результате сжигания органического топлива только на тепловых электростанциях (ТЭС), не считая работу автомобильных двигателей и металлургических предприятий, в атмосферу ежегодно поступает более 5 млрд т углекислого газа (25% техногенных выбросов диоксида углерода в атмосферу дают США и страны Евросоюза, 1 1% — Китай, 9% — Россия).С начала XX в., по оценкам экспертов ООН, увеличение выбросов СО2 составляло от 0,5 до 5% в год. В результате за последние сто лет только за счет сжигания топлива в атмосферу поступило 400 млрд. т углекислого газа. Развитие индустриализации и экономической деятельности человека приводит к тому, что в воздух выбрасывается все больше примесей, создающих знаменитый парниковый эффект, — углекислого газа, метана и прочей «грязи». Это, соответственно, приводит к тому, что среднегодовые температуры медленно, но верно увеличиваются. Несмотря на то, что из года в год рост измеряется десятыми и сотыми долями градуса, за десятилетия и века накапливаются вполне солидные величины в несколько градусов по шкале Цельсия. Последние климатические модели дают следующий результат: к началу следующего века, то есть к 2100 году, климат Земли станет теплее на 2-4,5 градуса относительно так называемого «доиндустриального» уровня (то есть относительно того давнего периода, когда промышленность еще не начала выбрасывать в атмосферу парниковые газы). Средняя оценка колеблется в районе трех градусов.
Однако наиболее важно, по-видимому, не то, насколько разогреется Земля в течение XXI века. Важнее то, что научный мир в целом пришел к согласию относительно причин температурного скачка. В течение последних 20-30 лет антропогенная теория глобального потепления постоянно сталкивалась с критикой со стороны скептиков, полагавших, что у климатических изменений могут быть и естественные причины. К 2007 году подавляющее большинство ученых сошлось на том, что ни солнечная радиация, ни вулканическая активность, ни иные природные явления не могут дать столь мощного теплового эффекта.
5. Последствия усиления парникового эффекта.
Предположения, что последствиями хозяйственной деятельности человека могут стать значительные изменения климата, впервые были высказаны в конце XIX — начале XX в. В 1922 г. английский геолог Р.Шерлок выдвинул идею, что эти изменения напрямую связаны с увеличением содержания углекислого газа в атмосфере и, следовательно, с возрастающими масштабами использования ископаемого горючего топлива. Главным следствием усиления парникового эффекта является повышение приземной температуры, которое устойчиво наблюдается в последние десятилетия. В 1988 г. в Торонто состоялась первая Международная конференция по проблеме антропогенного изменения климата. Ученые пришли к выводу, что последствия усиления парникового эффекта из-за роста содержания в атмосфере углекислого газа уступают лишь последствиям мировой ядерной войны. Тогда же при Организации Объединенных Наций была образована Межправительственная группа экспертов по проблемам изменения климата — МГЭИК (IPCC-Intergovernmental Panel on Climate Change), которая занялась всесторонним изучением влияния повышения приземной температуры из-за усиления парникового эффекта на климат, экосистему Мирового океана, биосферу в целом, в том числе на жизнь и здоровье населения планеты.
Н аблюдаемое изменение климата прослеживается в течение последних 100 лет (0,3-1,1°). За это же время уровень моря повысился примерно на 12 см. Повышение температуры на 1,5-5,5° приведет к поднятию вод океана на 20-165 см (по некоторым оценкам на 350 см), что вызовет затопление низменных побережий морей по всей планете. В этих районах сейчас живет более 800 миллионов человек. При более сильном поднятии уровня океана, затопленными окажутся самые плодородные земли дельт Нила, Амазонки, Янцзы, Меконга, причем на этих территориях сейчас проживает 7/10 населения Земли. По данным экспертов ООН, к 2025 г. повышение среднегодовой температуры у поверхности Земли может составить 2,5 °С, а к концу столетия — почти 6 °С. Это приведет к нарушению природных механизмов поддержания теплового баланса планеты и необратимо превратит Землю в раскаленный ад, подобный Венере.
Иногда можно услышать, что глобальное потепление выгодно России, поскольку она – «холодная страна». На самом деле это не так. Если, например, для Москвы температурный разброс составляет от -35 до +37 °С, то повышение температуры на 2 градуса не означает, что амплитуда колебаний станет от -33 до +39 °С. По расчетам климатологов, при этом минимальная температура станет еще меньше, а максимальная еще выше: амплитуда московской температуры станет где-то от -40 до +40 °С. Среди важнейших проблем, связанных с усилением парникового эффекта и потеплением климата, приоритетной является повышение уровня Мирового океана за счет таяния материковых ледников и морских льдов, теплового расширения океана. Подъем уровня моря — уже реальный факт. За прошедшее столетие уровень Мирового океана повысился, по разным оценкам, на 10-25 см (главным образом в последнюю четверть XX века), к 2025 г. возможно повышение уровня Мирового океана еще на 20-30 см, а к концу наступившего столетия — на 1-2 м. В докладе IPCC на заседании в Шанхае (январь 2001 г.) отмечено, что за последние десять лет толщина ледового покрова в Северном Ледовитом океане сократилась на 40%, происходит интенсивное разрушение ледовых щитов Антарктиды и Гренландии. Из-за таяния гренландских и арктических льдов происходит замедление течения Гольфстрима, несущее миллионы миллиардов ватт тепла из тропиков, согласно исследованиям американских ученых уже сейчас сила потока уменьшилась на 10%. Исчезновение Гольфстрима приведет к существенным изменениям климата Северной Атлантики: у побережья Британии температура может понизиться на 5 °С, в других районах среднегодовая температура упадет на 10 °С. Прямое воздействие повышения уровня Мирового океана — перемещение береговой линии. В результате таяния льдов под водой окажутся многие прибрежные районы и острова, вторжение фронта соленых морских вод в пресноводные реки вызовет засоление пресноводных прибрежных акваторий. Все эти процессы глубоко затронут человеческое общество, особенно густонаселенные приморские районы. Подъем уровня воды вызовет затопление многих приморских городов, ухудшатся условия их водоснабжения, серьезно пострадают места нерестилищ рыб. Подсчитано, что повышение уровня океана на 1 м повлечет за собой колоссальные потери людских и материальных ресурсов. Сотни миллионов людей на земном шаре вынуждены будут мигрировать из прибрежных зон, дельт рек и с островов. Непременно будут продолжать таять ледники. Наблюдения показали, что шестидесятых годов площадь снежного покрова уменьшилась на 10%, площадь морского льда стала меньше на 10-15 процентов, а их толщина- на 40%. а через тридцать лет Северный ледовитый океан будет полностью вскрываться от льда в течении теплого периода. Учёные утверждают, что Гималайские льды за год тают на 10-15 метров, и если так пойдёт и дальше, то до конца столетия ледники совсем растанут. Таяние горных ледников создаёт угрозу человечеству, так как есть опасность лавин, затоплений и в последующем снижений полноводности рек, что приведёт к сокращению запасов пресной воды.
Потепление приведет к высвобождению метана, находящегося в зоне вечной мерзлоты в виде гидрата метана (твердое соединение кристаллов воды и поглощенного под давлением газообразного метана), таянию фунтов. Это создаст угрозу дорогам, строениям и коммуникациям, в том числе газо- и нефтепроводам, буровым установкам и т. п., ухудшит состояние лесных массивов на вечной мерзлоте. Изменения климата могут нанести миру большой ущерб, если не будут приняты срочные меры по сокращению выбросов парниковых газов. Природа никогда не прощает ошибки. Большую угрозу изменение климата представляет и для здоровья людей, так как начнётся массовая миграция насекомых и животных в районы, где люди не имеют иммунитета к тем заболеваниям, переносчиками которых являются эти представители фауны. В этом контексте наиболее опасным и настораживающем выглядит таяние полярных шапок ледников, в результате общего повышения температуры на 5 градусов. Как следствие начнутся цепные реакции сродни «эффекту домино». Таяние ледников приведет в первую очередь к повышению уровня Мирового океана в лучшем случае на 5 – 7 метров, а в перспективе даже до 60 метров. Исчезнут целые страны, в частности низменные такие как Бангладеш, Дания, Нидерланды, многие портовые города по всему миру такие как Роттердам, Нью – Йорк. Все это приведет ко второму «великому переселению народов» теперь уже из низменных зон, в которых по расчетам ООН проживает около миллиарда человек. Более того если последние 250-300 лет уровень Мирового океана повышался в среднем на 1 мм в год, то в 20-х годах ХХ в. подъем его достиг 1,4-1,5 мм в год, что эквивалентно ежегодному увеличению океанической водной массы на 520-540 куб. км. Предполагается, что в 20-х годах XXI в. скорость повышения океанического уровня превысит 0,5 см в год. Увеличение массы воды скажется на сейсмичности в разных районах планеты. К 2030 году как течение исчезнет Гольфстрим. Следствием этому станет снижение контрастности между Севером и Югом. Поднятие уровня океана, даже незначительное, может иметь весьма негативные экологические и социально – экономические последствия: Будут затоплены приморские равнины, ухудшится водоснабжение прибрежных районов. Если же уровень океана повысится существенно, будут затоплены значительные участки суши и ущерб будут огромным. Подсчитано, что при подъёме уровня мировых вод на 1м будет затоплено 20% территории Бангладеш, сельскохозяйственные земли Египта, некоторые крупные города Китая, катастрофическим наводнениям подвергнется Венеция. Изменятся и другие существующие ныне экосистемы. В частности в связи с изменением сплюснутости планеты в Африке и в Азии упадут урожаи, повысится риск катастрофических наводнений в Европе, на восточном побережье США, где кроме того произойдет эрозия берегов. Так в Великобритании произойдет ряд катастрофически радикальных изменений климата, среди которых многократное увеличение повторяемости жаркого и засушливого лета, подобного лету 1995 года. Два таких лета подряд приведет к засухе, неурожаю и голоду. С карты Франции исчезнут Аквитания, Гасконь, Нормандия. На месте Парижа будет океан. Там где дожди были большой редкостью, они станут еще реже, в других более влажных районах количество осадков еще больше увеличится. Увеличатся среднегодовые температуры в Алжире, исчезнут ледники Кавказа, Альп, а в Гималаях и Андах они сократятся на 1/5, исчезнет многолетняя мерзлота в России, подставив под сомнение существование северных городов. Кардинально изменится Сибирь. Исчезнут долины многих рек таких как Рио–Гранде, Магдалена, Амазонка, Парана. Утратит свое значение Панамский канал. Так, если согласится с расчетами некоторых ученых, то уже к концу первой четверти ХХI в. в результате потепления, вызванного увеличением концентрации СО2 в атмосфере, климат Москвы будет подобен современному климату влажного Закавказья. При этом необходимо учитывать, что атмосфера — очень динамичная система и может меняться чрезвычайно быстро; что же касается других компонентов геосферы, то они более консервативны. Так, для коренных изменений почвенного покрова необходимы сотни лет. Возможна ситуация, когда самые плодородные почвы, например черноземы, окажутся в климатических условиях пустынь, а и без того переувлажненные и заболоченные таежные земли будут получать еще больше осадков. Самый серьезный удар может быть нанесен беднейшим странам, наименее всего готовым приспособиться к изменениям климата. По данным МГЭИК, к 2080 г. число людей, сталкивающихся с угрозой голода, может увеличиться на 600 млн.чел., что вдвое больше числа людей, которые сегодня живут в бедности в Африке к югу от Сахары. Площади пустынь могут резко увеличиться. Ведь даже в настоящее время процессы опустынивания развиваются на 50-70 тыс. кв. км обрабатываемых площадей. Потепление приведет к увеличению числа циклонов, в том числе и ураганных. Немаловажно и то, что отдельные популяции животных могут просто напросто исчезнуть с лица Земли, а ряд других катастрофически сократиться. Несомненно, и то, что продвижение тропического и субтропического поясов приведет к расширению ареалов обитания болезнетворных микробов и бактерий. Немалыми затратами обернется и энергетика. Все было не так плохо, если бы не скорость всего происходящего. Человек не успевает приспособиться к изменившимся условиям. А с другой стороны потепление сулит нам большие возможности, о которых человек пока возможно и не догадывается. Ведь человек, по словам Вернадского «великая геологическая сила» может по – новому реорганизовать свое хозяйство, для которого в свою очередь природа предоставит большие возможности. Так леса продвинутся дальше на север и покроют в частности всю Аляску, вскрытие рек в Северном полушарии будет происходить на 2 недели раньше по сравнению с аналогичным периодом 19 века. Это даст «новое дыхание» речному судоходству. Агрономы, бесспорно, будут не против увеличения вегетационного периода растений в Европе на 1 месяц, станет больше древесины. Имеются расчеты физиков, согласно которым при удвоении концентрации СО2 в атмосфере температура воздуха повысится не более чем на 0,04 градусов по Цельсию. Таким образом, повышение концентрации СО2 в таких масштабах скорее может оказаться полезным для сельскохозяйственного производства, так как должно сопровождаться повышением интенсивности фотосинтеза (на 2-3%). Потепление климата, скорее всего, благоприятно отразится на растительности, в частности на лесных экосистемах и сельском хозяйстве. При этом потеплении изменится и режим атмосферных осадков в сторону их увеличения, что также улучшит условия произрастания растений во многих регионах. Специалисты предполагают, что при повышении температуры воздуха на 1 о С количество осадков над континентами в среднем возрастёт на 10%. Повышение концентрации СО 2 в атмосфере может увеличить интенсивность фотосинтеза и, значит, способствовать росту и развитию растений. Увеличение концентрации диоксида углерода в атмосфере может оказать благоприятное воздействие на урожайность многих сельскохозяйственных культур. Глобальное потепление климата может привести к изменению структуры и местоположения биомов Земли. Учёными на основе исследований составляются прогнозы изменения растительных природных зон при увеличении температуры на 1,4 о С (2000 год) и на 2,2 о С (к 2025 году). Согласно этому прогнозу учёных, при глобальном потеплении будет наблюдаться существенное уменьшение площадей наших тундры и лесотундры – более чем в 2 раза при потеплении на 1,4 о С и более чем в 6 раз при повышении температуры на 2,2 о С. При этом будут изменяться природные зоны. Это только те факторы, которые учёные предсказывают сегодня, хотя на самом деле последствия могут быть гораздо серьёзнее. Человек не может всего предсказать, но он в силах сдержать рост температуры путём принятия ряда эффективных мер. И в этом плане человечество должно работать сообща, не смотря на политические конфликты.
Так чем же грозит нам глобальное потепление? Это и изменения адаптационных способностей природных сообществ, такие как повышение уровня Мирового океана, а это значит, что прибрежные города, например, Нью-Йорк, Шанхай, Санкт-Петербург, Владивосток, не говоря уже о городах, находящихся на низменных островах – Лондон, например, могут исчезнуть под водой, хоть и не быстро. Это и изменение характера приливов и отливов, землетрясений. В целом, изменения климата Земли вследствие глобального потепления имеет как отрицательные, так и, безусловно, положительные стороны и невозможно предугадать, как оно повлияет на нашу планету. Ясно лишь одно: спастись по одиночке не дано – только общими усилиями мы можем попытаться спасти «голубую» планету.
Таким образом, рост средней температуры, изменения климата не проходят для экосистемы бесследно. Условия существования живых организмов меняются, и это, в свою очередь, ведет к трудно прогнозируемым последствиям, вымиранию одних видов и внезапному распространению других. Для человека, чьи технологические способности к адаптации очень высоки, потепление — также серьезный вызов, требующий перестройки системы приспособления. Последние полвека наблюдается тенденция усиления парникового эффекта, имеющая общепланетарный характер. По мнению многих ученых — климатологов и экологов, с этим явлением связаны глобальные климатические изменения антропогенного характера. Это одна из наиболее серьезных экологических угроз, ожидающих человечество в XXI столетии. Решить проблему помогут возобновляемые источники энергии, развитие которых все еще очень сильно зависит от участия государства. Здесь-то и возникает потребность в создании системы стимулирования и контроля. Киотский протокол — лишь определенный этап на пути создания такой системы в мировом масштабе. Но за минувшие годы в таких странах, как Испания и Португалия, объём выбросов, по экспертным оценкам, увеличивается на 40%. В Соединенных Штатах – на 13%. Чуть ли не в разы увеличился в Китае или Индии. Это, кстати, и предопределило то, что и США, и Китай, и Индия, а также Австралия отказались в итоге присоединиться к Киотскому протоколу. Проблема парникового эффекта действительно очень актуальна, именно поэтому в 1992 году на конференции в Рио–де–Жанейро было достигнуто соглашение о сокращении выброса углекислоты в атмосферу на период до 2050 года, в том же году Россия ратифицировала Конвенцию по охране окружающей среды, дополненный в 1997 году Киотскими соглашениями. Согласно ей каждые десять лет, начиная с 1998 года страны подписавшие Конвенцию, это практически вся Европа, Япония, Канада, Австралия и другие развитые страны будут обязаны сокращать объемы выбросов на 10 %, то есть по 1 % каждый год. С подобными инициативами много раз выступала Россия. Но до реальных дел еще очень далеко. Странна позиция американцев. Так, по сообщению КП от 7.11.1997 г., «позиция американцев вообще изумляет. Недавно из-за их упорства безрезультатно завершилась очередная встреча специалистов по проблеме «парникового эффекта». Представители 142 стран мира так и не смогли решить, насколько надо сокращать выбросы вредных газов в атмосферу. А все из-за того, что американцев не устроили слишком быстрые темпы этого сокращения». Интересно и то, что суммарное его количество уже превышает разведанные и даже перспективные запасы нефти, говоря иначе диоксид углерода, может стать неплохим топливом. Есть также ряд других проектов связанных с биосферой. Это строительство гигантских ферм по выращиванию специальных водорослей, извлекающих и перерабатывающих углекислый газ атмосферы в новый экологически чистый вид топлива. В развивающихся странах, богатых растительным сырьем планируют получать сравнительно чистый вид бензина – биоэтанол. Ряд специалистов предлагают шире использовать водную, ветровую энергию, а для дальнейшей перспективы — энергию реакцию вещества и антивещества. Существует предложение извлекать избыток СО2 из воздуха, сжижать и нагнетать в глубоководные слои океана, используя его естественную циркуляцию. Другое предложение заключается в том, чтобы рассеивать в стратосфере мельчайшие капельки серной кислоты и уменьшать тем самым приход солнечной радиации на земную поверхность. Введение этих технологий позволит снизить накопление углекислого и других газов в атмосфере, снизив опасность парникового эффекта тем самым обеспечив нам дальнейшее развитие, а самое главное жизнь.
Исследовав проблему, и также разобрав возможные пути её решения, можно сделать вывод, что любую проблему можно решить, главное вовремя осознать насколько губительной она может оказаться для всего человечества. Один человек даже при очень большом желании сделать ничего не сможет, для этого нужны решительные действия со стороны правительства страны. К счастью, мы можем смело сказать, что проблема глобального потепления решаема, и главное, она уже решается. Пусть маленькими темпами, но всё же решается. Теперь важно это дело продолжить, закончить, нужно, чтобы все люди поняли, насколько важно беречь природу. Помните: природа без нас может, а вот мы без неё – нет!
1. Миллер Т.«Жизнь в окружающей среде», т. 1. Москва, изд. 1980. 2.
2. Новиков Ю.В – Экология, окружающая среда и человек: Учебное пособие для ВУЗов, средних школ и колледжей. – 2-е издание, испр. И доп. / М.: изд. Фаир – Пресс, 2002 год. – 560 стр.
3.А.Удальцов «Экологические меридианы и параллели». Москва, изд. 1981. 4. Г.А. Кузнецов «Экология и будущее», Москва, изд. 1988 г. 5. «Калейдоскоп», 12(46), 1997 г. 6. Н.И. Силина «Основы экологии», у/п. СПб, изд. 2014. 7.
5. Энциклопедия для детей. Том 3. География. – 3 изд. испр./ Глав. ред. М.Д. Аксенова. – М.: Аванта +, 2003 год – 704 стр. с илл.
6. Интернет — источники: https :// nauchniestati . ru / primery / referat — na — temu — parnikovyj — jeffekt / http :// www . grandars . ru / shkola / geografiya / parnikovyy — effekt . html 8. http :// works . tarefer . ru / works /98/100361/ index . html 9. https :// www . unece . org / fileadmin / DAM / stats / documents / ece / ces / ge .33/2016/ mtg 1/ pok — Russia 5. pdf
