Парниковый эффект, его природа и возможные последствия для современной биосферы

Но  эти небольшие положительные  аспекты парникового эффекта  не идут ни в какое сравнение с отрицательными. Взять хотя бы опыт с сосновым лесом, где объем СО₂ был увеличен вдвое, а к концу этого века прогнозируется увеличение концентрации СО₂ в четыре раза. Можно представить какими катастрофическими могут быть последствия для растений. А это в свою очередь повысит объем СО₂ , так как чем меньше растений, тем больше концентрация СО₂ [5,c.131].

2.3 Последствия парникового эффекта

парниковый эффект газы климат

С повышением температуры увеличится испарение  воды из океанов, озер, рек и т.д. Так  как нагретый воздух может содержать  в себе больший объем водяного пара, это создает мощный эффект обратной связи: чем теплее становится, тем выше содержание водяного пара в воздухе, а это, в свою очередь, увеличивает парниковый эффект.

Человеческая  деятельность мало влияет на объем  водяного пара в атмосфере. Но мы выбрасываем  другие парниковые газы, что делает парниковый эффект все более и  более интенсивным. Ученые считают, что увеличение объема выбросов СО₂, в основном от сжигания ископаемого топлива, объясняет, по крайней мере, около 60 % потепления на Земле, наблюдавшегося с 1850 года. Концентрация диоксида углерода в атмосфере возрастает примерно на 0,3 % в год, и сейчас составляет примерно на 30 % выше, чем до индустриальной революции. Если это выразить в абсолютных измерителях, то каждый год человечество добавляет примерно 7 миллиардов тонн. Несмотря на то, что это небольшая часть по отношению ко всему количеству углекислого газа в атмосфере – 750 миллиардов тонн, и еще меньшая по сравнению с количеством СО₂, содержащимся в Мировом океане – примерно 35 триллионов тонн, она остается весьма значительной. Причина: естественные процессы находятся в равновесии, в атмосферу поступает такой объем СО₂, который оттуда изымается. А человеческая деятельность только добавляет СО₂ [11,с.245].

 

3 Пути решения проблемы усиления парникового эффекта

3.1 Исследования изменения климата

 

В современное  время становится популярным изобретение  разных компьютерных моделей изменения  климата на Земле. Они основаны на вариантах взаимодействия различных  климатических факторов, таких как  почва, воздух, вода, ледники и солнечная  энергия. Эти общие циркуляционные модели состоят из уравнений, показывающие изученные зависимости атмосферной  физики и океанической циркуляции.

Для каждой части планеты ученые рассчитали эффект таких факторов как температура, вращение Земли, часть поверхности  выше уровня моря и другие климатические  условия.

Но  насколько правдоподобны эти  проекты ? Совершенной считается модель, если при введение информации о климатических условий на Земле несколько сотен лет назад она выдает точное описание сегодняшнего климата. Очень редко сегодняшние модели выдают результат сопоставимый с настоящим глобальным климатом без различных неточностей.

От  части это объясняется тем, что только самые мощные компьютеры могут справиться с этой задачей. А от части – тем, что некоторые аспекты климатического изменения не до конца изучены. Создатели моделей предупреждают, что их создания еще не достаточно совершенны, чтобы определять детальный эффект в конкретных регионах. Модели разбивают всю поверхность Земли на квадраты со стороной обычно 200 км, но такие факторы как океанические бури, шторм и облачная активность действуют на значительно меньших участках. В этих случаях модели могут определять примерный результат.

Компьютерные  модели обычно проектируют парниковый эффект в далеком будущем, и они  все лучше и лучше приспосабливаются  к быстро растущему объему знаний человечества. К тому же невероятно сложно правильно учесть влияние человека на всемирные колебание климата [12, стр.58].

Согласно  Кевину Тренберту, ведущему американскому специалисту в Национальном центре атмосферных исследований в Колорадо, все компьютерные модели предсказывают глобальное потепление, но они могут определить только пределы изменения температуры. Потепление может составить один градус Цельсия в этом веке, или оно может быть в более чем в три раза больше. «Использование таких моделей – это важный и незаменимый инструмент, – говорит Тренберт, – но они не могут решить проблему парникового эффекта».

3.2 Решение проблемы изменения климата  в разных странах

 

В результате антропогенных выбросов парниковых газов изменяется климат, что ведет  к негативным последствиям практически  во всех областях деятельности человека.

В России изменения климата отразятся  на сельском, лесном и водном хозяйстве. В зоне вечной мерзлоты, (а это  около 55% площади всей страны), в результате таяния льдов при потеплении климата  станет разрушаться хозяйственная  инфраструктура, будет нанесен ущерб  добывающей промышленности, транспортным, энергетическим системам, коммунальному  хозяйству. Подъём уровня Мирового океана приведет к затоплению береговой  зоны, будут затоплены населенные пункты, пострадает лесное хозяйство, живой и растительный мир. Изменение  климата повлияет и на здоровье человека, возможно распространение многих видов  заболеваний.

 В  1992 г. страны – члены ООН  подписали Конвенцию ООН об  изменении климата, которая ратифицирована  Россией 4 ноября 1994 г. и вступила  в силу 6 марта 1995 г. Цель Конвенции  - добиться стабилизации парниковых  газов в атмосфере на уровне, которое бы не допускало опасного антропогенного воздействия на климат Земли.

В 1996 г. правительство  России приняло федеральную целевую  программу ''Предотвращение опасных  изменений климата и их отрицательных  воздействий''.

 Суммарные  промышленные выбросы углерода  в России в 1990 г. составили  около 650-700 млн. т. Наиболее  загрязняющими атмосферу отраслями  являются топливно-энергетическая, нефтехимическая, металлургическая и транспортная.

Воздействие энергетики на состояние воздушного бассейна определяются в основном видом  сжигаемого топлива. Выбросы электростанций, потребляющих уголь, составляют 139 млн.кг в год окислов серы, 21 млн. кг окислов азота, 5 млн. кг твердых частиц.

 Черная  металлургия – следующий по  интенсивности источник загрязнения  атмосферы. Огромную роль в  загрязнении атмосферы играют  выбросы сталеплавильных цехов.

 Большое  количество углеводородов содержится  в выбросах нефтеперерабатывающей  и нефтехимической промышленности. Выброс в атмосферу вредных  веществ на нефтеперерабатывающих  заводах происходит из-за недостаточной  герметизации оборудования.

 Один  из главных источников загрязнения  атмосферы углекислым газом –  автомобильный транспорт. Автомобиль  можно назвать химической фабрикой  на колесах. На долю автомобиля  приходится 60% всех вредных веществ  в городском воздухе. Автомобильные  выхлопные газы – смесь примерно 200 веществ. В них содержатся  углеводороды, – не сгоревшие  или не полностью сгоревшие  компоненты топлива, доля которых  резко возрастает, если автомобиль  работает на малых оборотах  или в момент увеличения скорости  на старте, т.е. во время заторов  или у красного сигнала светофора [6,c.132].

 Есть  несколько путей борьбы с этим  видом загрязнений: техническое  совершенствование двигателей, топливной  аппаратуры, электронных систем  подачи топлива; повышение качества  топлива, снижение содержания  токсичных веществ в выхлопных газах в результате применения дожигателей топлива, каталитических катализаторов; использование альтернативных видов топлива.

 Отработанные  газы автомашин можно обезвредить  с помощью специальных устройств  в системе выпуска двигателя  автомобиля, называемых нейтрализаторами. Пламенный нейтрализатор – устройство  для обезвреживания

Отработанных  газов двигателя автомобиля дожиганием в открытом пламени. Термический  нейтрализатор – термоаккумулирующее  устройство для нейтрализации отработанных газов двигателя автомобиля методом  беспламенного сжигания. Жидкостный нейтрализатор – устройство для  обезвреживания отработанных газов  автомобилей с помощью химического  связывания жидкостными реагентами.

 Избавит  население от выхлопных газов  электрический транспорт [13,с.457].

Рядом экологов была выдвинута разумная идея ''налога на выделенную углекислоту''. Страна, не зависимо от уровня индустриального  развития, получит определенную квоту  на производство СО₂. Богатые страны смогут покупать квоты на выбросы углекислоты у более бедных стран. Такие рыночные отношения смогли бы помочь, например, Бразилии получить дополнительные средства на борьбу с уничтожением тропического леса. Этот налог помог бы повысить инвестиции в разработку альтернативных источников энергии.

Первый  налог на производство углекислоты  был введен Швецией в 1990 г. Министерство по защите окружающей среды выполнило  задачу снизить к 2000 г. в стране эмиссию  СО₂ на 2,5% .Введен так же налог на сжигание угля, нефти и природного газа.

В России отрыт способ утилизации углекислого  газа с использованием новейших технологий. Двуокись углерода извлекается из дымовых  газов. Операцию проводят методом газоразделения с помощью ионообменных мембран, при этом концентрация углекислоты доводится до 98-99%. Очищенный двуокись углерода закачивают в хранилища, откуда он поступает на дальнейшую переработку.

На следующей  стадии углекислый газ смешивают  с парами воды и подвергают элекрохимическому разложению в процессе электролиза. В результате реакции при высокой температуре (1100-1150⁰С) на аноде выделяется сверхчистый кислород, а на катоде – смесь окиси углерода и водорода, т.е. синтез-газ, служащий основным сырьем для производства углеводородных соединений, всего спектра современных искусственных материалов – от синтетического бензина и дизельного топлива до изделий из полимеров (пластмасс, лаков, красок, растворителей и т.п.). Эта технология для получения углеводородов из диоксида углерода не имеет мировых аналогов.

Введение  новых технологий снизит накопление углекислого газа в атмосфере, поможет  создать альтернативное сырьё для  синтеза органических веществ, а  значит решить важные экологические проблемы [2,c.76]. 

Заключение

 

В последнее  время проблема парникового эффекта  становится все более и более  острой. Климатическая обстановка в  мире требует принятия безотлагательных мер. Доказательством этому могут  служить некоторые последствия  парникового эффекта, проявляющиеся  уже сегодня.

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.

Сегодня ученые сходятся во мнении, что  мы ответственны за повышение естественного  парникового эффекта на несколько  градусов. Деятельность человека столь  грандиозна по размаху, что уже приобрела  глобальный природообразующий масштаб.

         По мнению экспертов, стратегия борьбы с усилением парникового эффекта должна заключаться в принятии следующих мер:

• Сокращение использования ископаемых источников энергии: угля, нефти и газа;
• Более эффективное использование энергии;
• Широкое внедрение энергосберегающих технологий;
• Широкое применение альтернативной энергетики (использование возобновляемых источников энергии);
• Развитие новых экологически чистых и низкоуглеродных технологий, в частности – применение хладагентов и вспенивателей с низким (нулевым) потенциалом глобального потепления;
• Борьба с лесными пожарами, восстановление лесов – природных поглотителей углекислого газа из атмосферы.

Однако даже полномасштабная реализация всех этих мер по предотвращению усиления парникового  эффекта вряд ли сможет полностью  компенсировать вред, наносимый природе в результате антропогенного воздействия, поэтому речь в любом случае может идти лишь о минимизации последствий. Вот почему перечисленные действия необходимо предпринимать комплексно и на глобальном уровне.

 

 

 

 

 

 

 

Список  используемых источников

 

1. Gorshkov V.G., Gorshkov V.V., Makarieva A.M. Biotic Regulation of the Environment: Key Issue of Global Change. Chichester: Springer; Praxis Publ., 2005. 367 p.
2. IPCC. Climate Change 2004: Radiative forcing of climate change and an evaluation of the IPSS IS92 Emission Scenarios / J.T. Houghton, L.G. Meira-Filho, J.Bruce et al. Eds. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2004. 339 p.
3. Kondratyev K.Ya. Climatic effects of aerosols and clouds. Chichester: Springer; Praxis Pub'l., 1999. 264 p.
4. Агесс П. Ключи к экологии С.-П.: Гидрометеоиздат, 2002
5. Боголюбов С.А. Экология М.: Знание, 2007.
6. Журнал «National Geografic» Май 1998 г.Vol. 193, NO. 5, 155 с.
7. Журнал «Экология и жизнь» № 1 (18)/2009
8. Зубаков В.А. «XXI – сценарий будущего: анализ последствий глобального экологического кризиса» СПб ГМТУ 2005 г. 255 с.
9. Костенко О.К. Экология М.: Аквариум, 2007.
10. Ливчак И.Ф., Воронов Ю.В., Стрелков Е.В. «Охрана окружающей среды» М, Колос 2005 г, 265 с.
11. Миллер Т. «Спешите спасти планету» М, Прогресс-Пангея 2004 г, 336 с.
12. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек М.: Гранд, 2003
13. Уорнер С. «Загрязнение воздуха, источники и контроль» М, Мир 2006 г. 640 с.