Парниковый эффект: почему разогревается наша планета и чем это грозит?

Если у вас есть статья, заметка или обзор, которыми вы хотите поделиться с аудиторией нашего сайта, присылайте информацию на: aleksandr.belozerov@gmail.com. За статьи платим деньги!

В чем суть парникового эффекта и в чем его опасность?  Можно ли остановить глобальное изменение климата, и как это сделать?

Изменение климата
Изменение климата — глобальная проблема, грозящая всему человечеству

Из множества проблем, стоящих перед современным человечеством, изменение климата, без сомнения, является одной из самых значимых и серьезных. Глобальное потепление, стремительное сокращение биоразнообразия, парниковый эффект, таяние ледников, которое ведет к подъему уровня Мирового океана, – все это может привести к катастрофическим последствиям и сделать жизнь людей на планете просто невыносимой.

Ученые предупреждают, что климатическую проблему уже нельзя откладывать в долгий ящик: к 2030 году ущерб, нанесенный экосистеме планеты, будет непоправим. То есть, у нас с вами осталось всего 12 лет. Если в ближайшее время люди не найдут решение этой проблемы, то последствия разогрева атмосферы будут ощущаться на протяжении веков, а то и тысячелетий. И это уже вопрос не экологии, а выживания человечества. Почему же на нашей планете становится жарче? Виной всему влияние парникового эффекта, который возник в результате хозяйственной деятельности человека.

Немного теории или почему разогревается планета?

Парниковый эффект – это нагрев нижних слоев атмосферы Земли, который возникает из-за увеличения концентрации некоторых газов, находящихся в ней. Суть его довольно проста: солнечные лучи нагревают поверхность планеты, но при этом тепло остается и не может вернуться в космическое пространство – газы мешают этому. Вследствие этих процессов температура планеты увеличивается.

Парниковый эффект
Парниковые газы мешают теплу уходить в космическое пространство, поэтому температура атмосферы увеличивается

Значительная доля солнечного излучения (до 75%), попадающего на Землю, приходится на видимую и ближнюю инфракрасную часть спектра (400—1500 нм). Атмосфера его практически не улавливает, и тепловая энергия свободно достигает поверхности нашей планеты. Земля, нагреваясь, в свою очередь, начинает испускать излучение с длиной волн 7,8—28 мкм, которое исходит в космос, способствуя охлаждению планеты. Главной причиной возникновения парникового эффекта – это более высокая прозрачность атмосферы для света в оптическом диапазоне, чем в инфракрасном. Дело в том, что некоторые газы, содержащиеся в воздухе, поглощают или отражают излучение, которое идет от Земли. Они называются парниковыми. Чем выше их концентрация, тем больше солнечного тепла остается в атмосфере.

Парниковые газы нарушают тепловой баланс планеты, который во многом и определяет ее климат.

Сущность парникового эффекта хорошо знакома дачникам и огородникам, которые имеют теплицы на своих участках. Схема очень похожа: солнечные лучи, попадая внутрь, нагревают почву, а крыша и стены, не дают теплу покинуть конструкцию. Поэтому в парнике, даже без всякого обогрева, температура всегда выше, чем снаружи.

Сейчас очень много говорят о глобальном потеплении и изменениях климата. Есть ошибочное мнение, что возникновение парникового эффекта – это событие последних лет или десятилетий, и причиной его является исключительно деятельностью человека. Данный эффект присущ любой атмосфере, и без него жизнь на Земле была бы невозможна.

На самом деле, наша проблема – это стремительное усиление парникового эффекта, которое наблюдается в последние годы. Именно этот процесс может привести к катастрофическим результатам.

История изучения данного вопроса

Исследование проблемы парникового эффекта началось еще в первой половине XIX века. В 1827 году увидела свет работа Жозефа Фурье «Записка о температурах земного шара и других планет», где он подробно рассмотрел механизмы формирования климата, а также факторы, которые воздействуют на него. Этот ученый впервые описал явление парникового эффекта, используя в качестве модели стеклянный сосуд, выставленный на солнечный свет. Стекло практически непрозрачно для инфракрасного излучения, поэтому данный опыт довольно точно демонстрирует сущность явления. Само понятие парникового эффекта вошло в научный обиход гораздо позже.

Позже данные исследования были продолжены шведским физиком Аррениусом. Именно он выдвинул теорию, что понижение концентрации углекислого газа в воздухе является одной из важнейших причин ледниковых периодов в истории планеты.

Конференция по изменению климата
В последние годы борьба с парниковым эффектом ведется на международном уровне

Однако активное изучение парникового эффекта и последствий этого феномена началось только во второй половине прошлого столетия. Ученые изучили изменение потоков солнечной радиации, возникающее при увеличении количества парниковых газов в воздухе. Сейчас для моделирования процессов, происходящих в атмосфере, начали использоваться наиболее современные и продвинутые компьютеры. Но и их мощности часто бывает недостаточно, ибо планетарный климат – это чрезвычайно сложная и пока еще не до конца изученная система.

В последние десятилетия на международном уровне были предприняты первые серьезные шаги, направленные на решение этой проблемы. В 1992 году была принята Рамочная конвенция ООН об изменении климата. В 1997 году к ней добавился Киотский протокол и Парижское соглашение (2015 год). Об этих документа регулируют меры по снижению выбросов в атмосферу.

Парниковые газы и другие причины потепления

Ученые считают, что парниковый эффект возникает благодаря следующим газам:

  • метан;
  • диоксид углерода;
  • водяной пар;
  • озон.

Наибольший вклад в повышение глобальной температуры вносит водяной пар (от 36 до 72%), за ним следует СО2 (примерно 9-26%), затем идет метан (4-9%) и озон (от 3 до 7%). Другие газы имеют крайне малую концентрацию в воздухе, поэтому их влияние на климатические процессы минимально.

Парниковые газы
Основные парниковые газы

Количество водяного пара сильно зависит от температуры нижних слоев атмосферы. Чем она ниже, тем меньше влажность воздуха и слабее выражен парниковый эффект. В этом случае избыточная влага превращается в снежно-ледовый покров на полюсах планеты, увеличивая ее отражательную способность (альбедо) и делая воздух еще холоднее. Таким образом, глобальное потепление (или похолодание) – это самоподдерживающийся процесс, который при определенных условиях может пойти по нарастающей и развиваться очень быстро. Для его начала нужен всего лишь «спусковой крючок», и антропогенный фактор вполне может стать им. В этом случае мы имеем дело с типичным примером положительной обратной связи.

Периоды потепления и похолодания, которые ранее случались на нашей планете, отлично коррелируют с количеством углекислого газа в атмосфере. Его увеличение ведет к усилению парникового эффекта и длительному повышению температуры.

Кроме того, на тепловой баланс Земли также оказывает влияние сажа и твердые аэрозольные частицы, попадающие в верхние слои атмосферы. Их главными источниками является вулканическая активность и промышленные выбросы. Пыль и сажа препятствует проникновению солнечного света, что уменьшает температуру планеты.

Откуда берутся парниковые газы?

Промышленные предприятия
Промышленные предприятия — главный источник парниковых газов

В настоящее время среди ученых существует консенсус, что текущее изменение климата связано с увеличением количества углекислого газа в атмосфере и парниковым эффектом – следствием этого процесса. Причем потепление происходит уже давно. Основная причина усиления парникового эффекта – деятельность человека, которая превратилась в мощный планетарный фактор. С момента начала индустриальной революции – то есть за последние 250-300 лет – концентрации метана и диоксида углерода в атмосфере увеличились на 149% и 31% соответственно. Вот основные источники парниковых газов:

  • Бурный рост промышленности. Главным источником энергии для наших заводов, фабрик, транспортных средств является ископаемое топливо – нефть, природный газ и уголь. В результате их использования образуется углекислота, которая усиливают парниковый эффект. Около половины газов, полученных в ходе хозяйственной деятельности человека, так и остается в атмосфере, остальная часть – усваиваются океаном и наземной растительностью. С каждым годом увеличивается население Земли, а, значит, ему требуется все больше еды, промышленных товаров, автомобилей, что приводит к еще большему выделению углекислого газа, поэтому явление парникового эффекта будет нарастать. И если за последнее столетие температура поднялась на 0,74 градуса, то в будущем учёные прогнозируют рост 0,2 градуса за каждое десятилетие;
  • Вырубка лесов и развитие сельского хозяйства. Еще одной важнейшей причиной увеличения концентрации СО2 в атмосфере является массовое уничтожение лесов. В процессе фотосинтеза деревья поглощают углекислый газ и выделяют кислород, являясь естественным регулятором концентрации парниковых газов. Вырубка лесов необходима в первую очередь для получения новых пахотных земель, чтобы кормить стремительно растущую человеческую популяцию. Свою лепту в повышение глобальной температуры добавляет и сельское хозяйство. Животноводство связано с образованием огромного количества метана, который по парниковым свойствам превосходит диоксид углерода;
  • Свалки. Рост населения ожидаемо приводит к увеличению числа отходов. Сегодня свалками заняты огромные территории, занимающие тысячи гектаров. Каждая из них выделяет в атмосферу десятки тысяч кубометров метана и углекислоты. Эффективного решения этой проблемы пока не существует – значит, что объемы выбросов «мусорных газов» будет только расти.

Чем грозит парниковый эффект?

История Земли насчитывает примерно 4,5 млрд лет, и на протяжении всего этого времени климат планеты постоянно менялся. В некоторые эпохи ее от полюса до полюса покрывала буйная тропическая растительность, в другие же – она представляла собой шар, покрытый многометровой толщей льда. По сравнению с такими катаклизмами повышение температуры на один-два градуса кажутся сущей безделицей: подумаешь, еще и на отоплении сэкономим! Но не все так просто, последствия изменения климата могут оказаться куда более серьезными, вот только некоторые из них:

  • Повышение температуры приведет к таянию ледников и подъему уровня вод Мирового океана, что грозит затоплением обширных территорий. Конечно, планета не превратиться в «водный мир», но пострадать могут многие прибрежные города и территории.  Мало кто знает, но с начала XX столетия уровень океана поднялся на 17 см, а с середины 90-х годов этот скорость подъема увеличилась до 3,2-3,4 мм в год. Данная проблема усугубляется еще и тем, что в приморских районах проживает большая часть населения Земли, там же находится и значительная доля мировой экономики;
  • Увеличение температуры неминуемо приведет к изменениям в распределении осадков, а также их количества. И это следствие, наверное, даже более серьезно, чем затопление тех или иных территорий. В некоторых районах земного шара дожди станут большой редкостью, и они постепенно превратятся в пустыни, в других же жители будут страдать от регулярных ураганов, наводнений, цунами и прочих катаклизмов. По мнению ученых, дальнейшее повышение температуры воздуха приведет к снижению урожайности основных сельхозкультур в тропических и субтропических регионах планеты, что может привести к голоду и социальным потрясениям;
  • Повышение температуры пагубно повлияет на здоровье людей. Медики ожидают увеличения количества сердечно-сосудистых заболеваний, болезней органов дыхания и даже психических расстройств.

Парниковый эффект и его возможные последствия серьезно повлияют не только на человека, но и на экосистему планеты в целом. Изменения климата лишат многие виды их привычного ареала, и не факт, что все «братья наши меньшие» смогут приспособиться к таким резким переменам. Исчезновение одних видов нарушит привычные цепи питания, что может привести к настоящему «эффекту домино». Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере и повышение температуры воздуха приводит к закислению океана, что негативно сказывается на всех, кто живет в нем.

Как с этим бороться?

Человек уже неоднократно сталкивался с изменениями климата. Более того, именно они были одной из движущих сил исторического прогресса. Засухи и наводнения не раз и не два вызывали войны и революции, массовые переселения народов, упадок государств и целых цивилизаций. Как же избежать тех катастрофических последствий, которые ожидают нас в случае серьезных изменений климата? Есть ли вероятность уменьшить так называемый парниковый эффект? Что можно сделать для этого?

Гибель животных
Изменения климата, безусловно, приведут к исчезновению многих видов животных

Сегодня мы знаем все факторы, которые приводят к накоплению парниковых газов и повышению температуры воздуха. Переломить сложившуюся тенденцию будет очень непросто, так как это потребует усилий всего человечества и коренной перестройки мировой экономики. Для начала же необходимо просто понять, что парниковый эффект – глобальная проблема, которая угрожает не отдельным государствам, а всем людям.

Специалисты считают, что для уменьшения выбросов парниковых газов в атмосферу нужны следующие меры:

  • Необходимо коренным образом перестроить энергетику и уменьшить количество промышленных выбросов. Основным источником СО2 сегодня является сжигание ископаемого топлива: нефти, угля и газа. Чтобы снизить их, человечество должно перейти на так называемую возобновляемую энергетику: солнце, ветер, воду. В последние годы их доля в общем балансе довольно быстро растет, но этих темпов явно недостаточно. Также нам необходимо отказаться от использования автомобилей с двигателями внутреннего сгорания и пересесть на электрокары. Понятно, что все вышеуказанное требует многомиллиардных инвестиций и десятков лет напряженной работы. Но начинать ее надо уже сегодня;
  • Повышение энергоэффективности, причем касается это и промышленного производства, и получения энергии, и жилищно-коммунального хозяйства. Энергоемкость выпускаемой продукции должна быть значительно снижена. Нам нужны новые технологии, которые бы не наносили вред окружающей среде. Даже элементарное утепление фасадов зданий, установка современных окон и замена теплоцентралей может иметь существенный эффект в плане экономии энергии, а, значит, снизит затраты топлива и позволит уменьшить вредные выбросы;
  • Весьма действенным способом борьбы с парниковым эффектом является сокращение числа отходов. Человек должен научиться использовать ресурсы вторично, это позволит ликвидировать свалки, которые являются серьезным источником метана, или хотя бы существенно сократить их объем;
  • Необходимо прекратить хищническое уничтожение лесов и заняться восстановлением зеленых массивов. Вырубки обязательно должны сопровождаться высаживанием новых деревьев.

Борьба с парниковым эффектом и ростом среднегодовой температуры должна вестись на международном уровне, в тесной кооперации между разными странами. Первые шаги в этом направлении уже сделаны, и движение необходимо продолжать. Ученые предлагают закрепить борьбу с климатическими изменениями на уровне конституций государств. Велика роль и неправительственных организаций, которые постоянно поднимают эту тему. Мы должны четко понимать, насколько невелика наша планета, и как она уязвима перед человеком.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них