Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Изменение климата – одна из глобальных экологических проблем

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

« ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ

КАФЕДРА « КАДАСТРА И ГИС»

Реферат

"Изменение климата – одна из глобальных экологических проблем"

Выполнила:

Шакурова М.А.

Проверил:

к.ф.н., доцент кафедры МиУ

А.А. Яйлеткан

Тюмень, 2012
Содержание

Введение…………………………………………………………………………..3

1. Воздействие человека на окружающую среду……………………………..5

2. Основы экологических проблем……………………………………………..6

3. Глобальные экологические проблемы атмосферы…………………………9

3.1. Парниковый эффект (глобальное потепление)……………………………9

3.2. Кислотные осадки…………………………………………………………...16

3.3. Разрушение озонового слоя………………………………………………...18

Заключение………………………………………………………………………21

Список использованной литературы………………………………………….24

Введение

После первой мировой войны (1914–1918 гг.) началась интенсивная разработка более совершенных технологий производства товаров массового потребления. Так был создан фундамент современных развитых индустриальных обществ США, Японии Западной Европы и других развитых стран. Развитые индустриальные общества характеризуются следующими особенностями:

– многократно возросшими объемами потребления товаров, стимулируемыми хорошо развитой рекламой, благодаря которой формируются искусственно завышенные запросы;

– значительным увеличением зависимости производства от невозобновимых ресурсов, таких, как нефть, природный газ, уголь и различные металлы;

– переходом от использования природных материалов, которые обладают способностью разлагаться в природной среде, к синтетическим соединениям, многие из которых, попав в окружающую среду, разлагаются очень медленно;

– резким ростом душевого энергопотребления на транспорте, в промышленности и в сельском хозяйстве, а также при освещении, отоплении и охлаждении.

Развитым индустриальным обществам присущи следующие позитивные особенности:

– разработка и массовое производство множества полезных и экономически выгодных товаров;

– резкое увеличение объема производства продуктов питания на душу населения благодаря внедрению передовых промышленных технологий в сельском хозяйстве, позволяющему небольшому числу фермеров производить огромные объемы продукции;

– существенное увеличение продолжительности жизни вследствие улучшения условий быта, гигиены, питания, медицинского обслуживания и регулирования рождаемости;

– постепенное снижение темпов прироста населения как следствие контроля за рождаемостью, повышения уровня образования, увеличения среднего дохода жителей и улучшения социального обеспечения пожилых людей.

1. Воздействие человека на окружающую

Наряду с многочисленными преимуществами, присущими индустриальным обществам, для них характерно как возникновение новых, так и обострение уже существующих экологических и ресурсных проблем. По масштабам распространения эти угрожающие благосостоянию человека проблемы можно подразделить на:

– локальные: загрязнение подземных вод токсичными веществами;

– региональные: повреждение лесов и деградация озер в результате атмосферных выпадений загрязнителей;

– глобальные: возможные климатические изменения вследствие увеличения содержания углекислого газа и других газообразных веществ в атмосфере, а также истощения озонового слоя.

Совокупное воздействие интенсивного сельского хозяйства, возросшей добычи полезных ископаемых и урбанизации значительно усилило деградацию потенциально возобновимых ресурсов – верхнего почвенного слоя, лесов, пастбищ, а также популяций диких животных и растений. Напомним, что точно такие же причины привели к гибели древних цивилизаций.

Индустриализация значительно увеличила власть людей над природой и в то же время уменьшила численность населения, живущего в непосредственном контакте с ней. В результате люди, особенно в промышленно развитых странах, еще сильнее уверились в том, что их назначение состоит в покорении природы. Многие серьезные ученые убеждены, что, пока будет сохраняться подобное мироощущение, будут продолжать разрушаться и системы жизнеобеспечения Земли.

2. Основы экологических проблем

В основе экологической проблемы, реально угрожающей нашему дальнейшему существованию, лежит множество факторов. Но если отдельные из них являются величинами переменными, изменчивыми, то три фактора по праву можно считать основополагающими в силу их неизменности, постоянства. Именно они и препятствуют любым попыткам успешного решения проблемы.

Фактор материальной заинтересованности:

Потреблять все и вся, созданное природой, оказалось для нас значительно выгоднее, чем возвращать, восстанавливать и оберегать. Каждое действие, направленное на охрану природы, наоборот, требует материальных и финансовых затрат, то есть лишает нас выгоды. Это относится как к отдельным людям, производственным коллективам, так и целым государствам.

Отсюда - настороженное отношение к экологам и «зеленым», к призывам беречь и спасать природу. Никто не желает упускать свою выгоду.

Фактор разрозненности усилий:

Вся природная система, вся Биосфера - чрезвычайно чуткий, очень сложный, но неделимый, единый организм. Поэтому «лечить и оздоровлять» его отдельными, удобно разделенными для нас «кусками», - занятие абсолютно бессмысленное. Столь же бессмысленное, как «спасение хотя бы отдельной части тела» тонущего в реке человека. Уж лучше пусть спокойно тонет целиком.

Целое, неделимое следует спасать или целиком, или вообще никак.

Фактор нереальности финансирования:

Тратить деньги «на экологию», не перекрыв предварительно даже основные каналы загрязнения природы - дело безнадежное и сверхразорительное. С тем же успехом можно пытаться затушить костер бензином. Сколько бы не выливали, задача никогда не будет выполнена.

При любых, самых невероятных затратах, результат всегда будет нулевым.

Поэтому все попытки решения экологической проблемы стандартными методами обречены на провал. Противопоставить материальной заинтересованности абсолютно нечего. Спасать разрозненные части неделимого организма - бессмысленно. Спасать весь организм целиком, не перекрыв каналы загрязнения - нереально. Перекрыть же эти каналы - невозможно, так как это противоречит материальной заинтересованности.

«Сегодня проблема экологии приобрела такие размеры, что требует ответственности практически от всех людей».

Требуется создание единого международного Координирующего Органа, который успешно заменил бы существующие ныне, но не несущие никакой ответственности более двух сотен координирующих организаций по вопросам охраны окружающей среды.

Такой орган, ответственно взявшись за дело, не просто объединит воедино разрозненные усилия для спасения неделимого целого, но сумеет вовлечь в этот процесс практически всех людей Земли, используя для этой цели могущество материальной заинтересованности. Как для отдельных граждан, так и для государственных образований в целом.

Ведь совпадут все движущие силы - материальная заинтересованность, здравомыслие, инстинкты самосохранения и сохранения рода.

Главное же, такой подход к решению проблемы не встречает сопротивления: ведь среди нас нет ни одного убежденного противника природы.

Существует несколько факторов, которые гарантируют Координирующему Органу решение данной задачи.

1) Каждый человек желает выжить сам и обеспечить выживание своего конкретного ребенка.

2) Развал гигантской монополизированной державы, занимавшей шестую часть суши. Частная собственность на средства производства в этой державе не поощрялась, что создавало определенные трудности для всего мирового сообщества.

3) Неуемное стремление каждого человека к удовлетворению всем нам присущего чувства собственной значительности.

4) То обстоятельство, что каждый из нас является потребителем, ради удовлетворения жизненных нужд, которых и развивается цивилизация. Это очень интересная деталь, и в деятельности Координатора она занимает ключевую роль.

3. Глобальные экологические проблемы атмосферы

Увеличение концентрации некоторых веществ в атмосфере Земли сопряжено с далеко идущими последствиями. Возможно возникновение экологических проблем мирового значения. К таким глобальным экологическим проблемам относятся парниковый эффект, разрушение озонового слоя, кислотные осадки.

3.1. Парниковый эффект (глобальное потепление)

Одной из глобальной экологических проблем является проблема глобального потепления климата.

Природа парникового эффекта. Парниковые газы. Прогрессивное человечество и в первую очередь ученые и политики уделяют большое внимание проблеме глобального потепления климата. Рассмотрим, почему это явление называется «парниковым эффектом»,и какова его природа.

Для это достаточно представить себе застекленный парник (цветочную оранжерею или теплицу), который нагревается на солнце. Нагрев вызван тем, что световая энергия, проникающая внутрь парника через стекло, поглощается и превращается при этом в тепловую, т. е. в инфракрасное (ИК) излучение, которое не может пройти через стекло наружу. Таким образом, тепло как бы улавливается, и температура в парнике повышается.

Аналогично нагревается атмосфера Земли. Солнечное излучение падает на Землю. Большая его часть проникает сквозь атмосферу и, поглощаясь, нагревает поверхностный слой Земли. Землей испускается невидимое инфракрасное излучение, в результате чего Земля охлаждается.

Рис. 1. Парниковый эффект

Однако часть этого излучения поглощается парниковыми газами в атмосфере, которые играют роль «одеяла», удерживающего тепло (рис. 1).

Парниковые газы

Чем выше концентрация этих газов, тем заметнее парниковый эффект.

Парниковые газы — это газы, создающие в атмосфере экран, задерживающий инфракрасные лучи, которые в результате нагревают поверхность Земли и нижний слой атмосферы. Многие из этих газов почти на всем протяжении истории Земли присутствовали в атмосфере в незначительном количестве. К наиболее значимым из-за количества природным парниковым газам относятся пары воды Н20. Следующим в ряду парниковых газов стоит углекислый газ С0₂. В отсутствие С0₂ температура поверхности Земли была бы примерно на 33 °С ниже, чем в настоящее время, т. е. условия для жизни животных и растений были бы крайне неблагоприятными. Углекислый газ попадает в атмосферу как естественным, так и искусственным путем. Следовательно, необходимо делать различие между естественным парниковым эффектом и антропогенным, усиленным парниковым эффектом. Далее будут рассматриваться проблемы парникового эффекта, вызванные деятельностью человека.

В настоящее время основными парниковыми газами являются углекислый газ С0₂, метан СН₄, хлорфторуглероды (фреоны) и оксид азота(I) N₂0.

К 2000 г. доля влияния этих основных парниковых газов на глобальное потепление изменилась. По сравнению с 1990 г. возросла доля углекислого газа с 55 до 64% и метана — с 15 до 20%, уменьшилась доля фреонов (в связи с их запретом) с 24 до 10%, на прежнем уровне осталась доля N₂0 (6%) (табл. 1).

Табл.1. Основные парниковые газы, их источники и доля влияния на глобальное потепление (данные 2000 г.)

Газ	Основные источники	Доля влияния на глобальное потепление, %
Углекислый	Производство, транспортировка и сжигание	64
газ С0₂	ископаемого топлива (86%) Сведение тропических лесов и сжигание биомассы (12%) Остальные источники (2%)
Метан СН₄	Утечка природного газа Производство топлива Жизнедеятельность животных (пищеварительная ферментация) Рисовые плантации Сведение лесов	20
Хлорфторуглероды (фреоны) и родст- венные газы	Холодильная промышленность (хладагенты)	10
	Производство аэрозольных упаковок
	Системы кондиционирования воздуха
	Производство пенопласта
Оксид	Применение азотных удобрений	6
азота(1) NX)	Сжигание биомассы Сжигание ископаемого топлива

Углекислый газ считается основным парниковым газом. Его влияние на глобальное потепление в последнее десятилетие XX в. разными учеными оценивается в 55—64% (оценка 64% максимальная).

Вторым парниковым газом по значимости, т. е. по влиянию на глобальное потепление, является метан СН₄, происхождение которого в атмосфере имеет как природную, так и антропогенную историю.

Примерно 20% глобального потепления обусловлено присутствием метана в атмосфере.

Менее значимым парниковым газом по его влиянию на глобальное потепление является N₂0. Как и С0₂, оксид азота(I) — естественный компонент атмосферы, но присутствует он в ней в значительно меньшем количестве. К антропогенным источникам этого парникового газа относятся хозяйства, использующие азотные удобрения, сжигающие биомассы, а также механизмы, в которых ископаемое топливо используется в двигателях внутреннего сгорания. На долю N₂0 приходится около 6% глобального потепления.

Признаки парникового эффекта в XX вв.. Климатическая система планеты находилась в равновесии, когда поглощенное солнечное излучение уравновешивалось тепловым излучением Земли. Это было до технической революции, которая вызвала значительное увеличение выбросов антропогенных парниковых газов. Систематические наблюдения за климатом и содержанием в атмосфере парниковых газов дают основание для прогноза к увеличению их концентрации и повышению средней температуры на планете.

В XX в. отмечены следующие признаки парникового эффекта:

жара и засуха, которые затронули Северную Америку и другие регионы планеты в 1980-е гг.;
увеличение расстояния до зоны вечной мерзлоты на Аляске и в канадской Арктике;
повышение средней температуры озер в Канаде;
уменьшение годовой максимальной протяженности ледникового покрова в Антарктике и Арктике;
убывание количества айсбергов на севере Европы и в других районах мира;
необычные климатические явления в последние годы XX в. — ураган Хьюго, наводнения в Африке и Индии, бури в Европе;
уменьшение толщины льда в Арктике и Антарктике: например, толщина льда в районе севернее Гренландии уменьшилась с 6,7 м в 1976 г. до 4,5 м в 1987 г.

Возможно, что потепление вызвано не только парниковым эффектом, но и естественной изменчивостью климата. Тем не менее, для специалистов ясно, что, создавая своей деятельностью антропогенные выбросы в атмосферу газов, поглощающих ИК-излучение, человечество способствует потеплению климата.

Прогноз глобального потепления на XXI в. и возможные экологические последствия. Изучением дальнейшего повышения среднепланетной температуры Земли, прогнозом ее на XXI в. занимаются многие ученые, специалисты научных институтов, международных организаций, группы экспертов на уровне правительств. Для оценки возможного изменения климата разрабатываются компьютерные модели будущего климата, или модели глобальной циркуляции (МГЦ).

Рассмотрим наиболее важные из возможных климатических изменений.

Увеличение осадков, особенно в средних и высоких широтах в зимний период.
Уменьшение поверхности морского льда и снежного покрова.
Потепление полярных зим.
Подъем среднего уровня Мирового океана (на 10—30 см — произойдет к 2030 г. и на 30—100 см — к концу XXI в. вследствие нагрева и таяния ледников). В случае таяния Антарктического ледникового щита глобальный уровень моря поднимется более чем на 5 м. В течение XXI в. это, вероятнее всего, не произойдет.
Повышение уровня моря вызовет крупномасштабные наводнения (например, во многих северных регионах России), затопление прибрежных зон, ведущее к загрязнению систем водоснабжения, засолению пресноводных прибрежных акваторий, перемещению человеческих поселений. Повышение уровня моря на 1 м затопит 15% площади Египта и 14% урожайной земли Бангладеш.
Понижение влагосодержания почвы в летний период во внутриконтинентальных областях средних широт (летнее иссушение континентов), вызванное более ранним окончанием таяния снегов и периодов дождей.
Понижение влажности почвы в некоторых регионах приведет к их опустыниванию (например, в Африке).

Распространение засухи от 5% в 1990-е гг. до 50% к 2050-м гг. вызовет ухудшение обеспечения населения продовольствием, особенно в густонаселенных регионах мира (Северная Африка, Южная Америка, западные арабские страны, Юго-Восточная Азия, Индийский полуостров, Мексика, Центральная Америка, юго-западные территории США, часть Восточной Бразилии и другие зоны).

Потери урожая зерновых культур в некоторых областях Земли (в Южной Европе, на юге США, в Западной Австралии).
Потепление на 0,1 — 1,0 °С за 10-летний период и засуха ограничат распространение лесов и приведут к замене 100— 200 млн га леса степными зонами. Произойдет сокращение территорий, занятых лесами.
Такое смещение географических зон растительности приведет к сокращению территорий, пригодных для жизни животных, т. е. произойдет обеднение земной фауны. Могут погибнуть не только отдельные виды животных, но исчезнуть целые генотипы.
Произойдет значительное сокращение видового многообразия растений и животных.
Появятся новые виды, для которых эти условия более благоприятны. Среди растений это сорняки, среди животных — вредители и паразиты садов и жилищ. Расширятся возможности распространения вредных насекомых и микробов — возбудителей болезней — за пределы тропической зоны на субтропическую и даже среднюю полосу с разрушительными последствиями для местных сельскохозяйственных культур.
Миграция людей из районов наводнения, засухи, обеднения флоры и фауны приведет к распространению эпидемий в лагерях и поселениях для беженцев.
Распространение болезней, характерных для жаркой зоны (малярия, шистосомоз, лихорадка денге, японский энцефалит), в сторону северных широт; это может привести к заболеваемости большего числа людей.

Наиболее сильному негативному воздействию подвергнутся жители крупных урбанизированных районов.

Пути решения проблемы глобального потепления климата. Ученые и политики всего мира, озабоченные проблемой парникового эффекта и его возможными последствиями, предлагают ряд мер по борьбе с глобальным потеплением климата. Приведем наиболее часто выдвигаемые предложения.

Для стабилизации парниковых газов на уровнях, установившихся к концу XX в., необходимо снижать объемы выбросов: С0₂ - на 50-80%, СН₄- на 10-20%, фреонов - на 75-100%, N,0-на 80-85%.
Так как более половины выбросов парниковых газов связано с производством энергии, необходимо сокращать производство и потребление энергии, повышать эффективность энергетики, использовать энергосберегающие технологии. Мировое сообщество должно перейти к энергосберегающему будущему. Развитые страны не должны экспортировать устаревшие энергоемкие технологии в страны третьего мира.
Сокращать потребление ископаемого топлива в качестве источника энергии, стремиться к полному отказу от сжигания ископаемых органических веществ, являющихся основным источником углекислого газа.
Вместо угля целесообразнее использовать природный газ, так как он при сгорании дает меньше углекислого газа на единицу производства энергии. Однако при этом надо избегать антропогенных выбросов метана и его потерь при транспортировке, ведь метан представляет собой более сильный парниковый газ, чем СО,.
Рекомендовать для использования углеводородное топливо, получаемое из растительных остатков и бытовых отходов путем их анаэробного разложения (биогаз).
Широко использовать возобновляемые источники энергии (энергию Солнца, ветра, гидроэнергию, геотермальную энергию).
Сокращать численность автомобилей, совершенствовать действующие модели, внедрять более экономичные двигатели, повышать их коэффициент полезного действия, использовать в автомобилях вместо жидких нефтепродуктов более экологичные виды топлива (водород, метан, смесь пропана и бутана). В 2001 г. в Швейцарии создан автомобиль, работающий на метане, образующемся при разложении пищевых отходов.

8. Прекратить уничтожение лесных массивов и восстановить их, где это возможно, и таким образом увеличить поглощение углекислого газа. Такие методы прямого удаления С0₂ из атмосферы называются «углеродным секвестром».

9. По возможности не производить осушения болот, так как биоценозам болот принадлежит большая роль (по сравнению с биоценозами лесов) в долговременном изтечении СО из атмосферы.

Ограничить или полностью исключить производство фреонов и аналогичных им веществ (гидрофторуглеродов).
Развитие сельского хозяйства вести по технологиям, уменьшающим образование парниковых газов.
Повсеместно ввести «углеродный налог» (на выбросы угле-родсодержащих соединений). Принцип «загрязняющий платит» в некоторых странах был введен в начале 70-х гг. XX столетия.

Осознать опасность парниковой катастрофы должны не только руководители государств, но и все граждане мира.

3.2 Кислотные осадки

Рассмотрю другую, но не менее значимую глобальную экологическую проблему атмосферы – кислотные осадки.

Причины образования кислотных осадков.

Дождевая вода, образующаяся при конденсации водяного пара, теоретически должна иметь нейтральную реакцию, однако в действительности даже самый чистый дождь не имеет значение рН = 7. Ведь в атмосфере всегда присутствует углекислый газ (постоянный компонент воздуха), который при взаимодействии с атмосферной водой образует угольную кислоту.

Поэтому дождевая вода имеет слабокислую реакцию (рН = 5,6). Кислотным же называется дождь, рН которого < 5,6. Термин «кислотный дождь» впервые ввел английский химик Роберт Ангус Смит в 1882 г. в своей книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии».

Образование кислотного дождя обусловлено выбросами в атмосферу кислотных оксидов, преимущественно SO₂ и NO₂, естественные и техногенные источники. К основным антропогенным источникам этих газов относятся тепловые электростанции, промышленные котельные, автотранспорт, технологические агрегаты металлургической, химической и других отраслей промышленности.

Поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется кислородом воздуха в серный ангидрид. Происходит эта необычная для природы реакция в присутствии пылеобразных частиц оксидов металлов, выступающих в роли катализаторов, или под действием солнечного света.

Образующийся серный ангидрид растворяется в капельках влаги с образованием серной кислоты, выпадающей далее с атмосферными осадками на Землю в виде кислотного дождя.

Так образуется в атмосфере серная кислота, являющаяся первой причиной выпадения кислотных осадков.

Вторая причина образования кислотных осадков связана с азотной кислотой, образующейся в атмосфере из оксидов азота.

Кислотные осадки выпадают в большинстве промышленных районов мира. Они особенно распространены в странах Скандинавии (Швеция, Норвегия, Финляндия), Европы, на северо-востоке и западном побережье США и Канады.

Меры защиты биосферы от кислотных осадков. Кислотные дожди наносят значительный ущерб всем объектам окружающей среды. Поэтому данная проблема весьма актуальна и требует объединения усилий всех стран.

Прежде всего, необходимы меры, позволяющие резко снизить выбросы в атмосферу сернистого газа и оксидов азота, так как именно они являются причиной образования кислотных дождей. Для уменьшения газообразных выбросов необходимо совершенствовать технологический процесс по принципу безотходного производства, разрабатывать систему эффективных очистных сооружений, а это определяется уровнем развития науки и техники, которые должны быть приоритетными в государственной политике.

В первую очередь надо резко снизить выбросы в атмосферу сернистого газа, так как серная кислота примерно на 70% обусловливает кислотность дождей, выпадающих на больших расстояниях от места выбросов.

3.3. Разрушение озонового слоя

Проблема разрушения или, точнее, истощения озонового слоя возникла в начале 1970-х гг. Было высказано несколько гипотез, согласно которым некоторые вещества — продукты деятельности человека — достигнув стратосферы, могут вызывать разложение озона.

Ежегодно наша планета Земля теряет около 0,5% озонового слоя. За последние 10—15 лет его содержание уменьшилось примерно на 7%, и отмечается нарастающая интенсивность этого процесса.

Экологические последствия разрушения озонового слоя. Защитная роль озонового слоя объясняется тем, что озон поглощает коротковолновое солнечное УФ-излучение совершенно в том же диапазоне длин волн, что и молекулы живых клеток. В результате биологически опасное УФ-излучение поглощается в атмосфере, не достигая поверхности Земли.

В 1970-х гг. было установлено, что озоновый слой истощается, следовательно, он перестает в полной мере выполнять свою защитную функцию. Уменьшение содержания озона позволяет большему количеству УФ-лучей достигать поверхности Земли, что является вредным для живых организмов. Рассмотрим возможные экологические последствия разрушения озонового слоя.

Потеря озона в стратосфере с одновременным увеличением его в тропосфере может привести к изменению климата. Разрушение озона вызывает снижение температуры в стратосфере и разогревание тропосферы, так как все большее количество УФ-лучей проникает в нее. Вспомним также, что О₃ относится к парниковым газам и его образование в тропосфере происходит при загрязнении ее оксидами азота и углеводородами, что ведет к повышению температуры.

Усиление УФ-облучения оказывает вредное воздействие на здоровье человека. Имеется много данных о связи солнечного света мрака кожи. Известно, что даже при небольшом повышении дозы УФ-облучения у человека появляются ожоги на коже. Солнечная радиация способствует также старению кожи. Усиление УФ-облучения вызывает увеличение заболеваемости раком кожи. За последнее десятилетие XX в. частота таких заболеваний у жителей США и Европы возросла в несколько раз. Это связано не только с увеличением доли УФ-облучения, но и с изменением образа жизни людей, которые стали больше времени проводить на солнце.

Изменение климата – одна из глобальных экологических проблем 📙 Реферат → 🆔 97278