Парниковый эффект – миф или реальность
РЕФЕРАТ
Тема:
«Парниковый
эффект – миф или реальность?»
Трошева Ю.П.
Иркутск 2011
Введение
Охрана окружающей природной среды и рациональное использование естественных ресурсов - одна из актуальных глобальных проблем современности. Ее решение неразрывно связано с борьбой за мир на Земле, за предотвращение ядерной катастрофы, разоружение, мирное сосуществование и взаимовыгодное сотрудничество государств.
Все
мы в последние десятилетия
Парниковый эффект
Многолетние наблюдения показывают, что в результате хозяйственной деятельности изменяется газовый состав и запыленность нижних слоев атмосферы. С распаханных земель во время пыльных бурь поднимаются в воздух миллионы тонн частиц почвы. При разработке полезных ископаемых, при производстве цемента, при внесении удобрений и трении автомобильных шин о дорогу, при сжигании топлива и выбросе отходов промышленных производств в атмосферу попадает большое количество взвешенных частиц разнообразных газов. Определения состава воздуха показывают, что сейчас в атмосфере Земли углекислого газа стало на 25% больше, чем 200 лет назад. Это, безусловно, результат хозяйственной деятельности человека, а также вырубки лесов, зеленые листья которых поглощают углекислый газ.
Еще в конце прошлого века великолепный химик и серьезный ученый Сванте Аррениус выдвинул гипотезу: поскольку углекислый газ поглощает тепловое излучение, то естественно предположить, что чем больше его в атмосфере, тем теплее становится на Земле. С повышением концентрации углекислого газа в воздухе связан парниковый эффект, который проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли. Это происходит потому, что атмосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей поглощается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера. Другая часть лучей отражается от поверхности Планеты и это излучение поглощается молекулами углекислого газа, что способствует повышению средней температуры Планеты. Действие парникового эффекта аналогично действию стекла в оранжерее или парнике (от этого возникло название " парниковый эффект").
Газы, вызывающие своей повышенной концентрацией парниковый эффект, называют парниковыми газами. В основном это углекислый газ и водяной пар, но существуют и другие газы, поглощающие энергию, исходящую от Земли. Например, хлорфтор содержащие углеводородные газы, например, фреоны или хладоны. Концентрация этих газов в атмосфере также увеличивается.
ПРИРОДНЫЙ ГАЗ.
Природный газ, используемый в энергетике, относится к невозобновляемым энергетическим ресурсам, в то же время это наиболее экологически чистый вид традиционного энергетического топлива. Природный газ на 98% состоит из метана,
остальные
2% приходятся на этан, пропан, бутан
и некоторые другие вещества. При
сжигании газа единственным действительно
опасным загрязнителем
На тепловых электростанциях и в отопительных котельных, использующих, природный газ, выбросов углекислого газа, способствующего парниковому эффекту, вдвое меньше, чем на угольных энергетических установках, вырабатывающих тоже количество энергии.
Применение сжиженного и сжатого природного газа на автомобильном транспорте дает возможность значительно снизить загрязнение среды обитания и улучшить качество воздуха в городах, то есть "затормозить" парниковый эффект. По сравнению с нефтью, природный газ не дает такого загрязнения среды в процессе добычи и транспортировки к месту потребления.
Запасы природного газа в мире достигают 70 триллионов кубических метров. При сохранении нынешних объемов добычи их хватит более, чем на 100 лет. Газовые месторождения встречаются как отдельно, так и в соединении с нефтью, водой, а также в твердом состоянии (так называемые газогидратные скопления). Большинство месторождений природного газа располагаются в труднодоступных и экологически ранимых районах Заполярной тундры.
Хотя
природный газ и не вызывает парниковый
эффект, его можно отнести к "парниковым"
газам, так как при его использовании выделяется
углекислый газ, способствующий парниковому
эффекту.
УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ.
Углекислый газ - диоксид углерода, постоянно образуется в природе при окислении органических веществ: гниении растительных и животных остатков, дыхании, сжигании топлива. Парниковый эффект происходит из-за нарушения человеком круговорота углекислого газа в природе. Его основным источником служат процессы сжигания органического топлива (уголь, газ, нефть и продукты ее переработки, горючие сланцы, дрова). Все эти вещества состоят в основном из углерода и водорода. Поэтому их еще называют органическим, углеводородным топливом. За счет их сжигания в атмосферу поступает до 80% двуокиси углерода.
При горении, как известно, поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Вследствие этого процесса, каждый год человечество выбрасывает в атмосферу 7 миллиардов тонн углекислого газа! Даже представить трудно себе эту величину. Одновременно с этим на Земле вырубаются леса – один из самых главных потребителей углекислого газа, причем, вырубаются со скоростью 12 гектаров в минуту!!! Вот и получается, что углекислого газа в атмосферу поступает все больше и больше, а потребляется растениями все меньше и меньше.
До недавнего времени большинство исследователей считали сжигание ископаемого топлива едва ли не единственной причиной роста содержания СО2 в воздухе в Х1Х и ХХ вв.
Сегодня среди процессов, нарушающих редукцию почвенно-растительного покрова суши стоят такие, как: 1) сведение лесов; 2) земледелие; 3) перевыпас и ряд других нарушений.
Круговорот углекислого газа на Земле нарушается, поэтому в последние годы содержание углекислого газа в атмосфере хотя и медленно, но верно увеличивается. А чем его больше, тем сильнее парниковый эффект.
Поэтому
одним из самых важных результатов,
привлекающих к себе внимание ученых
и широко обсуждаемых в литературе,
является повышение концентрации углекислого
газа в атмосфере. Опубликованные в
последние дни данные о содержании парниковых
газов в атмосфере заставляют ученых делать
неутешительные выводы: их содержание
не просто нарастает, за последние два
года увеличиваются и темпы прироста.
Это, главным образом, касается измерений
уровня углекислого газа. Новые данные
были получены из лаборатории "Мауна
Лоа", относящейся к Национальному управлению
океанических и атмосферных исследований
(NOAA) и расположенной на Гавайях. Средний
уровень углекислого газа составил в 2003
году 376 частей на миллион, что означает
рост на 2,5 единицы. С 2001 по 2002 году содержание
этого газа выросло на такую же величину.
Установившаяся за последние два года
тенденция повышения уровня парниковых
газов в атмосфере планеты настораживает
исследователей, ведь за последние десятилетия
уровень в среднем увеличивался на 1,5 единицы
в год. Об этом рассказал Питер Тенс (Pieter
Tans), научный руководитель лаборатории
NOAA по мониторингу и изучению погоды. Имеются
расчеты, что удвоение количества СО2 в
атмосфере повысит среднюю планетарную
температуру на 1,5-2 градуса в результате
"парникового эффекта. Следует отметить,
что в последние 70 лет действительно наблюдается
поднятие уровня Мирового океана в среднем
на 1,5 мм в год. Полагают, что одна из причин
этого - таяние ледников, происходящее
вследствие потепления климата. Быстрое
таяние ледников может привести к сильной
перестройке всей природной среды. Так,
возможен подъем уровня Мирового океана
на 5 м, затопление низменностей и в связи
с этим необходимость переселения почти
миллиарда человек.
ХЛОРФТОРСОДЕРЖАЩИЕ ГАЗЫ.
Галогены или хлорфторсодержащие газы широко применяются в химической промышленности. Фтор используют для получения некоторых ценных вторпроизводных, например, смазочных веществ, выдерживающих высокую температуру, пластмасс, стойких к химическим реагентам (тефлон), жидкостей для холодильных машин(фреонов или хладонов). Фреон выделяется также аэрозолями и холодильными машинами. Считается также, что фреон разрушает озоновый слой в атмосфере.
Один из самых распространенных фреонов-дифтордихлорэтан (фреон-12) - газ, не ядовит, не реагирует с металлами, без цвета и запаха. Под давлением легко сжижается и превращается в жидкость с температурой кипения - 30градусов по Цельсию. Применяется в холодильных установках и как растворитель для образования аэрозолей. Хлор служит для приготовления многочисленных органических и неорганических соединений. Его применяют в производстве соляной кислоты, хлорной извести, гипохлоритов и хлоратов и др. Большое количество хлора используется для отбеливания тканей и целлюлозы, идущей на изготовление бумаги.
Хлор
применяют также для
Хлорфторсодержащие газы - "парниковые газы", следовательно, из-за повышения их концентрации в атмосфере процесс парникового эффекта идет быстрее. Кроме того фреоны, относящиеся к хлорфторсодержащим газам, разрушают озоновый слой в атмосфере. Из этих газов делают ядохимикаты, которые хотя и борятся с сельскохозяйственными вредителями, но и нарушают экологический баланс.
Содержание
озона в стратосфере также
воздействует на климат. Поглощение озоном
ультрафиолетовой радиации приводит к
нагреванию определенных слоев воздуха
высоко в стратосфере. Эти слои не
позволяют газообразным примесям проникать
в толщу стратосферы. Тепловая «шапка»
- важный фактор формирования тропосферного
воздуха, а следовательно и климата Земли.
По этому, любые виды человеческой деятельности,
приводящие к уменьшению среднего содержания
озона в стратосфере, могут иметь весьма
серьезные отдаленные последствия для
климата, здоровья людей, состояния всей
живой природы.
МЕТАН
Следующими
по вкладу в парниковый эффект являются
метан СН4 и закись азота N2O. Концентрация
того и другого газа определяется
как естественными, так и антропогенными
причинами. Так, естественным источником
СН4 являются переувлажненные почвы, в
которых происходят процессы анаэробного
разложения. Человек добавил свои источники
- рисовые плантации, добычу и транспортировку
природного газа, сжигание биомассы и
др. К естественным поставщикам N2O в атмосферу
относятся океан и почвы. Антропогенная
добавка связана с сжиганием топлива и
биомассы, вымыванием азотных удобрений.
Есть предположение, что метан – основная
причина потепления. В частности доктор
геолого-минералогических наук Н.А. Ясаманов,
предполагают, что в нынешнем глобальном
потеплении "повинен" в основном
метан. Многие "климатические активисты"
парниковый эффект и антропогенные выбросы
CO2 в атмосферу считают синонимами. Между
тем этот газ не поднимается в верхние
слои атмосферы, а в нижнем успешно поглощается
растительностью и почвенными организмами,
растворяется в реках, озерах и морях.
Большая часть CO2 тратится на постройку
скелета водных организмов и усваивается
фитопланктоном, а избыток аккумулируется
в донных осадках. Метан же с земной поверхности
быстро попадает на границу тропосферы
и стратосферы. Мало того что он активно
участвует в парниковом эффекте, на высоте
15-20 км под действием солнечных лучей он
разлагается на водород и углерод, который,
соединяясь с кислородом, образует СО2.
Откуда же метан поступает в атмосферу?
Он образуется в болотах при гниении органики.
Недаром его еще называют болотным газом.
В немалых количествах поставляют его
и обширные мангровые заросли в тропиках.
Попадает он в атмосферу и из тектонических
разломов и трещин при землетрясениях.
Велики и антропогенные выбросы метана.
По оценкам, естественные и антропогенные
выбросы составляют примерно 70 и 30%, но
последние стремительно растут. В целом
же неуклонный рост содержания в атмосфере
метана, фиксируемый в последние десятилетия,
заставляет усомниться в том, что климатические
изменения вызваны лишь теми антропогенными
факторами, которые так любят обсуждать
быстро размножающиеся во все более теплом
климате "энтузиасты Киото" (Киотское
соглашение).
Чем нам это грозит?
Итак, что является причинами парникового эфекта, мы рассмотрели. Но почему же все его так бояться? Рассмотрим его последствия:
1.
Если температура на Земле
будет продолжать повышаться, это
окажет серьезнейшее
2.
В тропиках будет выпадать
больше осадков, так как
3. В засушливых районах дожди станут еще более редкими и они превратятся в пустыни в результате чего людям и животным придется их покинуть.
4.
Температура морей также
5. Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня моря, так как:
а) вода, нагреваясь становится менее плотной и расширяется, расширение морской воды приведет к общему повышению уровня моря;
б) повышение температуры может растопить часть многолетних льдов, покрывающих некоторые районы суши, например, Антарктиду или высокие горные цепи. Образовавшаяся вода в конечном итоге стечет в моря, повысив их уровень. Следует, однако, заметить, что таяние льда, плавающего в морях, не вызовет повышение уровня моря. Ледяной покров Арктики представляет собой огромный слой плавучего льда. Подобно Антарктиде, Арктика также окружена множеством айсбергов. Климатологи подсчитали, что если растают гренландские и антарктические ледники, уровень Мирового океана повысится на 70-80 м.
6. Сократятся жилые земли.
7. Нарушится водосолевой баланс океанов.
8. Изменятся траектории движения циклонов и антициклонов.
9.
Если температура на Земле
повысится, многие животные не
смогут адаптироваться к
10.
Изменение температуры
Кроме
отрицательных последствий
Глобальное
потепление только улучшит климат юга
России. Такое мнение высказал заведующий
отделом состава атмосферы
На
первый взгляд более теплый климат
представляется благом, так как могут
уменьшится счета за отопление и
увеличение продолжительности вегетационного
сезона в средних и высоких широтах. Увеличение
концентрации диоксида углерода может
ускорить фотосинтез. Однако потенциальный
выигрыш в урожайности может быть уничтожен
ущербом от болезней, вызванных вредными
насекомыми, поскольку повышение температуры
ускорит их размножение. Почвы в некоторых
областях окажутся малопригодными для
выращивания основных культур. Глобальное
потепление ускорило бы, вероятно, разложение
органического вещества в почвах, что
привело бы к дополнительному поступлению
в атмосферу диоксида углерода и метана
и ускорило парниковый эффект. Что же нас
ожидает в будущем ?
МИФ ИЛИ….?
Итак, реальность это или выдумки ученых? В любом случае это вопрос актуальный. Недавно в Москве прошла Всемирная климатическая конференция. Это еще раз подтверждает, что вопрос о изменении климата волнует многих. Делаются новые открытия и новые предположения. Так, на пример, два ученых из России сделали открытия, которые меняют наши представления о влиянии человечества на климат. Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере не ведет к потеплению. Более того, большие концентрации его способны ввергнуть планету в новую эпоху оледенения. Это завотделом Института океанологии, доктор физико-математических наук Олег Сорохтин и завкафедрой МГУ, член-корреспондент Российской академии наук Андрей Копица. «Мы живем в нижнем слое - тропосфере. Здесь теория Аррениуса не действует: более девяноста процентов тепла выводится вверх через конвекцию (перемешивание) воздушных масс. Теплый воздух поднимается, холодный опускается на его место». Это первое, на чем основана теория Сорохтина. Второй “кит” - всем известный факт, что, чем теплее на Земле, тем интенсивнее испаряется вода и больше облаков. А последние - сильнее отражают солнечные лучи. Соответственно, холодеет. Такой вот саморегулирующийся механизм. О пользе промышленных загрязнений:
Сорохтин
с Ушаковым составили формулу
для определения теплового
- На
деле все иначе: сначала
ЧТО ДЕЛАТЬ?
В настоящее время обсуждаются различные меры, которые могли бы воспрепятствовать нарастающему "антропогенному перегреву" Земли. 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.
Огромные масштабы антропогенной редукции биосферы уже сейчас дают основание считать, что решение проблемы СО2 должно осуществляться путем "лечения" самой биосферы, т.е. восстановления почвенного и растительного покрова с максимальными запасами органического вещества всюду, где это возможно. Одновременно должен быть усилен поиск, направленный на замену ископаемого топлива другими источниками энергии, в первую очередь экологическими безвредными, не требующими расхода кислорода, шире использовать водную, ветровую, солнечную энергию, а для дальнейшей перспективы - энергию реакцию вещества и антивещества. Но для начала просто уменьшить потребление ископаемого топлива. Резко сократить использование угля и нефти, которые выделяют на 60 % больше диоксида углерода на единицу производимой энергии, чем любое другое ископаемое топливо в целом; использовать вещества (фильтры, катализаторы) для удаления диоксида углерода из выброса дымовых труб углесжигающих электростанций и заводских топок, а также автомобильных выхлопов; повысить энергетический коэффициент полезного действия; требовать, чтобы в новых домах использовались более эффективные системы отопления и охлаждения; удалить с прибрежных территорий резервуары для хранения опасных веществ; расширить площади существующих заповедников и парков; создавать законы, обеспечивающие предупреждение глобального потепления; выявлять причины глобального потепления, наблюдать за ними и устранять их последствия. (Полностью уничтожить парниковый эффект нельзя, полагают, что если бы не парниковый эффект, средняя температура на земной поверхности составила бы - 15 градусов по Цельсию.)
Известно, что не бывает худа без добра, и вот вышло так, что нынешний промышленный спад в стране оказался полезен - экологически. Уменьшились объемы производства. и, соответственно, уменьшилось количество вредных выбросов в атмосферу городов.
Пути решения проблемы чистого воздуха вполне реальна. Первый - борьба с сокращением растительного покрова Земли, планомерное увеличение в его составе специально подобранных пород, очищающих воздух от вредных примесей. В Институте биохимии растений экспериментально доказано, что многие растения способны усваивать из атмосферы такие вредные для человека компоненты, как алканы и ароматические углеводороды, а также карбонильные соединения, кислоты, спирты, эфирные масла и другие.

- Парниковый эффект. Озоновый слой
- Парниковый эффект, причины и последствия
- Парниковый эффект: причины и последствия
- Парниковый эффект: причины и последствия
- Парниковый эффект – проблема 21 века
- Парниковый эффект - реальность или вымысел
- Парниковы эффект
- Парниковый эффект и глобальное потепление климата
- Парниковый эффект и изменение климата
- "Парниковый эффект" и климат Земли
- Парниковый эффект: исторические сведения и причины
- Парниковый эффект как глобальная экологическая проблема
- «Парниковый эффект». Кислотные дожди. «Озоновые дыры». Опустынивание
- «Парниковый эффект – миф или реальность