ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ И ЕГО

ПАРНИКОВЫЙ
ЭФФЕКТ
И
ЕГО
ВЛИЯНИЕ
НА
ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Калмыкова Е.А., Ткач Н.А.
Приднепровская государственная академия строительства и
архитектуры, Днепропетровск, Украина
GREENHOUSE EFFECT AND ITS IMPACT ON THE
ENVIRONMENT
Kalmykovа Е., Tkach N.
Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture
Dnipropetrovsk, Ukraine
Актуальность.
Когда
обеспокоенные
ученые
еще
несколько
десятилетий назад предупреждают человечество об усилении парникового
эффекта и угрозе глобального потепления, на них смотрели как на
комических стариков со старинной комедии. Но вскоре стало совсем не до
смеха. Глобальное потепление происходит, и очень быстро. Климат меняется
на глазах: невиданная жара в Европе и Северной Америке вызывает не
только массовые инфаркты, но и катастрофические наводнения.
Основная часть. Бытовым примером парникового эффекта может
послужить нагревание изнутри автомобиля, когда он стоит на солнце с
закрытыми окнами. Причина здесь в том, что солнечный свет проникает
сквозь окна и поглощается сидениями и другими предметами в салоне. При
этом световая энергия переходит в тепловую, предметы нагреваются и
выделяют тепло в виде инфракрасного или теплового излучения. В отличие
от света оно не проникает сквозь стекло наружу, то есть улавливается внутри
автомобиля. За счет этого повышается температура. То же самое происходит
и в парниках, откуда и пошло само название этого эффекта - парниковый
эффект (или оранжерейный эффект). В глобальном масштабе углекислый газ,
содержащийся в воздухе, играет ту же роль, что и стекло. Световая энергия
проникает
сквозь
атмосферу,
поглощается
поверхностью
Земли,
превращается в ее тепловую энергию, и выделяется в виде инфракрасного
излучения. Однако, углекислый газ и некоторые другие газы, в отличие от
других природных элементов атмосферы, его поглощают. При этом он
нагревается, и в свою очередь нагревает атмосферу в целом. Следовательно,
чем больше в атмосфере углекислого газа, тем больше инфракрасных лучей
будет поглощено, и тем теплее она станет. Температура и климат, к которому
мы привыкли, обеспечивается концентрацией углекислого газа в атмосфере
на уровне 0,03%. Теперь мы увеличиваем эту концентрацию, и намечается
тенденция к потеплению климата.
Когда обеспокоенные ученые еще несколько десятилетий назад
предупреждают человечество об усилении парникового эффекта и угрозе
глобального потепления, на них смотрели как на комических стариков со
старинной комедии. Но вскоре стало совсем не до смеха. Глобальное
потепление происходит, и очень быстро. Климат меняется на глазах:
невиданная жара в Европе и Северной Америке вызывает не только массовые
инфаркты, но и катастрофические наводнения.
В начале 60-х годов в Томске мороз до 45 градусов был делом
обычным. В семидесятых падения столбиков термометра ниже отметки 30
градусов мороза уже вызвало смущение. Последнее десятилетие все реже
пугает нас такими холодами, зато нормой у нас стали сильные ураганы,
которые разрушают крыши домов, ломают деревья, обрывают линии
электропередач. Еще 25 лет назад в Томской области подобные явления были
большой редкостью [2].
Убеждать кого-то в том, что глобальное потепление стало фактом, уже
не приходится - достаточно посмотреть сообщения прессы, отечественной и
международной. Жестокие засухи, чудовищные наводнения, ураганные
ветры, невиданные доселе бури - теперь все мы стали невольными
свидетелями этих явлений. В последние годы в Украине наблюдается
невиданная
жара,
идут
тропические
ливни,
которые
сокрушительным наводнениям. Примеры природных процессов:
приводят
к
- В 2006 году на Земле произошло 600 различных природных
катаклизмов, в том числе 200 ураганов, 170 наводнений и 50 землетрясений.
Это нa 23 больше, чем в 2005-м. Стихия унесла 11 000 жизней, материальный
ущерб от нее составил 60000000000 долларов;
- Необычно ранняя и необычно теплая весна в Сибири; несмотря нa
очень большое количество снега, во многих регионах наводнение не
произошло, потому что снег буквально испарился;
- В США из-за сильных наводнений несколько штатов объявлено зоной
чрезвычайного бедствия;
- Ливневое наводнение в Алжире ("корабли пустыни" учатся плавать);
- Наводнение в Таджикистане и Грузии;
- Необычно холодная весна в Восточной Европе;
- На юге Африки необычно холодная осень, а в 300 км от
Йохaннесбургa выпал снег,
- Крупнейшее за 1000 лет наводнение на Одере неожиданно накрыло
Чехию, Польшу и часть Германии и т.д.
Прогнозы на будущее
Деятельность
человечества
стремительному повышению
в
начале
концентрации
XXI
века
загрязняющих
приводит
к
веществ
в
атмосфере, вызывает угрозу разрушения ее озонового слоя и резкого
изменения климата, в частности, глобальное потепление. Для снижения
угрозы глобального экологического кризиса необходимо везде значительно
сократить выброс в атмосферу вредных газов. Ответственность за снижение
таких выбросов должна быть разделена между всеми членами мирового
сообщества, и существенно отличаться по многим параметрам: уровню
промышленного развития, дохода, социальной структуры и политической
ориентации. В силу этих различий неизбежно возникает вопрос: «в какой
мере национальное правительство должно контролировать выбросы в
атмосферу?» Дискуссионность данной проблемы усугубляется еще и тем
фактом, что до настоящего времени не достигнуто соглашение по вопросу о
воздействии на окружающую среду растущего парникового эффекта. Однако
растет понимание того, что с учетом угрозы глобального потепления со
всеми вытекающими из этого разрушительными последствиями, ограничения
вредных выбросов в атмосферу становится задачей первостепенной
важности.
Перед реальной угрозой исчезновения оказываются прибрежные
районы Азовского и Черного морей. Катастрофические наводнения, с
которыми мы уже имеем дело, тоже будут происходить гораздо чаще.
Например, днепровские плотины, в частности Киевская, строились с учетом
самых сокрушительных наводнений, которые когда-нибудь случались на
Днепре.
Сейчас средняя температура Земли - плюс пятнадцать. В то же время
другие планеты Солнечной системы представляют собой или раскаленный
ад, или ледяную пустыню. Именно благодаря благодатной температуре на
Земле зародилась жизнь. А температурой и, соответственно, уникальными
климатическими условиями Земля обязана атмосфере и парниковому
эффекту.
Без парникового эффекта температура Земли была бы минус
пятнадцать. Проблема заключается не просто в парниковом эффекте, а в его
искусственном росте, порожденном человеческой деятельностью, изменении
оптимального содержания парниковых газов в атмосфере. Промышленная
деятельность человека приводит к заметному их увеличению и появлению
угрожающей
диспропорции.
Если
человечество
не
сможет
принять
эффективные меры по ограничению выбросов парниковых газов и
сохранению лесов, температура, согласно данным ООН, через тридцать лет
вырастет еще на три градуса.
В результате деятельности человека концентрация антропогенных
парниковых газов увеличивается, в результате чего возрастает парниковый
эффект. Безусловно, важнейшим из парниковых газов является двуокись
углерода.
Его
основными
источниками
служат
процессы
сжигания
органического топлива (уголь, газ, нефть и природные продукты ее
переработки, горючие сланцы, дрова). За счет этого в атмосферу поступает
до 80% двуокиси углерода. Существует достаточно много прогнозов
развития энергетики. Однако их точность оставляет желать лучшего. Общие
прогнозы дают явно завышенные оценки по сравнению с реальными
цифрами мирового энергопотребления.
Среди глобальных экологических проблем проблема СО2 - одна из
самых дискуссионных. Многие считают ее мнимой, надуманной. Но
действительно,
мы
имеем
реальные
признаки
потепления
климата,
прогнозируемого некоторыми климатологами и физиками. Потепление, по их
мнению, должно наступить из-за повышения парникового эффекта, который
в свое время возникает вследствие накопления в атмосфере углекислого газа
антропогенного происхождения.
В последнее время на земном шаре темпы накопления этого газа в
атмосфере беспрецедентно высоки. Полезны или вредны будут их
последствия? Мнения специалистов и поэтому расходятся ... Так, физик
М.И.Будико прогнозировал увеличение концентрации атмосферного СО2 в
2015 гг. до 380 частей на миллион, в 2025 гг. - до 520 и в 2050. - до 750.
Среднегодовая приземная глобальная температура воздуха увеличилась от ее
значения в начале ХХI века на 0,9 градусов по Цельсию в 2015 г., увеличится
на 1,8 градусов в 2025 г. и на 2,8 градусов в 2050 г..
Если
тенденция увеличения концентрации
углекислого газа
в
атмосфере будет сохраняться, то к 2050 г. его содержание удвоится. По
компьютерным прогнозам климатических изменений, это приведет к
потеплению климата на планете на 1,5-4,5 ° С (рисунок 1).
В наибольшей степени это проявляется в полярных районах (до 10 ° С)
и значительно меньше - в экваториальных районах (1-2 ° С). Пока не
известно, как изменится облачность от такого потепления и как последнее
повлияет на изменение интенсивности солнечной радиации, но возможность
глобального потепления никто не отрицает.
Рисунок 1 - Компьютерная модель возможных изменений средней
температуры на Земле до 2060г .:
- Сценарий А - увеличение выбросов парниковых газов на 1,5% за год,
как это происходит последние 20 лет;
- Сценарий В - выбросы парниковых газов сохраняются на нынешнем
уровне;
- Сценарий С - количество выбросов парниковых газов резко
уменьшается.
Может показаться, что повышение температуры на 4,5° С в глобальном
масштабе не предвещает трагедии. На самом деле это повлечёт за собой
таяние горных ледников и полярных льдов, уровень Мирового океана
поднимется на 1,5 м. Куда деваться жителям приморских районов? Кто
способен принять такую массу людей? Изменение температуры на полюсах
Земли и экваторе повлечет перераспределение направлений тепловых
потоков. В результате изменится глобально распределения осадков, в одних
регионах будут засухи, в других - наводнения. Особое влияние, по
прогнозам, испытывают Канада и США. Количество осадков там будет такой
мизерной, что создастся прямая угроза сельскому хозяйству.
Прогнозы
подтверждаются.
относительно
Измерения
действия
парникового
температуры
поверхности
эффекта
воды
океана,
выполненные со спутников в 2002-2008 гг., Показывают, что Мировой океан
постепенно, но заметно нагревается примерно на 0,1° С в год. В течение
последних 250-300 лет уровень Мирового океана повышался в среднем на 1
мм в год. В 1920-х годах подъем его достиг 1,4-1,5 мм в год, что
эквивалентно ежегодному увеличению океанической водной массы на 520540 куб. км. Предполагается, что в 20-х годах ХХI в. скорость повышения
океанического уровня превысит 5 мм в год. Значительные масштабы
прогнозируемого антропогенного потепления климата должно быть в
Арктике. Здесь уже в начале XXI века может произойти деградация
многолетней мерзлоты и просадки ледниковых пород. Всем городам,
поселкам и коммуникациям, построенным на таких породах, грозит
разрушение. Есть основания полагать, что радикальные климатические
изменения
и
соответствующая
им
деградация
ледников
будут
сопровождаться также нарушением процессов, происходящих в глубинах
Земли. В результате таяния ледников и перераспределения водных масс от
полюсов к низким широтам, скорость вращения Земли будет замедляться на
незначительную величину. Тем не менее, это должно вызвать изменение ее
формы. Декомпозиция земли несколько уменьшится. В средних и низких
широтах должны вырасти напряжения сжатия. Смогут ли импульсы
дополнительного
сжатия,
стимулировать вулканизм
вызванные
и
антропогенным
землетрясения
фактором,
в Тихоокеанском поясе,
Средиземноморье и других подобных районах?
Если из-за распада Восточно-антарктического ледникового щита столб
воды в океане быстро вырастет на 5-7 м, то этого может оказаться достаточно
для активизации сейсмо-вулканических процессов. Такое нарушение,
несомненно,
нанесет
огромный
ущерб
мировому
хозяйству,
хотя
технический гений человечества наверняка сможет противостоять и ему.
Итак, чем раньше будут приняты меры противодействия увеличению
концентрации атмосферного СО2, тем лучше для биосферы и человека.
Если допустить сохранение существующих тенденций, к 2050 году
концентрация углекислого газа в атмосфере удвоится. В свою очередь
компьютерные модели различных климатических параметров показывают,
что это повлечет за собой повсеместное потепление на 1,5-4,5 ° С Вероятно,
оно будет более выражено в полярных районах (до 10 ° С) и меньше - в
экваториальных (1-2 ° С). Значительные разногласия возникают по вопросу о
том, как такое потепление будет влиять на облачность и как это скажется на
распределении солнечной радиации. Однако саму возможность потепления
никто не отрицает.
На первый взгляд оно кажется умеренным. Однако рост окружающей
температуры на 4,5-5,5 ° С выше ее пиков, достигающих 38 ° С, может
оказаться катастрофическим. Более того, такое потепление вызовет таяние
горных ледников и полярных льдов, достаточное для поднятия уровня
мирового океана на 1,5 метра. Это приведет к затоплению и гораздо больше
склонности крупных прибрежных зон влиянию штормов, то есть заставит
людей покинуть обжитые места и мигрировать вглубь суши.
Влияние глобального потепления на осадки и сельское хозяйство,
вероятно, окажется еще сильнее. Разная температура на полюсах и экваторе основная движущая сила циркуляции атмосферы. Более сильное потепление
на полюсах приведет к ее ослаблению. Это изменит картину циркуляции
атмосферы, а значит, и распределение осадков. В некоторых случаях их
количество, вероятно, увеличится, а в других уменьшится.
Для Северной Африки, которая в настоящее время представляет собой
пустыню, увеличение осадков, пожалуй, будет полезно. Однако США и
Канада при этом останутся в проигрыше. Центральная часть Северной
Америки - одна из важнейших сельскохозяйственных регионов мира,
производит огромное количество избыточной кукурузы и пшеницы. Осадки
здесь, уже сейчас минимальные для этих культур, вероятно, сильно
сократятся. В результате потепления естественные осадки могут сократиться
на 40%, летом станет жарче, испарение с поверхности земли увеличится,
почвы пересохнут, а ветры поднимут их к небесам.
Орошению вряд ли удастся исправить ситуацию. Вспомним, что
уровень грунтовых вод уже снижается на большей части этого региона из-за
их расходования на нужды сельского хозяйства. К 2040 году, а может быть и
раньше, их запасы будут истощены. Возможно, сельское хозяйство сможет
приспособиться к другому климату, например, за счет простого смещения
посевных площадей на север. Однако основная сложность - в незнании, чего
следует ожидать. Фермеры уже теряют в среднем один урожай из пяти из-за
неблагоприятной погоды. При климатических сдвигах ее капризы станут еще
более ощутимы, и потери в связи с этим урожая возрастут катастрофически.
Достаточно вспомнить, что потеря 40% урожая кукурузы в 1988 году в США
- результат засухи.
Список литературы:
1.
Білявський Г. Основи екології: Підручник для студентів вищих
навчальних закладів/ Георгій Білявський, Ростислав Фурдуй, Ігор Костіков. К.: Либідь, 2004. – 406 с.
2.
Заверуха Н. Основи екології: Навчальний посібник для вищих
навчальних закладів/ Нелі Заверуха, Валентин Серебряков, Юрій Скиба,. - К.:
Каравела, 2006. - 365 с.
3.
Запольський А. Основи екології: Підручник для студентів
техніко-технологічних спеціальностей вищих навчальних закладів/ Анатолій
Запольський, Анатолій Салюк,; Ред. К. М. Ситник. - К.: Вища школа, 2003. 357 с.
4.
Корсак К. Основи екології: Навчальний посібник/ Костянтин
Корсак, Ольга Плахотнік; МАУП. - 3-тє вид., перероб. і доп.. - К.: МАУП,
2002. - 294 с.
5.
Основи екології та екологічного права: Навчальний посібник/
Юрій Бойчук, Михайло Шульга, Дмитро Цалін, Валерій Дем'яненко,; За ред.
Юрія Бойчука, Михайла Шульги,. - Суми: Університетська книга, 2004. - 351
с.
6.
Основи екології: Навчальний посібник для вищих навчальних
закладів/ О. М. Адаменко, Я. В. Коденко, Л. М. Консевич; Ін-т менеджменту
та економіки "Галицька академія". - 2-е вид.. - К.: Центр навчальної
літератури, 2005. - 314 с.
7.
Сухарев С. Основи екології та охорони довкілля: Навчальний
посібник/ Мін-во освіти і науки України, Ужгородський нац. ун-т. - К.: Центр
навчальної літератури, 2006. - 391 с.