"Парниковый эффект" и климат Земли

 

СТОЛИЧНАЯ ФИНАНСОВО-ГУМАНИТАРНАЯ АКАДЕМИЯ

Факультет государственной службы и финансов

Специальность: государственное  и муниципальное управление

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

Дисциплина «Экология»

Тема: «Парниковый эффект» и климат Земли

 

 

 

 

 

Выполнил:

 Студент  2-го курса  ГМ-10з

______________

 

Руководитель:

 

__________________________

 

 

Москва, 2012

 

 

Оглавление

 

 

Введение

1. Сущность «парникового эффекта»
2. Факторы, вызывающие «парниковый эффект»
3. Последствия «парникового эффекта»
4. Пути снижения воздействия «парникового эффекта» на состояние климата Земли

Заключение

Список литературы

 

Введение

 

Все мы в последние десятилетия  наблюдаем резкое повышение температуры, когда зимой вместо отрицательных  температур, мы месяцами наблюдаем  оттепели до 5 – 8 градусов тепла, а в  летние месяцы – засухи и суховеи, иссушающие почву земли и ведущие  к ее эрозии. Почему это происходит?

Ученые утверждают, что причиной, прежде всего, является губительная  деятельность человечества, приводящая к глобальному изменению климата  Земли. Сжигание топлива в электростанциях, резкое увеличение количества отходов  от производственной деятельности человека, увеличение автомобильного транспорта и как следствие увеличение выбросов углекислого газа в атмосферу  Земли при резком сокращении лесопарковой зоны,  привело к возникновению так называемого парникового эффекта Земли.

Тема реферата является актуальной, так как охрана окружающей природной  среды и рациональное использование естественных ресурсов - одна из глобальных проблем современности.

Целью данного реферата является определение  сущности «парникового эффекта» и его  влияние на климат Земли. Для достижения вышеуказанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. раскрыть понятие «парникового эффекта»;
2. рассмотреть факторы, вызывающие «парниковый эффект»;
3. определить последствия «парникового эффекта»;
4. найти пути снижения воздействия «парникового эффекта» на состояние климата Земли.

 

 

1. Сущность «парникового эффекта»

 

Парниковый эффект – это явление, при котором атмосферные газы (водяной пар, углекислый газ, метан  и озон) удерживают восходящее от Земли  тепло в тропосфере, не давая ему  подниматься в более высокие  слои атмосферы. При этом происходит нагревание, как самой атмосферы, так и земной поверхности.

Причиной парникового эффекта  является свойство атмосферных газов  поглощать и испускать тепловое инфракрасное излучение и в природе  это явление присутствовало всегда. Тревогу вызывает то, что в последние  столетия явление парникового эффекта  усиливается, а причиной усиления парникового  эффекта является всё увеличивающиеся  выбросы в атмосферу газов, возникающих  в результате жизнедеятельности  человечества. 
Автомобильные выхлопы, трубы заводов, ТЭЦ и даже сжигание бытового мусора загрязняют атмосферу парниковыми газами уже не одно десятилетие, парниковый эффект усиливается и последствием его может стать опасное для человечества глобальное потепление климата Земли.

Парниковый эффект, его причины  и последствия были впервые проанализированы учёными ещё в XIX веке. Идея о механизме парникового эффекта была впервые изложена в 1827 году Жозефом Фурье в статье «Записка о температурах земного шара и других планет», в которой он рассматривал различные механизмы формирования климата Земли, при этом он рассматривал как факторы, влияющие на общий тепловой баланс Земли (нагрев солнечным излучением, охлаждение за счёт лучеиспускания, внутреннее тепло Земли), так и факторы, влияющие на теплоперенос и температуры климатических поясов (теплопроводность, атмосферная и океаническая циркуляция).

При рассмотрении влияния атмосферы  на радиационный баланс Фурье проанализировал  опыт М. де Соссюра с зачернённым  изнутри сосудом, накрытым стеклом. Де Соссюр измерял разность температур внутри и снаружи такого сосуда, выставленного на прямой солнечный свет. Фурье объяснил повышение температуры внутри такого «мини-парника» по сравнению с внешней температурой действием двух факторов: блокированием конвективного теплопереноса (стекло предотвращает отток нагретого воздуха изнутри и приток прохладного снаружи) и различной прозрачностью стекла в видимом и инфракрасном диапазоне.

Именно последний фактор и получил  в позднейшей литературе название парникового  эффекта — поглощая видимый свет, поверхность нагревается и испускает тепловые (инфракрасные) лучи; поскольку стекло прозрачно для видимого света и почти непрозрачно для теплового излучения, то накопление тепла ведёт к такому росту температуры, при котором количество проходящих через стекло тепловых лучей достаточно для установления теплового равновесия.

Фурье постулировал, что оптические свойства атмосферы Земли аналогичны оптическим свойствам стекла, то есть её прозрачность в инфракрасном диапазоне  ниже, чем прозрачность в диапазоне  оптическом, однако количественные данные по поглощению атмосферы в инфракрасном диапазоне долгое время являлись предметом дискуссий.

Сегодня существует несколько сценариев развития влияния глобального потепления на судьбы человечества – от оптимистичных до катастрофических.

Есть противоположные мнения, что  климат Земли изменяется, наоборот, в сторону похолодания. И, вообще, в последние годы метеорологи  разных стран приходят к выводу, что во всеобъемлющей системе  погоды на земном шаре что-то расстроилось. По их мнению, климат на земле начинает меняться не в лучшую сторону. Некоторые метеорологи считают, что приближается всеобщая стихийная катастрофа, которую будет трудно предотвратить. Чего опасаться нам: засухи, не- урожая, голода или, наоборот, рассчитывать на постепенное улучшение погоды и возвращение к климатическим условиям первой половины 20-ого века, считающимся наилучшими в мировой истории.

Большинство ученых сходятся во мнении, что атмосфера тем не менее  скорее не охлаждается, а нагревается.    Причиной тому – грандиозные изменения, произведенные человеком. Сейчас, как утверждают метеорологи, человеческая деятельность становится все более важным фактором, влияющим на климатический баланс Земли. Причиной тому могут служить разные факторы, однако, многие ученые связывают это с парниковым эффектом.

 

2. Факторы, вызывающие «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.

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").

 Основными парниковыми газами, в порядке их оцениваемого воздействия на тепловой баланс Земли, являются водяной пар, углекислый газ, метан и озон.

Основные парниковые газы атмосферы Земли
Газ	Формула	Вклад  (%)
Водяной пар	H2O	36 – 72 %
Диоксид углерода	CO2	9 – 26 %
Метан	CH4	4 – 9 %
Озон	O3	3 – 7 %

Главный вклад в парниковый эффект земной атмосферы вносит водяной пар или влажность воздуха тропосферы, влияние других газов гораздо менее существенно по причине их малой концентрации.

Вместе с тем, концентрация водяного пара в тропосфере существенно зависит  от приповерхностной температуры: увеличение суммарной концентрации «парниковых» газов в атмосфере должно привести к усилению влажности и парникового  эффекта, который в свою очередь  приведет к увеличению приповерхностной температуры.

При понижении приповерхностной температуры  концентрация водяных паров падает, что ведет к уменьшению парникового  эффекта, и, одновременно с этим при  снижении температуры в приполярных  районах формируется снежно-ледяной  покров, ведущий к повышению альбедо  и, совместно, с уменьшением парникового  эффектом, вызывающим понижение средней  приповерхностной температуры.

Таким образом, климат на Земле может  переходить в стадии потепления и  похолодания в зависимости от изменения альбедо системы Земля - атмосфера и парникового эффекта.

1. ПАРНИКОВЫЕ ГАЗЫ

Рассмотрим, что происходит с телами в стеклянной оранжерее. Излучение  высокой энергии проникает в  оранжерею через стекло. Оно поглощается  телами внутри оранжереи. Затем они  сами испускают излучение более  низкой энергии, поглощаемое стеклом. Стекло посылает часть этой энергии  обратно, снабжая объекты внутри дополнительным теплом. Точно таким  же образом земная поверхность получает дополнительное тепло по мере того, как "парниковые" газы поглощают, а затем выделяют излучение более  низкой энергии.

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, хлорфторсодержащие углеводородные газы, например, фреоны или хладоны. Концентрация этих газов в атмосфере также  увеличивается.

2. 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 атмосферы является смесь оксидов азота.

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.

3. 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. Промышленность сжигает  огромное количество топлива- нефти, угля, газа. Все эти вещества состоят  в основном из углерода и водорода. Поэтому их еще называют органическим, углеводородным топливом.