Парниковый эффект

Содержание

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

1. Механизм парникового эффекта……………………………………………………......4
2. Основные газы, участвующие в парниковом эффекте………………………………...5
3. Последствия парникового эффекта…………………………………………………......7
4. Экологическое прогнозирование ………………………………………………………9
5. Пути снижения воздействия парникового эффекта на состояние климата Земли…11

Заключение……………………………………………………………………………………...12

Список используемых источников и литературы……………………………………………13

 

 

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 наблюдаем, резкое повышение  температуры, когда зимой вместо отрицательных температур, мы 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.

Есть противоположенные  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 стихийная всеобщая катастрофа, которую будет трудно предотвратить. Чего опасаться нам: засухи, отсутствия 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. 

1. Механизм парникового эффекта

Накопление углекислого  газа в  атмосфере  –  одна  из  основных  причин парникового  эффекта. Углекислый газ действует  в  атмосфере,  как  стекло  в  оранжерее: он пропускает  солнечную радиацию  и не  пропускает  обратно в космос инфракрасное (тепловое) излучение Земли. Содержание парниковых  газов – СО2,  метана  и др.  – неуклонно увеличивается.  Двуокись  углерода  в атмосфере действует как мощный  поглотитель  земного  излучения,  которое  в противном случае рассеивалось бы  в  космическом  пространстве. Если сказать проще, то 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"). 

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, хлорофтор, содержащий углеводородные газы, например, фреоны или хладоны. Концентрация этих газов в атмосфере также увеличивается. 
 Фотосинтез  способствует  уменьшению   двуокиси   углерода.   Растения усваивают из воздуха СО2 и строят из нее свою биомассу.  Вся  растительность суши усваивает из атмосферы около  20-30  млрд.  т.  углерода  в  форме  его двуокиси. Один квадратный метр тропического леса извлекает  из  воздуха  1-2 кг углерода. Около 40 млрд. т. углерода  усваивают  в  год  микроскопические водоросли, плавающие в океане. Однако   растительность   Земли   не   способна   справиться   с   всё увеличивающимся загрязнением атмосферы, что приводит  к  изменению  климата.

2. Основные газы, участвующие в парниковом эффекте

 

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. 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. 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.

ХЛОРОФТОРСОДЕРЖАЩИЕ ГАЗЫ.

Галогены или хлорофторсодержащие  газы широко применяются в химической промышленности. Фтор используют для получения некоторых ценных фторпроизводных, 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 – 30 градусов 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.

Так как хлорофторсодержащие  газы широко используются в промышленности, их добыча непрерывно растет, а, значит, также растут и выбросы в атмосферу этих газов. Хлорофторсодержащие газы - "парниковые газы", следовательно, из-за повышения их концентрации в атмосфере процесс парникового эффекта идет быстрее. Кроме того, фреоны, относящиеся к хлорофторсодержащим газам, разрушают озоновый слой в атмосфере. Из этих газов делают ядохимикаты, которые хотя и борются с сельскохозяйственными вредителями, но и нарушают экологический баланс.

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ.

Природный газ, используемый в энергетике, относится к не возобновляемым 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. 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.

ОЗОН.

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.

3. Последствия парникового эффекта

Вот что может случиться  на Земле, если не остановить парниковый эффект:

1.Если температура  на Земле будет продолжать повышаться, это окажет серьезнейшее воздействие на мировой климат.

2.В тропиках будет выпадать больше осадков, так как дополнительное тепло повысит содержание водяного пара в воздухе.

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 повысится, что приведет к затоплению низинных областей побережья и к увеличению числа сильных штормов.

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.

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 климатическим изменениям. Многие растения погибнут от недостатка влаги, и животным придется переселиться в другие места в поисках пищи и воды. Если повышение температуры приведет к гибели многих растений, то вслед за ними вымрут и многие виды животных.

Кроме отрицательных  последствий глобального потепления, можно отметить несколько положительных. На первый взгляд более теплый климат представляется благом, так как могут уменьшиться 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

 

4. Экологическое прогнозирование

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 энергию, а для дальнейшей перспективы - энергию реакцию вещества и антивещества.

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.

Большое место в борьбе с загрязнением атмосферы принадлежит орошению пустынь и организации тут культурного земледелия, созданию мощных лесозащитных полос. Предстоит провести огромную работу по уменьшению и полному прекращению выброса в атмосферу дыма и других продуктов сгорания. Все более неотложными становятся поиски технологии для "беструбных" промышленных предприятий, работающих по замкнутой технологической схеме - с использованием всех отходов производства.

Деятельность человека столь грандиозна по размаху, что  уже приобрела глобальный природообразующий масштаб. До сих пор мы по преимуществу искали, как можно больше взять у природы. И поиск в этом направлении будет продолжаться. Но наступает пора столь же целеустремленно поработать и над тем, как отдать природе то, что мы у нее забираем. Нет сомнения, что гений человечества способен решить и эту грандиозную задачу.