Autor skleníkového efektu. Mechanismus a důsledky skleníkových efektů

Moderní civilizace má na přírodusilný vliv. Zpravidla negativní. odlesňování, odvodňování mokřadů a trvalého uvolnění do ovzduší obrovské množství škodlivých látek - to není úplný seznam „ctnosti“ lidstva. Mnozí věří, že stejná kategorie patří skleníkovému efektu. Je to skutečně ten případ?

Historické pozadí

Mimochodem, kdo byl autorem skleníkových efektů (pakjsou ti, kteří objevili tento jev)? Kdo poprvé popsal tento proces a řekl o jeho dopadu na životní prostředí? Podobný nápad se objevil i ve vzdáleném 1827. Autor vědeckého článku byl Joseph Fourier. Ve své práci popsal mechanismy vytváření klimatu na naší planetě.

Neobyčejná povaha této práce byla v té doběFakt, že Fourier zvažoval teplotu a klimatické rysy různých pásů Země. To byl ten autor skleníkového efektu, kdo byl první, kdo vysvětlil zkušenost Saussure.

Saussureův experiment

Abych byl přesvědčen o závěrech, vědceVyužil zkušenost M. de Saussure, který používá nádobu pokrytou zevnitř sadzem, jejíž krk je pokryt sklem. De Saussure nastavil experiment, během kterého neustále měřil teplotu uvnitř i vně nádoby. Samozřejmě se neustále zvyšuje ve vnitřním objemu. Fourier jako první vysvětlil tento jev současným působením dvou faktorů současně: blokováním výměny tepla a různou permeabilitou cévních stěn pro světelné paprsky s různými vlnovými délkami.

Jeho mechanismus je poměrně jednoduchý: kdy se zvýší povrchová teplota, viditelné světlo se absorbuje, teplo se začne vyzařovat. Protože materiál dokonale prochází viditelným světlem, ale prakticky nevede teplo, ten se hromadí ve vnitřním objemu nádoby. Jak můžete vidět, mechanismus skleníkových efektů může snadno ospravedlnit každý, kdo studoval standardní kurz fyziky ve škole. Fenomén je poměrně jednoduchý, ale kolik problémů přináší naší planetě!

Vznik termínu

Stojí za to vědět, že Joseph Fourier je autorem skleníkuefekt z hlediska jeho počátečního popisu v literatuře. Ale kdo vynalezl samotný termín? Bohužel, určitě nedostaneme odpověď na tuto otázku. V pozdější literatuře, fenomén, který objevil Fourier, získal své moderní jméno. Dnes každý ekolog známý termín "skleníkový efekt".

Ale hlavním objevem Fourieru bylo ospravedlněnískutečnou identitu zemské atmosféry a obyčejného skla. Jednoduše řečeno, atmosféra naší planety je perfektně propustná pro ozařování viditelného světla, ale v infračerveném rozsahu to neprochází dobře. Po nahromadění tepla Země prakticky nedává. To je kdo byl autorem skleníkových efektů. Proč se však tento účinek vyskytuje?

Ano, popsali jsme jeho primitivní mechanismusvzhled, ale moderní věda dokázala dokázat, že infračervené paprsky mohou za běžných podmínek volně pokračovat i mimo planetární atmosféru. Jak se stane, že přirozené mechanismy pro úpravu "topné sezóny" selhávají?

Příčiny

Obecně jsme je popsali dostatečně podrobně na začátku článku. Vzhled tohoto jevu usnadňují následující faktory:

• Trvalé a nadměrné spalování fosilních paliv.
• Každým rokem vstupuje do atmosféry planety další objemy průmyslových plynů.
• Lesy se neustále snižují, jejich plochy se snižují kvůli požárům a degradaci půdní vrstvy.
• Anaerobní fermentace, uvolňování metanu ze dna oceánů.

Měli byste vědět, že hlavními "viníky", které vyvolávají mechanismus skleníkových efektů, jsou následující pět plynů:

• Dvojitý oxid uhelnatý, je to také oxid uhličitý. Skleníkový efekt 50% je poskytován na jeho náklady.
• Sloučeniny uhlíku z chlóru a fluoru (25%).
• Oxid dusičitý (8%). Toxický plyn, typický odpad špatně vybaveného chemického a hutního průmyslu.
• Přízemní ozon (7%). Navzdory své zásadní roli při ochraně Země před nadměrným ultrafialovým zářením může přispět k udržení tepla na povrchu.
• Přibližně 10% methanu.

Odkud pocházejí tyto plyny? Jaký je jejich účinek?

- Oxid uhličitý. Ve velkých objemech se dostává do atmosféry,když člověk spaluje fosilní paliva. Asi třetina jeho přebytku (nad přírodní) je způsobena tím, že osoba intenzivně ničí lesy. Stejná funkce je prováděna neustále se zrychlujícím procesem desertifikace úrodných území.

To vše znamená snížení počtuVegetace, schopná účinně absorbovat oxid uhličitý, což mnohými způsoby stimuluje skleníkový efekt. Příčiny a důsledky tohoto jevu jsou vzájemně propojeny: s každým rokem vzrůstá objem oxidu uhličitého vypouštěného do atmosféry o přibližně 0,5%, což stimuluje jak další akumulaci nadměrného tepla, tak procesy degradace vegetačního krytu na povrchu planety.

- Chlorfluorované uhlovodíky. Jak již bylo řečeno, tyto sloučeniny jsou 25%skleníkový efekt. Příčiny a důsledky tohoto jevu byly dlouhodobě studovány. V atmosféře se objevují díky průmyslové výrobě, obzvláště zastaralé. Nebezpečné a toxické chladivo obsahují tyto látky v obrovských množstvích a opatření, která zabrání jejich úniku, zjevně neposkytují očekávaný výsledek. Důsledky jejich vzhledu jsou ještě strašnější:

• Za prvé, jsou velmi jedovaté pro člověka a zvířata, a flóry okolí s fluoru a chloru není příliš užitečné.
• Za druhé, tyto látky mohou významně zrychlit vývoj skleníkových efektů.
• Za třetí zničí ozónovou vrstvu, která chrání naši planetu před agresivním ultrafialovým zářením.

- Metan. Jeden z nejdůležitějších plynů se zvýšiljehož obsah v atmosféře znamená termín "skleníkový efekt". Je třeba vědět, že za pouhých sto let se jeho objem v atmosféře planety zdvojnásobil. Většina z nich pochází z poměrně přírodních zdrojů:

• Rýžová pole v Asii.
• Komplexy hospodářských zvířat.
• Systémy pro čištění domácích splašků velkých osad.
• Při rozkládání a rozkládání organické hmoty v hlubinách močálů na skládkách.

Existují důkazy, že emise významnýchMnožství methanu pochází z hlubin Světového oceánu. Snad tento jev vysvětluje životně důležitá aktivita velkých bakteriálních kolonií, u nichž je metan hlavním vedlejším produktem metabolismu.

Je třeba zejména zdůraznit "přínos" k rozvojiskleníkový efekt od společností produkujících ropu: značné množství tohoto plynu se vydává do atmosféry jako vedlejší produkt. Kromě toho stále se rozšiřující film ropných produktů na povrchu Světového oceánu také přispívá k urychlenému rozkladu organické hmoty, která je doprovázena emisemi metanu.

- Oxid dusnatý. Ve velkých objemech se vytváří v mnoha procesechchemický průmysl. On je nebezpečný nejen nejaktivnější účast v mechanismu skleníku. Záležitost spočívá v tom, že při kombinaci s atmosférickou vodou vytváří tato látka nejjasnější kyselinu dusičnou, dokonce i ve slabé koncentraci. Odtud začínají všechny kyselé deště, které mají velmi negativní dopad na zdraví lidí.

Teoretické scénáře globálních klimatických perturbací

Takže jaké jsou globální důsledky skleníkuefekt? Je to těžké říci o tom s jistotou, protože vědci nejsou daleko od jednoznačného závěru. V současné době existuje několik scénářů najednou. Při vývoji počítačových modelů se berou v úvahu různé faktory, které mohou urychlit nebo zpomalit vývoj skleníkových efektů. Podívejme se na katalyzátory tohoto procesu:

• Izolace plynů popsaných výše v důsledku technogenní aktivity člověka.
• Emise CO₂ kvůli tepelnému rozkladu přírodníchuhlovodíků. Je zajímavé vědět, že kůra naší planety obsahuje oxid uhličitý o 50 000krát více než ve vzdušném prostoru. Samozřejmě, toto je chemicky vázaný oxid uhelnatý.
• Od hlavních účinků skleníkových efektů- zvýšení teploty vody a vzduchu na povrchu planety zvyšuje odpařování vlhkosti z povrchu oceánů a moří. V důsledku toho je propustnost atmosféry pro infračervené záření ještě horší.
• Oceány obsahují asi 140 bilionů tunoxid uhličitý, který se s rostoucí teplotou vody začíná intenzivně uvolňovat do atmosféry a přispívá k dynamičtějšímu vývoji skleníkových procesů.
• Padající odrazivost planety, která vede k urychlené akumulaci tepla atmosférou. Toto je usnadněno tavením ledovců a dezertifikací půdy.

Jaké faktory zpomalují vývoj skleníkových efektů?

Předpokládá se, že hlavní teplý proud -Gulf Stream - neustále zpomaluje. V budoucnu to způsobí výrazný pokles teploty, což zpomalí účinek akumulace skleníkových plynů. Navíc pro každou úroveň všeobecného oteplování se plocha oblačnosti po celém území planety zvyšuje přibližně o 0,5%, což přispívá k výraznému snížení množství tepla, které Země získává z vesmíru.

Pozor prosím: Podstatou skleníkového efektu je zvýšení celkové teploty zemského povrchu. Samozřejmě, v tom není nic dobrého, ale právě tyto faktory často přispívají ke zmírnění důsledků tohoto jevu. V zásadě se proto mnoho vědců domnívá, že samotná téma globálního oteplování patří do kategorie zcela přirozených jevů, k nimž došlo pravidelně po celé historii Země.

Čím vyšší volatilita, tím víceroční srážky. To způsobuje jak obnovu mokřadů, tak i zrychlený růst flóry, která je zodpovědná za likvidaci přebytečného oxidu uhličitého v atmosféře planety. Rovněž se předpokládá, že zvýšené množství srážek v budoucnu přispěje k výraznému rozšíření oblasti mělkých tropických moří.

Korály, které v nich žijí, jsounejdůležitějšími uživateli oxidu uhličitého. Být chemicky vázán, jde postavit kostru. Konečně, pokud lidstvo snižuje míru odlesňování i mírně, pak se jejich oblast obnoví poměrně rychle, neboť stejný oxid uhličitý je vynikajícím stimulátorem pro šíření rostlin. Jaké jsou tedy možné důsledky skleníkového efektu?

Hlavní scénáře budoucnosti naší planety

V prvním případě to vědci naznačujíglobální oteplování bude dostatečně pomalé. A toto stanovisko má mnoho příznivců. Věří, že světový oceán, který je obří akumulátor energie, bude schopen po dlouhou dobu absorbovat přebytečné teplo. Možná nebude ani jedno tisíciletí, než se klima na planetě skutečně změní.

Druhá skupina vědců je naopak prospěšnárelativně rychlý varianta katastrofických změn. Tento problém skleníkového efektu je nyní velmi populární, je diskutován téměř na všech vědeckých kongresech. Bohužel existuje dostatek důkazů pro tuto teorii. Předpokládá se, že za posledních sto let se koncentrace oxidu uhličitého zvýšila o alespoň 20-24% a množství methanu v atmosféře se zcela zvýšilo o 100%. V nejvíce pesimistickém scénáři se předpokládá, že teplota planety do konce tohoto století se může zvednout na rekordní 6,4 ° C.

Takže v tomto případě skleníkový efekt v atmosféře Země jednoduše způsobí smrtelné potíže pro všechny obyvatele pobřežních oblastí.

Prudký nárůst úrovně Světového oceánu

Faktem je, že podobné teplotní anomáliejsou plné extrémně ostrého a téměř nepředvídatelného nárůstu úrovně Světového oceánu. Například od roku 1995 do roku 2005. toto číslo bylo 4 cm, ačkoli vědci navzájem viděli, říkali, že bychom neměli čekat na nárůst nad pár centimetrů. Pokud bude vše pokračovat stejným tempem, do konce 21. století bude úroveň světového oceánu nejméně 88-100 cm nad současnou normou. Mezitím žije asi 100 milionů lidí na naší planetě jen asi 87-88 cm nad hladinou moře.

Snížení odrazivosti povrchu planety

Když jsme psali o tom, coskleníkový efekt, článek opakovaně uvedlo, že stimuluje další snížení odrazivosti povrchu Země, podporovaný odlesňování a desertifikace.

Mnoho vědců svědčí, že ledová čepicepóly může snížit celkovou teplotu planety nejméně dva stupně, a led, který pokrývá povrch polární vody silně inhibuje proces vyhození do atmosféry oxidu uhličitého a methanu. Navíc v oblasti polárních ledových čepic není obecně žádná vodní pára, která významně stimuluje globální skleníkový efekt.

To vše bude mít vliv na světový cyklus vody,že frekvence tornád monstrózní v ničivé síle hurikánů a tornád několikrát narůstá, což prakticky znemožní lidem žít i na těch územích, které jsou velmi daleko od pobřeží oceánů. Bohužel přerozdělování vody povede k opačnému jevu. Dnes je sucho problémem 10% zeměkoule a v budoucnosti může počet takových regionů narůstat až na 35-40% najednou. To je smutná vyhlídka pro lidstvo.

V naší zemi je v tomto případě prognózapříznivější. Klimatologové se domnívají, že většina území Ruska bude vhodná pro normální hospodaření, klima bude mnohem měkčí. Samozřejmě, většina pobřežních oblastí (a máme mnoho z nich) prostě zaplaví.

Třetí scénář předpokládá krátkou dobuZvýšení teploty bude nahrazeno globálním chlazením. Už jsme mluvili o zpomalení toku v Perském zálivu, o důsledcích. Představte si, že se tento teplý proud úplně zastaví ... Samozřejmě, před událostmi popsanými ve filmu "Den po zítřek" se to nestane, ale na planetě to určitě bude mnohem chladnější. Ale ne dlouho.

Někteří matematici se drží teorie(modelované, přirozeně), podle něhož skleníkový efekt na Zemi povede k tomu, že po 20 až 30 letech nebude klima v Evropě o něco teplejší než v naší zemi. Navrhují také, že po tomto bude oteplování pokračovat, jehož scénář je popsán ve druhé variantě.

Závěr

Ať už to bylo cokoliv, ale dobré v prognózáchnení tolik vědců. Zbývá jen doufat, že naše planeta je složitějším a dokonalým mechanismem, než si představujeme. Možná bude možné vyhnout se takovým smutným následkům.

</ p>