Kokia yra šiltnamio efekto esmė ir koks yra jo pavojus? Ar galima sustabdyti pasaulio klimato kaitą ir kaip tai padaryti?
Iš daugelio problemų, su kuriomis susiduria šiuolaikinė žmonija, klimato kaita neabejotinai yra vienas iš svarbiausių ir rimčiausių. Visuotinis atšilimas, spartus biologinės įvairovės mažėjimas, šiltnamio efektas, ledynų lydymas, dėl kurio kyla vandenynų lygis, gali turėti katastrofiškų pasekmių ir padaryti žmonių planetoje gyvenimą tiesiog nepakeliamu.
Mokslininkai įspėja, kad klimato problema nebegali būti stabdoma: iki 2030 m. Žala planetos ekosistemai bus nepataisoma. Tai reiškia, kad jūs ir aš liko tik 12 metų. Jei artimiausioje ateityje žmonės neišspręs šios problemos sprendimo, atmosferos įšilimo pasekmės bus pajutamos šimtmečius ir net tūkstantmečius. Ir tai nėra ekologijos, o žmonijos išlikimo klausimas. Kodėl mūsų planetoje tampa karštesnė? Kaltinkite šiltnamio efektą, kuris atsirado dėl žmogaus veiklos.
Tam tikra teorija ar kodėl planeta įšyla?
Šiltnamio efektas yra apatinių Žemės atmosferos sluoksnių šildymas, kuris atsiranda dėl to, kad joje padidėja tam tikrų dujų koncentracija. Jo esmė yra gana paprasta: saulės spinduliai šildo planetos paviršių, tačiau tuo pačiu metu lieka šiluma ir negali grįžti į išorinę erdvę - dujos trukdo tai daryti. Dėl šių procesų planetos temperatūra didėja.
Didelė saulės spinduliuotės dalis (iki 75%), nukritusi ant žemės, patenka į matomą ir beveik infraraudonąją spektro dalį (400-1500 nm). Atmosfera praktiškai nesulaiko, o šiluminė energija laisvai pasiekia mūsų planetos paviršių. Savo ruožtu Žemė pradeda spinduliuoti 7.8-28 mikronų bangos ilgį, kuris yra išmetamas į kosmosą, prisidedant prie planetos aušinimo. Pagrindinė šiltnamio efektą sukelianti priežastis yra didesnis šviesos skaidrumas optinio diapazono šviesoje nei infraraudonųjų spindulių. Faktas yra tai, kad kai kurios ore esančios dujos sugeria arba atspindi iš Žemės kylančią spinduliuotę. Jie vadinami šiltnamiu. Kuo didesnė jų koncentracija, tuo daugiau saulės šilumos lieka atmosferoje.
Šiltnamio efektą sukeliančios dujos trikdo planetos šilumos balansą, kuris iš esmės lemia jos klimatą.
Šiltnamio efekto esmė gerai žinoma vasaros gyventojams ir sodininkams, turintiems šiltnamius jų sklypuose. Schema yra labai panaši: saulės spinduliai, patekimas į vidų, šiluma, o stogas ir sienos neleidžia šilumai palikti konstrukcijos. Todėl šiltnamyje, net ir be šildymo, temperatūra visada yra didesnė nei lauke.
Dabar daug kalbama apie pasaulinį atšilimą ir klimato kaitą. Egzistuoja klaidinga nuomonė, kad šiltnamio efektas yra pastarųjų metų ar dešimtmečių įvykis, o jo priežastis yra tik žmogaus veikla. Šis efektas būdingas bet kuriai atmosferai, ir be jos gyvenimas Žemėje būtų buvęs neįmanomas.
Iš tiesų, mūsų problema yra sparčiai augantis šiltnamio efektas, pastebėtas pastaraisiais metais. Šis procesas gali sukelti pražūtingus rezultatus.
Šio klausimo tyrimo istorija
Šiltnamio efekto problemos tyrimas prasidėjo XIX a. Pirmoje pusėje. 1827 m. Buvo išleistas Joseph Fourier'o darbas „Pastaba apie pasaulio ir kitų planetų temperatūrą“, kuriame jis išsamiai išnagrinėjo klimato formavimo mechanizmus ir veiksnius, kurie jį veikia. Šis mokslininkas pirmiausia apibūdino šiltnamio efektą, kaip modelį naudodamas saulės spindulius veikiantį stiklinį indą. Stiklas yra beveik nepermatomas infraraudonųjų spindulių spinduliams, todėl ši patirtis gana tiksliai parodo šio reiškinio esmę. Pati šiltnamio efekto samprata prasidėjo moksliniu būdu daug vėliau.
Vėliau šiuos tyrimus tęsė švedų fizikas Arrhenius. Tai buvo tas, kuris išryškino teoriją, kad anglies dioksido koncentracijos sumažėjimas ore yra viena iš svarbiausių planetos ledo amžiaus priežasčių.
Tačiau aktyvus šiltnamio efekto tyrimas ir šio reiškinio poveikis prasidėjo tik praėjusio amžiaus antroje pusėje. Mokslininkai ištyrė saulės spinduliuotės srauto pokyčius, kurie atsiranda, kai padidėja šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekis ore. Dabar, norint imituoti atmosferoje vykstančius procesus, buvo naudojami moderniausi ir pažangiausi kompiuteriai. Tačiau jų galia dažnai nepakankama, nes planetinis klimatas yra labai sudėtinga ir dar nevisiškai ištyrinėta sistema.
Pastaraisiais dešimtmečiais, tarptautiniu lygmeniu, buvo imtasi pirmųjų rimtų veiksmų šiai problemai spręsti. 1992 m. Buvo priimta Jungtinių Tautų bendroji klimato kaitos konvencija. 1997 m. Buvo pridėtas Kioto protokolas ir Paryžiaus susitarimas (2015 m.). Apie šį dokumentą reglamentuojamos taršos mažinimo priemonės.
Šiltnamio efektą sukeliančios dujos ir kitos atšilimo priežastys
Mokslininkai mano, kad šiltnamio efektas atsiranda dėl šių dujų:
- metanas;
- anglies dioksidas;
- vandens garai;
- ozonas
Didžiausią įtaką pasaulinės temperatūros padidėjimui daro vandens garai (nuo 36 iki 72%), po to - CO2 (apie 9-26%), po to metanas (4-9%) ir ozonas (nuo 3 iki 7%). Kitos dujos turi labai mažą koncentraciją ore, todėl jų įtaka klimato procesams yra minimali.
Vandens garų kiekis labai priklauso nuo apatinių atmosferos sluoksnių temperatūros. Kuo mažesnė, tuo mažesnė drėgmė ir silpnesnis šiltnamio efektas. Tokiu atveju drėgmės perteklius virsta sniego ledo dangumi prie planetos polių, didindamas jo atspindėjimą (albedą) ir orą dar šaltesnį. Taigi, visuotinis atšilimas (arba aušinimas) yra savarankiškas procesas, kuris tam tikromis sąlygomis gali toliau didėti ir vystytis labai greitai. Norėdami tai pradėti, jums tereikia „sukelti“, o antropogeninis veiksnys gali tapti jais. Šiuo atveju sprendžiamas tipiškas teigiamų atsiliepimų pavyzdys.
Šilumos ir vėsinimo laikotarpiai, kurie anksčiau įvyko mūsų planetoje, puikiai siejasi su anglies dioksido kiekiu atmosferoje. Jos padidėjimas sukelia didesnį šiltnamio efektą ir ilgalaikį temperatūros padidėjimą.
Be to, į viršutinę atmosferą patekusios suodžiai ir kietos aerozolio dalelės taip pat veikia Žemės šilumos balansą. Jų pagrindiniai šaltiniai yra vulkaninė veikla ir pramoniniai išmetimai. Dulkės ir suodžiai trukdo saulės spinduliams patekti, o tai mažina planetos temperatūrą.
Iš kur gaunamos šiltnamio efektą sukeliančios dujos?
Šiuo metu mokslininkai sutaria, kad dabartinė klimato kaita yra susijusi su anglies dioksido kiekio atmosferoje padidėjimu ir šiltnamio efektu, kuris yra šio proceso pasekmė. Ir atšilimas vyksta ilgą laiką. Pagrindinė šiltnamio efekto didinimo priežastis yra žmogaus veikla, kuri tapo galingu planetiniu veiksniu. Nuo pramoninės revoliucijos pradžios - tai yra per pastaruosius 250–300 metų - metano ir anglies dioksido koncentracija atmosferoje padidėjo atitinkamai 149% ir 31%. Čia yra pagrindiniai šiltnamio efektą sukeliančių dujų šaltiniai:
- Spartus pramonės augimas. Pagrindinis mūsų gamyklų, gamyklų, transporto priemonių energijos šaltinis yra iškastinis kuras - nafta, gamtinės dujos ir anglis. Dėl jų naudojimo susidaro anglies dioksidas, kuris padidina šiltnamio efektą. Maždaug pusė dujų, gaminamų žmogaus ūkinės veiklos metu, lieka atmosferoje, likusi dalis - vandenyno ir sausumos augmenijos. Kiekvienais metais Žemės gyventojų skaičius didėja, todėl reikia vis daugiau maisto, pramoninių prekių, automobilių, o tai lemia dar didesnį anglies dioksido išmetimą, todėl auga šiltnamio efektas. Ir jei per pastarąjį šimtmetį temperatūra pakilo 0,74 laipsnio, ateityje mokslininkai prognozuoja 0,2 laipsnio augimą kiekvienam dešimtmečiui;
- Miškų naikinimas ir žemės ūkio plėtra. Kita svarbi priežastis didinti CO2 koncentraciją atmosferoje yra masinis miškų naikinimas. Fotosintezės metu medžiai sugeria anglies dioksidą ir išskiria deguonį, kuris yra natūralus šiltnamio efektą sukeliančių dujų koncentracijos reguliatorius. Miškų naikinimas pirmiausia reikalingas norint gauti naują ariamąją žemę, kad būtų galima maitinti sparčiai augančią žmonių populiaciją. Žemės ūkis taip pat prisideda prie pasaulinės temperatūros didėjimo. Gyvuliai siejami su didžiuliu metano kiekiu, kuris savo šiltnamio efektą sukeliančiose savybėse viršija anglies dioksidą;
- Sąvartynai Tikimasi, kad gyventojų skaičius augs. Šiandien sąvartynus užima didžiulės teritorijos, užimančios tūkstančius hektarų. Kiekvienas iš jų į atmosferą išmeta dešimtys tūkstančių kubinių metrų metano ir anglies dioksido. Veiksmingas šios problemos sprendimas dar neegzistuoja - tai reiškia, kad „šiukšlių dujos“ išaugs tik.
Kas kelia grėsmę šiltnamio efektui?
Žemės istorija turi apie 4,5 mlrd. Metų, ir per šį laiką planetos klimatas nuolat kinta. Kai kuriose epochose, sodrus tropinis augalija apėmė ją nuo poliaus iki poliaus, kitose - rutulys, padengtas kelių metrų ledo sluoksniu. Palyginti su tokiomis kataklizmomis, vieno ar dviejų laipsnių temperatūros kilimas atrodo realus smulkmena: jūs manote, kad taip pat sutaupysime šildymą! Bet ne viskas yra taip paprasta, klimato kaitos pasekmės gali pasirodyti daug rimtesnės, čia yra tik keletas iš jų:
- Temperatūros padidėjimas lems ledynus ir padidės vandenynų lygis, kuris kelia grėsmę dideliems plotams užtvindyti. Be abejo, planeta netampa „vandens pasauliu“, tačiau daugelis pakrančių miestų ir teritorijų gali nukentėti. Nedaug žmonių žino, bet nuo XX a. Pradžios vandenyno lygis pakilo 17 cm, o nuo 90-ųjų vidurio šis augimo tempas padidėjo iki 3,2-3,4 mm per metus. Šią problemą dar labiau apsunkina tai, kad didžioji dalis Žemės gyventojų gyvena pakrantės zonose, taip pat yra didelė pasaulio ekonomikos dalis;
- Temperatūros padidėjimas neišvengiamai sukels nuosėdų pasiskirstymą ir jų kiekį. Ir šis rezultatas tikriausiai yra dar sunkesnis nei tam tikrų teritorijų potvynis. Kai kuriose pasaulio vietose lietus taps labai retas, ir jie palaipsniui virsta dykumomis, o kitose gyventojai nukentės nuo reguliarių uraganų, potvynių, cunamių ir kitų nelaimių. Pasak mokslininkų, tolesnis oro temperatūros padidėjimas leis mažinti pagrindinių kultūrų derlių planetos atogrąžų ir subtropinių regionų, kurie gali sukelti badą ir socialinius sukrėtimus;
- Aukštesnė temperatūra neigiamai veikia žmonių sveikatą. Gydytojai tikisi širdies ir kraujagyslių ligų, kvėpavimo takų ligų ir net psichinių sutrikimų skaičiaus padidėjimo.
Šiltnamio efektas ir jo galimos pasekmės rimtai paveiks ne tik žmones, bet ir visos planetos ekosistemą. Klimato kaita daugeliui rūšių neteks įprastos, o ne tai, kad visi „mūsų mažesni broliai“ galės prisitaikyti prie tokių dramatiškų pokyčių. Kai kurių rūšių išnykimas sulaužys įprastas maisto grandines, kurios gali sukelti tikrą „domino efektą“. Anglies dioksido koncentracijos atmosferoje didinimas ir oro temperatūros didinimas sukelia vandenyno rūgštėjimą, kuris neigiamai veikia visus jame gyvenančius.
Kaip elgtis su juo?
Žmogus ne kartą patyrė klimato kaitą. Be to, jie buvo viena iš istorinės pažangos varomųjų jėgų. Sausra ir potvyniai daugiau nei vieną ar du kartus sukėlė karus ir revoliucijas, masinę žmonių migraciją, valstybių ir visos civilizacijos nuosmukį. Kaip išvengti tokių katastrofiškų pasekmių, kurios laukia rimtos klimato kaitos? Ar yra galimybė sumažinti vadinamąjį šiltnamio efektą? Kaip tai padaryti?
Šiandien žinome visus veiksnius, lemiančius šiltnamio efektą sukeliančių dujų kaupimąsi ir oro temperatūros padidėjimą. Dabartinę tendenciją bus labai sunku pakeisti, nes tam reikės visos žmonijos pastangų ir radikaliai pertvarkant pasaulinę ekonomiką. Iš pradžių jums reikia suprasti, kad šiltnamio efektas yra pasaulinė problema, kuri kelia grėsmę ne visoms valstybėms, bet visiems žmonėms.
Ekspertai mano, kad šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimui į atmosferą reikia imtis šių priemonių:
- Būtina iš esmės atkurti energetikos sektorių ir sumažinti pramoninių išmetamųjų teršalų kiekį. Pagrindinis CO2 šaltinis yra iškastinio kuro deginimas: nafta, anglis ir dujos. Siekiant sumažinti jų skaičių, žmonija turi pereiti prie vadinamosios atsinaujinančios energijos: saulės, vėjo, vandens. Pastaraisiais metais jų dalis bendroje pusiausvyroje gana sparčiai augo, tačiau šių rodiklių akivaizdžiai nepakanka. Taip pat turime atsisakyti naudoti automobilius su vidaus degimo varikliais ir perkelti juos į elektrines transporto priemones. Akivaizdu, kad visa pirmiau minėta investicija reikalauja kelių milijardų dolerių investicijų ir dešimtys metų sunkaus darbo. Bet jūs turite tai pradėti šiandien;
- Energijos vartojimo efektyvumo didinimas, tai taikoma pramoninei gamybai ir energijos gamybai bei būsto ir komunalinėms paslaugoms. Produktų energijos intensyvumas turi būti gerokai sumažintas. Mums reikia naujų technologijų, kurios nekenktų aplinkai. Net pagrindinė pastatų fasadų izoliacija, šiuolaikinių langų įrengimas ir šildymo įrenginių keitimas gali turėti didelį poveikį energijos taupymui, taigi ir sumažinti degalų sąnaudas bei mažinti kenksmingus teršalus;
- Labai veiksmingas būdas kovoti su šiltnamio efektu yra sumažinti atliekų kiekį. Asmuo turi išmokti vėl naudoti išteklius, tai leis pašalinti sąvartynus, kurie yra rimtas metano šaltinis, arba bent jau žymiai sumažina jų tūrį;
- Būtina sustabdyti plėšrių miškų naikinimą ir užsiimti želdynų atkūrimu. Kartu su kirtimu reikia sodinti naujus medžius.
Kova su šiltnamio efektu ir vidutinės metinės temperatūros augimas turėtų būti vykdoma tarptautiniu lygmeniu, glaudžiai bendradarbiaujant įvairioms šalims. Pirmieji žingsniai šia kryptimi jau buvo priimti ir judėjimas turi tęstis. Mokslininkai siūlo konsoliduoti kovą su klimato kaita valstybių konstitucijų lygmeniu. Be to, nevyriausybinių organizacijų, nuolat keliančių šią temą, vaidmuo. Turime aiškiai suprasti, kaip maža mūsų planeta ir kaip pažeidžiamas žmogus.
