Парниковый эффект связан с повышением концентрации в атмосфере: Тестовые задания по гигиене и экологии человека | Тест на тему:

Парниковый эффект: для чего он нужен и как влияет на изменение климата :: РБК Тренды

Углекислый газ (CO₂) — считается важнейшим парниковым газом антропогенного происхождения. Углекислый газ возникает и естественным путем при круговороте углерода, но именно человек увеличил его концентрацию в атмосфере на 47% с момента индустриальной революции. [1]

Метан (CH₄) — по своему парниковому эффекту метан считается даже сильнее, чем углекислый газ, но в атмосфере его заметно меньше. Естественные источники — болота и термитники. Антропогенное происхождение — свалки, сельское хозяйство, добыча угля и природного газа.

Закись азота (N₂O) образуется при сжигании твердых отходов и ископаемого топлива. Значительная часть N₂O идет от сельского хозяйства.

Синтетические химические вещества, например, гидрофторуглероды, галогенированные углеводороды, гексафторид серы и другие синтетические газы. Основной источник — это химическая промышленность.

Озон (O₃) — естественным образом встречается в стратосфере и тропосфере Земли и не вызывает значительного парникового эффекта. [2]

Водяной пар — по объему занимает первое место среди всех парниковых газов, однако прямые выбросы водяного пара влияют на парниковый эффект наименьшим образом. [3]

Сам по себе парниковый эффект — благо для нас, так как без него не было бы жизни на Земле. Если представить, что его не существует, средняя температура на Земле составляла бы -18℃, то есть реки и океаны всегда были бы замерзшими и нигде не росли растения. С его же помощью на нашей планете средняя температура достигает +15℃. [4]

Самый сильный парниковый эффект в Солнечной системе существует на Венере. Атмосфера планеты практически полностью состоит из углекислого газа, поэтому температура на поверхности Венеры достигает 475℃.

Парниковый эффект: причины и последствия

Парниковый эффект — природное явление повышения средней температуры в нижних слоях атмосферы Земли. Точкой отсчёта, от которой считается повышение температуры, берётся показатель теплового излучения, измеряемого из космоса. Вопреки расхожему мнению, сам парниковый эффект — явление последних тысячелетий, а не десятилетий. При этом он не является угрозой экологической ситуации на нашей планете, и более того — считается важным фактором зарождения жизни на Земле и её поддержания, — без парникового эффекта флора и фауна планеты быстро бы обеднела. 

В негативном ключе уместно говорить лишь о процессе изменения (усиления) парникового эффекта, который за последние столетия превратился в серьёзную экологическую проблему. Вот, как устроен механизм образования парникового эффекта, вкратце: с момента первой промышленной революции, под воздействием человека начал стремительно меняться состав нижних слоёв атмосферы. Человек привнёс новые газы или повысил концентрацию уже содержащихся, — углекислого газа, водяного пара, озона и метана. Из-за этого изменился сам механизм парникового эффекта: атмосфера по-прежнему пропускает солнечную энергию, Земля по-прежнему нагревается, но образующееся тепло (из-за нового состава атмосферы) задерживается, не возвращаясь в космос. Как результат — средняя температура планеты начинает расти. 

Наглядная демонстрация механизма работы парникового эффекта — «парники» или «теплицы», которые стоят у многих из нас на даче. Солнечные лучи проникают сквозь прозрачную крышу и стены, нагревают почву внутри, но тепло обратно не возвращается — физические барьеры парника его задерживают. Как результат — в теплицах температура всегда выше, чем снаружи. И никакого искусственного обогрева.

Такие газы, которые отражают или поглощают идущее от Земли излучение, называют «парниковыми». От их концентрации напрямую зависит оставшееся количество тепла в нижних слоях атмосферы. Первые серьёзные разговоры об опасности этого явления начались в 80-90-е годы прошлого столетия, примерно тогда, когда началась всемирная кампания по противостоянию глобальному потеплению, ведь усиление парникового эффекта — один из важнейших его причин.

 

Каковы причины возникновения парникового эффекта

 

Современная наука считает, что главной причиной усиления парникового эффекта являются газы, привнесённые в нижние слои атмосферы человеком. Основные среди них — водяной пар (составляющий 36-72%), диоксид углерода или углекислый газ (9-26%), метан (3-7%). Это основные но не единственные газы антропогенного происхождения, доля остальных настолько мала, что учёные предпочитают ими пренебрегать.

Объём водяного пара в нижних слоях атмосферы напрямую связан с температурой воздуха и поверхности нашей планеты: чем выше температура — тем выше объём (из-за испарения воды с поверхности), чем ниже температура — тем ниже объём, ведь при холодном климате избыточная влага превращается в осадки и снежно-ледовый покров, отражающий солнечную энергию. Этот феномен явно даёт нам понять, насколько сложным многоуровневым является процесс глобального потепления или глобального похолодания, — подобные проблемы человечеству нужно решать комплексно, а не борясь с отдельными «симптомами». 

В современной науке уже утвердилось общее мнение касательно главной причины усиленного парникового эффекта, — экологи всего мира пришли к консенсусу, что виной этому явлению человек и его индустриальная активность в последние столетия. Как уже было сказано, влияние человека на парниковый эффект стало очевидным и существенным в период первой промышленной революции. Из-за огромного количества открывшихся во многих регионах мира фабрик и заводов, концентрация углекислого газа в атмосфере увеличилась на 30 процентов, а метана — почти на 150 процентов.

Дело в том, что для своей работы промышленные предприятия используют энергию природного топлива: угля, газа, нефти, — во время их сжигания выделяется углекислый и другие газы. Часть этих газов впитывают растения и океан, оставшаяся доля (почти половина) — остаётся в пределах атмосферы. Замедлить, а уж тем более остановить этот процесс практически невозможно, — население нашей планеты растёт, а вместе с ним — и спрос на продукты, производимые фабриками и заводами: на еду, транспорт, бытовые товары. Так что сейчас учёные дают неутешительные прогнозы: за последний век средняя температура повысилась на 0,7 градусов, а в будущем она будет расти со скоростью 0,2 градуса за каждые десять лет.

Ещё один важный фактор усиления парникового эффекта — массовая вырубка лесов.  Нужно помнить, что растения впитывают углекислый газ, выделяя вместо него кислород. Чем меньше растений, тем меньшее количество диоксида углерода поглощается и перерабатывается. Как и в случае с индустриальной активностью человечества, этот процесс невозможно просто взять и остановить. Вырубка лесов — необходимость, обусловленная ростом населения Земли: людей становится больше, спрос на продукты сельского хозяйства растёт, следовательно — нужны новые территории для земледелия. Кроме того, сельскохозяйственная промышленность (если быть точнее — животноводство) — один из крупнейших «поставщиков» метана для атмосферы. А у этого газа парниковый потенциал даже больше, чем у диоксида углерода. 

Очередная проблема, вызванная ростом населения Земли — увеличение объёма отходов и количества свалок, которые сегодня занимают тысячи и тысячи гектаров территории нашей планеты. Главная их опасность в том, что они (сами по себе или во во время горения) выделяют значительный объём углекислого газа и метана. Да, в последние десятилетия человечество всёрьез озаботилось проблемой утилизации отходов, однако в ближайшее время подобные кампании вряд ли кардинально поменяют картину. А это значит, что количество свалок и объём неутилизированных отходов продолжит расти. 

Вот ещё несколько менее значительных факторов усиления парникового эффекта, которыми, тем не менее, нельзя пренебрегать:

• Лесные пожары, которые, как и вырубка, влияют на объём углекислого газа, впитываемого растениями. Могут быть вызваны как природными, так и антропогенными факторами.


• Транспорт с двигателем внутреннего сгорания. Автомобили, как и промышленные предприятия, используют природное топливо, во время сгорания которого выделяются газы, загрязняющие атмосферу и усиливающие парниковый эффект.


• Химические удобрения через время после попадания в почву испаряются и привносят в атмосферу значительное количество азота, стимулирующего усиление парникового эффекта.

 

Какие последствия парникового эффекта?

 

Как мы уже убедились, в природе всё взаимосвязано. Следует опасаться не конкретно повышения температуры на доли градусов, а последствий, которые это небольшое (казалось бы) явление принесёт с собой. Главное из этих последствий — глобально потепление, которое может нанести колоссальный урон бедным странам. Цепочка такая: глобальное потепление приводит к масштабным засухам (или наоборот, потопам) — погибают сельхозугодья (а с ними и урожай) и пастбища (а с ними — и животные) — люди остаются без пропитания. Засуха на территории стран Африки грозит масштабным голодом и волнами миграций населения.

Серьёзному риску подвержены также территориально маленькие страны с однородным климатом, у которых не будет «запасного варианта» в случае радикальных и быстрых климатических изменений. При возникновении подобных аномалий, целые отрасли экономик окажутся под угрозой исчезновения, — то же сельское хозяйство, например. Подобным рискам подвержены Нидерланды, значительная часть которых расположена на воде, — в случае стремительного подъёма её уровня, даже такой развитой стране может не хватить времени и ресурсов, чтобы противостоять природе — строить дамбы и менять дислокацию сельскохозяйственных предприятий. 

Также, усиление парникового эффекта и следующее за ним глобальное потепление наносит серьёзных урон по здравоохранительной системе, и масштаб негативного влияния в будущем будет только расти. Из-за аномальной жары повышается риск сердечно-сосудистых заболеваний, тепловых ударов, обмороков и приступов эпилепсии.

Повышенная температура стимулирует размножение и распространение животных, являющихся переносчиками болезней, — малярийных комаров, мух Цеце, энцефалитных клещей. Такие животные могут начать заселять территории, на которых у людей ещё нет иммунитета к подобным заболеваниям.

Глобальное потепление может вызвать вспышки или целые эпидемии таких инфекционных заболеваний:

• Бабезиозы;
• Жёлтая лихорадка;
• Птичий грипп;
• Холера;
• Лихорадка Эбола;
• Различные паразиты;
• Сонная болезнь;
• Чума.

Главная опасность подобных заболеваний даже не в высокой смертности или тяжёлых симптомах, а в форме их распространения: их разносчики — не люди, передвижения которых можно жёстко регламентировать, ограничивать и контролировать. Эти инфекции распространяют крошечные животные, защититься от которых куда сложнее.

 

Пути решения глобальной проблемы парникового эффекта

 

Проблема усиления парникового эффекта известна человечеству ещё с прошлого столетия. Полноценным началом кампании по борьбе с этим явлением считается 1988-й год, когда образовалась Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК). Группа учёных постоянно проводит исследования и мониторинг, раз в несколько лет публикуя результаты своей работы вместе с выводами и рекомендациями мировому сообществу, напоминая, какой газ провоцирует возникновение парникового эффекта.

Кроме того, большинство экономически активных стран подписали несколько основополагающих документов, направленных на сокращение выбросов парниковых газов: Рамочная конвенция ООН об изменении климата (1994 год), Киотский протокол (2005 год) и Парижское соглашение (2015 год).

Каждый из упомянутых договоров направлен на внедрение таких инициатив:

• Регламентирование и жёсткий контроль над потреблением природных (ископаемых) источников энергии: угля, газа, нефти.


• Оптимизация потребления энергии и её экономия на действующих предприятиях.


• Внедрение и модернизация технологий по сбережению энергии.


• Популяризация велотранспорта, общественного транспорта, электромобилей и личного электротранспорта через государственные льготы и субсидии.


• Внедрение и популяризация альтернативных видов энергетики, создание государственных программ и инициатив, поддерживающих предприятия, перешедшие на возобновляемые источники энергии — солнце, ветер, воду.


• Изобретение и внедрение новых, экологически безопасных хладагентов.


• Экологические и природозащитные инициативы по защите лесов и предотвращению лесных пожаров.

К сожалению, учёным приходится констатировать тот факт, что даже все эти меры разом не смогут остановить ущерб атмосфере, а уж тем более — компенсировать. Максимум, на что мы можем рассчитывать, так это на постепенное снижение вредного воздействия. И это лишь очередное доказательство, что нам с вами (как и всему миру) нужно как можно скорее осознать масштаб этой проблемы и прикладывать максимум усилий, чтобы решить её.

TS.5.4 Связь между изменением климата и изменениями в биогеохимических циклах

Рабочей группой I — Физическая научная основа

Все модели, которые рассматривают сопряжение углеродного цикла с изменением климата, показывают эффект положительной обратной связи с потеплением, который подавляет поглошение углекислого газа сушей и океаном, что ведет к повышению концентрации CO₂ в атмосфере и усилению изменения климата для данного сценария выбросов, однако сила этого эффекта обратной связи заметно разнится в зависимости от модели. Со времени публикации ТДО было построено и сравнено несколько новых проекций, основанных на полностью сопряженных моделях «углеродный цикл – климат». Для сценария СДСВ А2 и на основе диапазона результатов моделирования проецируемое повышение концентрации углекислого газа в атмосфере за XXI век, вероятно, на 10-25% больше, чем в проекциях без этой обратной связи, что для сценариев СДСВ с более высокими объемами выбросов увеличивает проецируемое среднее потепление к 2100 году более чем на 1°C. Соответственно, снижение поглощения CO₂, вызванное этим эффектом, уменьшает выбросы углекислого газа, что соответствует целевому уровню стабилизации. Вместе с тем, остаются значительные неопределенности, обусловленные, например, ограниченным пониманием динамики экосистем суши и почв. {7.3, 10.4}

Повышение концентрации CO₂ в атмосфере непосредственное ведет к повышению закисления поверхностного океана. Проекции на основе сценариев СДСВ дают на XXI век снижение рН на 0,14-0,35 ед. (в зависимости от сценария), т.е. больше, чем нынешнее снижение (0,1 ед.) по сравнению с доиндустриальными временами. Закисление океана привело бы к растворению мелководных известковых отложений. Поверхностные воды Южного океана, по прогнозам, будут недонасыщены карбонатом кальция (CaCO₃) при концентрациях CO₂ выше 600 ppm – уровне, в большинстве сценариев СДСВ превышенном во второй половине XXI века. Низкоширотные регионы и большие глубины океана тоже будут затронуты. Эти изменения могли бы повлиять на морские организмы, наружный скелет которых формируется из CaCO₃, однако совокупный эффект биологического углеродного цикла в океанах понят недостаточно. {Вставка 7.3, 10.4}

Инерция изменения климата вследствие прошлых выбросов значительно изменяется для разных воздействующих факторов из-за различного времени жизни в атмосфере Земли (см. вставку TS.9). Инерция изменения климата вследствие прошлых выбросов учитывает как (i) запаздывание реакции климатической системы на изменения в радиационном воздействии, так и (ii) временные масштабы, в которых различные воздействующие факторы остаются в атмосфере после выброса, учитывая их разное время жизни. Как правило, инерция изменения климата вследствие прошлых выбросов включает начальный период дальнейшего повышения температуры, по упомянутым выше причинам, после чего идет долгосрочное понижение по мере уменьшения радиационного воздействия. Некоторые парниковые газы, например CH₄ и угарный газ, имеют относительное короткое время жизни в атмосфере (десятилетия или меньше), тогда как у других, например, N₂O, время жизни составляет порядка ста лет, а у некоторых (например, SF₆ и ПФУ) — несколько тысячелетий. Концентрация углекислого газа в атмосфере не уменьшается за какое-то четко определенное время, если выбросы прекращаются. Удаление CO₂, испущенного в атмосферу, происходит во множестве временных масштабов, но часть его остается в атмосфере многие тысячи лет, поэтому выбросы приводят к очень длительной инерции изменения климата. Из-за медленной долговременной буферизации океана, включая обратную связь по отложениям CaCO₃, для достижения равновесной концентрации углекислого газа в атмосфере требуется 30-35 тысяч лет. Использy я сопряженные компоненты углеродного цикла, МСЗПС показывают, что инерция изменения климата из-за выбросов CO₂ длится более 1000 лет, поэтому даже в этих очень длительных временных масштабах температура и уровень моря не возвращаются к доиндустриальным значениям. Признак длительной инерции изменения климата получен путем задания тенденции снижения антропогенных выбросов CO₂ до стабилизации на уровне 750 ppm, но с произвольной установкой объема выбросов на нуль в 2100 году. В этом контрольном примере для снижения концентрации углекислого газа в атмосфере с максимума (от 650 до 700 ppm) до менее чем двукратного доиндустриального значения этого показателя (около 560 ppm) в разных моделях необходимо около 100-400 лет, учитывая непрерывный, но медленный перенос углерода из атмосферы и земных водоемов в океан (см. рис. TS.31). {7.3, 10.7}

Инерция изменения климата

Рис. TS.31. Расчет инерции изменения климата вследствие прошлых выбросов для пяти разных МЗСПС и идеализированного сценария, где выбросы следуют по сценарию, который ведет к стабилизации CO₂ в атмосфере на уровне 750 ppm, однако перед достижением этой цели выбросы в 2100 году мгновенно снижаются до нуля. (Слева) Выбросы и концентрация CO₂ в атмосфере. (В центре) Приземное потепление и повышение уровня моря вследствие теплового расширения. (Справа) Изменение общего содержания углерода в земле и океане после доиндустриальной эпохи. {Рис. 10.35}

Концентрации многих других парниковых газов и их прекурсоров в будущем, согласно проекциям, будут связаны с изменением климата. В частности, недостаточное понимание причин последних изменений темпов роста концентрации CH₄ вызывает значительные неопределенности в будущих проекциях по этому газу. Выбросы CH₄ с водно-болотных угодий, вероятно, будут увеличиваться в более теплом и влажном климате и уменьшаться в более теплом и сухом климате. Наблюдения показывают также увеличение выбросов CH₄ с северных торфяников, на которых идет таяние вечной мерзлоты, хотя порядок величины этого эффекта в больших масштабах количественно определен недостаточно. Изменения температуры, влажности и облачности могло бы также повлиять на биогенные выбросы прекурсоров озона, такие как летучие органические соединения. Как ожидается, изменение климата также повлияет на тропосферный озон – через изменения в химии и переносе. Изменение климата могло бы вызвать изменения в ОН посредством изменений во влажности и изменить концентрации стратосферного озона и, следовательно, солнечное ультрафиолетовое излучение в тропосфере. {7.4, 4.7}

На объем выбросов многих аэрозолей и их прекурсоров в будущем, как ожидается, будет влиять изменение климата. Оценки будущих изменений объемов выбросов пыли по нескольких сценариям климата и землепользования показывают, что последствия изменения климата более важны для контроля над выбросами пыли в будущем, чем изменения в землепользовании. Результаты одного исследования показывают, что метеорология и климат больше влияют на будущие выбросы пыли в Азии и соответствующую частоту пыльных бурь на этом континенте, чем опустынивание. Биогенные выбросы летучих органических соединений, значительный источник вторичных органических аэрозолей, как известно, сильно чувствительны к температуре (и увеличиваются при ее повышении). Вместе с тем, выбросы аэрозолей уменьшаются с повышением температуры, а эффекты изменения количества осадков и физиологической адаптации неопределенны. Таким образом, изменение формирования биогенных вторичных органических аэрозолей в более теплом климате могло бы быть значительно меньшим, чем реакция выбросов биогенного летучего органического углерода. Изменение климата может влиять на приток из океана диметилсульфида (который является прекурсором некоторых сульфатных аэрозолей) и морских солевых аэрозолей, однако влияние этого притока на температуру и осадки остается весьма неопределенным. {7.5}

Хотя вызванный углекислым газом эффект потепления остается обязательным на многие столетия, аэрозоли удаляются из атмосферы всего лишь за несколько дней, поэтому отрицательное радиационное воздействие, вызванное аэрозолями, могло бы быстро измениться в ответ на изменения в выбросах аэрозолей либо их прекурсоров. Поскольку сульфатные аэрозоли, весьма вероятно, в настоящее время оказывают существенное отрицательное радиационное воздействие, то будущее суммарное воздействие очень чувствительно к изменениям в объеме выбросов сульфатов. В одном исследовании показано, что гипотетическое удаление из атмосферы всего нынешнго объема антропогенных сульфатно-аэрозольных частиц вызвало бы быстрый рост глобальной средней температуры приблизительно на 0,8°C за одно-два десятилетия. Изменения в аэрозолях также могут влиять на осадки. Таким образом, влияние экологических стратегий, нацеленных на смягчение изменения климата, требует учета изменений в объеме выбросов как парниковых газов, так и аэрозолей. Изменения объема выбросов аэрозолей могут быть результатом мер, принятых для улучшения качества воздуха, которые, таким образом, могут иметь последствия для изменения климата. {Вставка 7.4, 7.6, 10.7}

Изменение климата изменило бы количество химических и физических процессов, которые регулируют качество воздуха, и совокупные эффекты, вероятно, разнятся в зависимости от региона. Изменение климата может влиять на качество воздуха, изменяя скорость рассеяния загрязняющих веществ, скорость, с которой аэрозоли и растворимые виды удаляются из атмосферы, общую химическую среду для формирования загрязняющих веществ и интенсивность выбросов из биосферы, пожаров и пыли. Изменение климата, как ожидается, также уменьшит глобальный озоновый фон. В общем совокупное влияние изменения климата на качество воздуха в высшей степени неопределенно. {Вставка 7.4}

Парниковые газы — Что такое Парниковые газы?

Парниковые газы — газы с высокой прозрачностью в видимом диапазоне и с высоким поглощением в тепловом инфракрасном диапазоне.
Подобно стеклу теплицы, газы в нашей атмосфере парниковые газы поддерживают жизнь на Земле, улавливая солнечное тепло.
Эти газы позволяют солнечным лучам согревать Землю, но предотвращают выход этого тепла из нашей атмосферы в космос.
Без естественных, улавливающих тепло газов — главным образом водяного пара, углекислого газа, метана, озона (O₃) — Земля была бы слишком холодной (-18^оC), чтобы поддерживать жизнь.
Опасность заключается в быстром увеличении количества углекислого газа и других парниковых газов, которые усиливают этот естественный парниковый эффект.
В течение 1000 — летий мировое снабжение углеродом было стабильным, поскольку естественные процессы удаляли столько углерода, сколько они выделяли.
Ныне баланс нарушен по многим причинам:

• сжигание ископаемого топлива, 
• вырубка лесов, 
• интенсивное сельское хозяйство.

Это приводит к стремительному накоплению парниковых газов, в основном углекислого газа.
Сегодня в атмосфере содержится на 42% больше CO₂, чем в начале индустриальной эры.
Уровни метана (CH₄) и углекислого газа сейчас экстремально высокий за полмиллиона лет.
Киотский протокол охватывает 6 парниковых газов:

• углекислый газ,
• метан,
• закись азота (N₂O),
• гидрофторуглероды,
• перфторуглероды,
• гексафторид серы (SF₆).

Из этих 6 газов 3 имеют первостепенное значение, поскольку они тесно связаны с деятельностью человека.

Двуокись углерода является основной причиной изменения климата, особенно в результате сжигания ископаемого топлива.
Метан образуется естественным путем, когда растительность сжигается, переваривается или гниет без присутствия кислорода. Большое количество метана выбрасывается скотоводством, свалками, рисоводством, добычей нефти и природного газа.
Бурение на нефть и газ и гидроразрыв пласта (ГРП) являются основными источниками загрязнения метаном из-за утечек из поврежденного или неправильно установленного оборудования и преднамеренного выброса газа.
Закись азота, выделяемая химическими удобрениями и сжиганием ископаемого топлива, обладает потенциалом глобального потепления, в 310 раз превышающим потенциал углекислого газа.
Нарушая атмосферный баланс, который поддерживает климат, мы теперь наблюдаем экстремальные последствия по всему земному шару.
Климат меняется, и становится теплее.
Экстремальные погодные явления также становятся более распространенными.
Эти эффекты уже оказывают существенное влияние на экосистемы, экономику и сообщества.

Проблема в том, что человечеству кажется эта проблема чем-то далеким.
При нынешних скоростях роста выбросов температура может увеличиться на 2 °C, которые Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC) ООН определила в качестве верхнего предела, чтобы избежать опасных уровней, уже к 2036 г.
Но бизнес и прибыль — гораздо ближе.
Разговоры о декарбонизации экономики сразу прекращаются во время кризисов.
Добывающие страны неистово увеличивают добычу нефти и газа.
Во главе этого процесса идут власти США, которые не участвуют в Венском соглашении ОПЕК⁺ по сокращению добычи нефти.
Но даже Венское соглашение во главу угла ставит не декарбонизацию экономики, а ребалансировку мирового рынка нефти с целью удержания равновесной цены на нефть в диапазоне 60-70 долл США/баррель.

Экологи считают, что ценообразование на углеродные энергоносители является наиболее эффективным способом уменьшения углеродного загрязнения, которое меняет наш климат.
Чем больше кто-то загрязняет, тем больше он должен платить.
Цена на углерод делает загрязнение более дорогим, а решения, такие как экологически чистая энергия и электромобили, более доступными.
Но на практике рекомендации экологов не выполняются.

Человеческая деятельность для климата – что пшик для торнадо

Ученые всего мира согласны с тем, что парниковый эффект существует – концентрация углекислого газа в атмосфере растет с каждым годом. Но далеко не все из них разделяют версию, что именно человек виноват в этом процессе.

Одна зима – не показатель

Год назад зима в России выдалась теплой, и алармисты тут же поспешили обвинить в этом парниковые газы, которые разогревают атмосферу и приближают апокалипсис под названием «глобальное потепление». Не заставили себя долго ждать страшилки типа скорого затопления Лондона и Нью-Йорка, войн за пресную воду и эпидемий из-за ее нехватки. Но эта зима выдалась холодной: побила некоторые температурные рекорды и завалила снегом даже Техас и Ближний Восток. Приверженцам теории глобального потепления пришлось отойти на задний план, пропустив вперед сторонников глобального похолодания.

– Я думаю, что две диаметрально противоположные версии возникли потому, что нет ясного понимания причин происходящих климатических изменений. Инструментальные наблюдения за погодой ведутся всего 180 лет. О том, что с ней происходило ранее, мы можем судить только по летописям. Так, именно из них мы узнали, что в 974-975 годах по Черному морю через Керченский пролив ездили на санях в Константинополь, то есть в нынешний Стамбул. Но также известны и теплые временные отрезки, например в 1854-55 годах, когда в феврале в Европе яблони цвели,

– считает кандидат географических наук, профессор КубГАУ Юрий Ткаченко.

Приводить в качестве довода о глобальном изменении климата характеристики одной зимы как минимум антинаучно, уверен профессор Анатолий Погорелов, завкафедрой геоинформатики КубГУ, доктор географических наук. Потому что погодные явления в течение одного времени года или даже всего года говорят не о перемене климата, а об изменении метеорологической ситуации. Климат не модифицируется в одночасье: на это требуются сотни и даже тысячи лет. Вместе с климатом меняются и земной ландшафт, и процессы, происходящие в Мировом океане: например, одни течения исчезают, другие появляются, суша становится морским дном, а дно становится сушей и т.п.

– Климат – крайне подвижная субстанция. Он связан с изменчивостью атмосферы, процессами в Мировом океане, солнечной активностью и пр., – объясняет профессор Погорелов. – Глобальная трансформация климата – это масштаб климатических преобразований, которые охватывают всю Землю. В этом случае одна и та же картина будет наблюдаться повсеместно, а не на какой-то одной территории. Однако это очень долговременный процесс, который измеряется сотнями человеческих жизней.

Земля сама себе регулятор

Юрий Ткаченко сравнивает реакцию людей на малейшие погодные колебания с ощущениями бабочки, век которой длится всего несколько месяцев. Если бы она обладала человеческим разумом, наверняка ее приводила бы в ужас смена времен года. Например, став бабочкой в апреле, насекомое уже в мае било бы тревогу из-за повышающейся температуры, а в августе кричало бы о глобальном потеплении и грядущей в связи с этим катастрофе. В сентябре бабочка была бы уже не так в этом уверена, а в октябре думала бы, что грядет глобальное похолодание.

– Мы пытаемся судить о глобальных процессах по очень короткому периоду – фактически по одной-двум человеческим жизням, тогда как для планеты человеческий век – что для нас короткая жизнь насекомого, всего лишь миг, – продолжает Юрий Ткаченко. – И когда мы не можем объяснить происходящее за окном, прибегаем к самому простому объяснению: виноват человек, его антропогенное влияние на климат. Да, парниковый эффект имеет место, концентрация углекислого газа в атмосфере довольно высокая. Но виновен ли в этом человек? Возможно, это естественный процесс, и так уже было. Повторюсь, нам просто не с чем сравнивать. Но, например, в Мировом океане сконцентрирован огромный запас CO2 в жидком виде – он поглощает газ из атмосферы. А при нагревании снова отдает его. Так что в этом уравнении очень много неизвестных.

Однако то, что за последние 130-140 лет концентрация CO2 в атмосфере увеличилась более чем в полтора раза, – научно доказанный факт. Объяснить это можно, например, колоссальным сжиганием углеводорода: газа, нефти, угля и других полезных ископаемых. То, что накапливалось в земле миллионы лет, сжигается за какие-то годы и поступает в атмосферу в виде колоссальных выбросов СО2 и метана. Но достаточно ли этого для разогрева естественной газовой оболочки, защищающей нашу планету от радиации, – вопрос.

– Потому что у Земли есть масса саморегулирующих эффектов, которые позволяют ей соблюдать равновесие в климате, – рассуждает Анатолий Погорелов. – Здесь, если в одном месте убыло, то в другом прибыло; если где-то нагрелось, то где-то охладилось. Например, если в одном месте Мирового океана чересчур горячо, то течение несет теплый поток туда, где холодно, – как Гольфстрим, например. А если повышается концентрация углекислого газа в атмосфере, то увеличивается и биота (совокупность всех видов живых организмов и растений), которая поглощает этот газ.

К группе ученых, которые сомневаются в масштабах приписываемых парниковому эффекту воздействий на атмосферу, относится еще один кубанский ученый-синоптик, кандидат географических наук Игорь Харитонов.

– Считается, что один из существенных вкладов в разогрев атмосферы вносит метан, и повышение его концентрации напрямую связывают с разведением скота. Я десять лет возглавлял Северо-Кавказский филиал ВНИИ охраны природы, изучал, от чего зависит численность того или иного вида животных, как она влияет на всю экосистему и прочее, и могу смело утверждать, что это чушь. Все вместе взятые парнокопытные мира со всеми фермами никак не могут навредить планете.

С Харитоновым согласен и Погорелов:

– Да гораздо больше метана поступает в атмосферу в результате деградации многолетней мерзлоты, чем от всей скотины! Это уж точно абсурдная теория.

«Подогрели» интерес

Скепсис по отношению к опасности, приписываемой парниковым газам, вызывает еще и откровенная политизированность этой темы. Ее раскручивание началось еще с Римского клуба, а в 1990-х годах эта тема стала особенно модной из-за внимания, уделенного ей вице-президентом США Альбертом Гором. Он заработал на ней немало политических очков, а в 2007 году даже удостоился Нобелевской премии мира за позже раскритикованный учеными документальный фильм о влиянии человека на климат. Тогда заявлялось, что если человечество не снизит объем выбросов промышленного углерода в атмосферу, то в ближайшие годы растают льды в Антарктике, поднимется уровень Мирового океана, утонут прибрежные города и пр. Но мир пока держится.

– Сильно смущает торговля квотами на эмиссии парниковых газов, – говорит профессор Ткаченко. – Когда одни страны, в которых не развита или слабо развита индустрия, продают свои квоты промышленным гигантам и зарабатывают на воздухе. Или когда все страны подписывают Киотский протокол об ограничении выброса парниковых газов в атмосферу или Парижское соглашение о том же, а США, заварившие всю эту кашу, стоят в стороне. Вот такие истории – это не про науку, не про экологию, а про политику.

Но, вообще, человек сильно много о себе думает, когда считает, что может существенно повлиять на климат планеты. Например, углекислый газ в гораздо большем количестве, чем автомобили и производства, вырабатывают вулканы. А энергия обычного среднего циклона – это 500 тысяч атомных бомб, при этом они наблюдаются в атмосфере каждые три дня – и ничего, Земля не погибла, человечество живехонько. Сравнивать эту энергию с той, что производит человек, просто неуместно.

Но это не значит, что мы можем творить, что в голову придет, загаживая планету. Как бы там ни было, производства и автомобили загрязняют воздух, доказательство чему – смог, висящий над городами, например, как в Индии, Китае, Замбии. Безусловно, промышленность и неуемная человеческая жажда потребления катастрофическими темпами плодят мусор и отравляют почву и водоемы химией. Это реальная опасность, от которой уже сейчас гибнет планета. 

 

Источник: Краснодарские известия

Официальный интернет-портал Администрации Томской области — Ошибка

array
(
    'code' => 404
    'type' => 'CHttpException'
    'errorCode' => 0
    'message' => 'Невозможно обработать запрос \"uploads/ckfinder/263/userfiles/files/news/2018/10/voda2019/%d0%9f%d1%80%d0%b8%d0%bb%d0%be%d0%b6%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5%203.docx\".'
    'file' => '/var/www/production/yii/framework/yiilite.php'
    'line' => 1803
    'trace' => '#0 /var/www/production/yii/framework/yiilite.php(1719): CWebApplication->runController(\'uploads/ckfinde...\')
#1 /var/www/production/yii/framework/yiilite.php(1236): CWebApplication->processRequest()
#2 /var/www/production/public/index.php(72): CApplication->run()
#3 {main}'
    'traces' => array
    (
        0 => array
        (
            'file' => '/var/www/production/yii/framework/yiilite.php'
            'line' => 1719
            'function' => 'runController'
            'class' => 'CWebApplication'
            'type' => '->'
            'args' => array
            (
                0 => 'uploads/ckfinder/263/userfiles/files/news/2018/10/voda2019/%d0%9f%d1%80%d0%b8%d0%bb%d0%be%d0%b6%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5%203.docx'
            )
        )
        1 => array
        (
            'file' => '/var/www/production/yii/framework/yiilite.php'
            'line' => 1236
            'function' => 'processRequest'
            'class' => 'CWebApplication'
            'type' => '->'
            'args' => array()
        )
        2 => array
        (
            'file' => '/var/www/production/public/index.php'
            'line' => 72
            'function' => 'run'
            'class' => 'CApplication'
            'type' => '->'
            'args' => array()
        )
    )
) Официальный интернет-портал Администрации Томской области — Ошибка | Департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды Томской области

404

Просим прощения, ведутся технические работы

/var/www/production/yii/framework/yiilite.php at line 1803

#0 /var/www/production/yii/framework/yiilite.php(1719): CWebApplication->runController('uploads/ckfinde...')
#1 /var/www/production/yii/framework/yiilite.php(1236): CWebApplication->processRequest()
#2 /var/www/production/public/index.php(72): CApplication->run()
#3 {main}

2.2. Сжигание топлива и парниковый эффект

2.2. Сжигание топлива и парниковый эффект

История цивилизации тесно связана со сжиганием топлива, начиная от использования огня и кончая современными системами выработки электричества и тепла. Основным химическим элементом твёрдого органического топлива, который участвует в процессе горения, является углерод (жидкого и газообразного – углеводороды). В результате сжигания ископаемых видов топлива, таких как уголь, и ряда иных (древесина, солома и др.) образуется углекислый газ (СО 2) по интегральной реакции углерода с кислородом:

С + О 2 = СО 2 + энергия.

Рост концентрации СО 2 и некоторых других газов в атмосфере может привести к существенному потеплению климата, названному парниковым эффектом. В энциклопедиях его определяют так: «Парниковый эффект (оранжерейный) в атмосферах планет – нагрев внутренних слоев атмосферы (Земли, Венеры и др. планет), обусловленный прозрач7 ностью атмосферы для основной части излучения Солнца». Этот термин вошел в научный обиход в конце ХХ века, а в последние годы парниковый эффект стал широко известен как опасное явление, угрожающее всей планете.

Под образным выражением «парниковый эффект» подразумевается вполне конкретное явление. Наша Земля находится в тепловом равновесии: она излучает в космическое пространство энергию со скоростью, равной скорости поглощения энергии, поступающей от Солнца. Земная атмосфера получает определенное количество солнечного излучения (ультрафиолетовые лучи). Около 30% этого излучения сразу отражается в космическое пространство облаками, атмосферной пылью, молекулами воздуха и кое-где поверхностью Земли (участки, покрытые снегом и льдом). Все вместе это называется «альбедо» (лат. albedo – белизна) – число, показывающее, какую часть солнечного света отражает данная поверхность.

Остальное количество солнечного излучения поглощается поверхностью океанов и материков и в меньшей степени водяным паром, аэрозолями, озоном и облаками. Поглощенная ими энергия излучается обратно в космос в виде инфракрасного излучения. При этом часть излучения, исходящего от поверхности Земли (в инфракрасной области спектра излучения), на обратном пути в космос поглощается облаками и содержащимися в атмосфере трехатомными газами (СО 2, SO 2, NO 2, О 3 и др.), которые характеризуются селективной поглощательной способностью именно в инфракрасной области излучения.

Повторное поглощение инфракрасного излучения (реабсорбция) и обусловливает парниковый эффект. Трехатомные газы, называемые «парниковыми газами», генерируют поток инфракрасной энергии, часть которой возвращается к поверхности Земли, а затем снова отражается в атмосферу и т. д.

Температура у поверхности Земли определяется количеством инфракрасной энергии, образующейся вышеописанным способом. Согласно имеющимся оценкам, естественный парниковый эффект создается приростом температуры Земли на 30°С. Это значит, что при исключении естественного парникового эффекта средняя температура составляла бы не +15°С, а –15°С. И, наоборот, если объем одного из компонентов атмосферы, вызывающий обращение инфракрасной энергии, увеличится, то должно возрасти действие парникового эффекта и может произойти возрастание температуры земной поверхности.

Считается, что к 2030 г. можно ожидать удвоения содержания углекислого газа по сравнению с началом промышленной эры. Это может привести к повышению средней температуры Земли на 2–3°С в умеренных широтах и до 10°С на полюсах.

В результате такого потепления и связанного с ним таяния льдов может повыситься (на 5-6 м и более) уровень вод Мирового океана с последующим поглощением огромных территорий суши. При этом будет нарушен режим дождей, количество осадков в умеренных и холодных климатических зонах резко увеличится. Коренным образом изменится аграрная карта мира, нарушится пищевая цепь и т. д.

Действие парникового эффекта определяется не только содержанием углекислоты в атмосфере, но и другими отмеченными выше факторами. При анализе «парниковой модели» следует учитывать более сложный механизм становления климатических условий нашей планеты, особенно определяющую роль Солнца – источника практически всей тепловой энергии Земли. В разные периоды времени Земля получает от Солнца различное количество энергии, определяемое тремя циклами продолжительностью в 20, 40 и 100 тысяч лет. К этим глобальным циклам следует добавить локальные: одиннадцатии двадцатидвухлетние.

Наряду с парниковым эффектом, который может вызвать потепление климата Земли, возможен и альтернативный эффект, связанный с нарушением теплового баланса атмосферы Земли в сторону понижения температуры. Этот эффект возможен при попадании мельчайших твердых частиц в виде несгоревшего углерода, частиц золы в верхние слои атмосферы, находящиеся за тропопаузой, где отсутствуют заметные перемещения масс воздуха. В этом случае мельчайшие твердые частицы в результате их накопления образуют слой с пониженной оптической прозрачностью. Данный слой выполняет функции своеобразного экрана, от которого отражается часть лучистой энергии Солнца, вследствие чего в низших слоях атмосферы создаются условия, способствующие снижению среднегодовой температуры.

Имеется предположение, что возникновение этого экранного слоя во многом определяется высотой дымовых труб, которая может достигать 300 м. Поэтому энергетики в свое время отказались от проектирования и строительства сверхвысоких дымовых труб (до 1 км).

Ежегодно в процессе сжигания органического топлива расходуется около 10 млрд. т кислорода, превращаемого в эквивалентные количества СО2. За последние 20 лет ХХ века концентрация СО 2 в атмосфере выросла на 15%. Молекулы СО 2 хорошо пропускают коротковолновое солнечное излучение, но поглощают излучение в длинноволновом спектре частот, что является естественным регулятором температуры поверхности Земли. Снижение концентрации СО 2 приводит к уменьшению среднегодовой температуры планеты: при полном отсутствии СО 2 в атмосфере вся поверхность Земли покрылась бы льдом, а среднегодовая температура не превышала бы – 10°С.

В течение миллионов лет существовало природное равновесие содержания СО 2 в атмосфере, которое сегодня нарушено довольно существенно, в первую очередь техногенной деятельностью человечества. Окислительно-восстановительные реакции горения органического топлива по меньшей мере до середины следующего столетия останутся основой быстро развивающейся энергетики мира. За это время содержание СО2 в атмосфере может возрасти еще в несколько раз. Как следствие, в обозримом будущем следует ожидать потепления климата Земли.

В 1861 году английский физик Джон Тиндаль (1820–1893) первым указал, что поскольку атмосферная углекислота наряду с водяным паром поглощает длинноволновое излучение в атмосфере, то изменения концентрации углекислоты могут привести к колебаниям климата. В дальнейшем вопрос о влиянии атмосферной углекислоты на климат привлек внимание шведского ученого Сванте Августа Аррениуса (1859–1927) – лауреата Нобелевской премии 1903 года. В работах Аррениуса было исследовано поглощение радиационных потоков в атмосфере и предложена численная модель для определения температуры у земной поверхности в зависимости от свойств атмосферы. Используя эту модель, Аррениус установил, что увеличение концентрации углекислого газа в 2,5–3 раза повышает температуру воздуха на 8–9°С, а уменьшение количества углекислоты на 38–45% снижает температуру на 4–5°С. Его расчеты несколько завысили влияние изменения концентрации СО 2 на изменение температуры воздуха, но в целом заключения его оказались справедливыми.

Однако существует и иная точка зрения. С начала ХХ в. до 40-х годов (согласно данным гидрометеорологических наблюдений) среднегодовая температура Земли повысилась примерно на 0,7°С, а площадь арктических льдов уменьшилась на 10%. Объясняли это увеличением концентрации СО 2 в атмосфере, ростом производства и потребления энергии, однако за последние 30 лет ХХ в., несмотря на рост содержания СО 2 в два раза и продолжающееся увеличение производства и потребления энергии, температура Земли не повысилась, а снизилась. Считают, что в рассуждениях о парниковом эффекте не принимается во внимание значение аэрозолей – мельчайших твердых частиц и капель жидкости, находящихся во взвешенном состоянии в приземном слое, тропосфере и стратосфере.

В 2007 году был опубликован последний (четвертый) оценочный отчёт Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК). В нём говорится, что за период с 1906 по 2005 гг. средняя температура Земли поднялась на 0,74°С. Исследования показывают, что чувствительность равновесного климата к удвоению концентрации СО2 находится в пределах 2,0 – 4,5°C, но наиболее вероятной считается чувствительность 3°C.

Причиной парникового эффекта является ряд различных газов, содержащихся в атмосфере Земли. Самую важную роль при создании парникового эффекта играют испарения воды; на втором месте стоит CO2. Затем следуют метан (Ch5), закись азота (N2O), гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПГУ), гексафторид серы (SF6).

На содержание водяного пара (Н₂О) в атмосфере хозяйственная деятельность человека не оказывает заметного прямого влияния вследствие его большого количества: в глобальной атмосфере содержится около 1% водяного пара по объему. Его распределение по земному шару сильно зависит от температуры воздуха, которая в свою очередь определяет влагоемкость атмосферы. Время жизни водяного пара в атмосфере достаточно мало и составляет примерно 10 суток. Однако водяной пар может вносить значительный косвенный вклад в усиление парникового эффекта вследствие сильной положительной обратной связи: увеличение температуры воздуха вызывает повышение влагосодержания атмосферы, которое в свою очередь вызывает усиление парникового эффекта и тем самым способствует дальнейшему повышению температуры воздуха. Влияние водяного пара может также проявляться через увеличение облачности и изменение количества осадков.

Диоксид углерода (СО₂) является наиболее важным из перечисленных выше парниковых газов по влиянию на климат.

В четвертом оценочном докладе МГЭИК отмечается беспрецедентное по скорости увеличение концентрации СО 2 в атмосфере за последние 250 лет. Согласно данным ледниковых кернов в Антарктике, концентрация СО 2 в атмосфере в ледниковые периоды составляла ∼190 ppm  (миллионных долей), а в межледниковые периоды ∼ 280 ppm. В течение последних 10000 лет она изменялась не более чем на 20 ppm, причем эти изменения были обусловлены естественными причинами. После 1750 г. концентрация СО 2 увеличилась на 35% и в настоящий момент составляет примерно 385 ppm.

Таблица 2.4 Оценки глобальных естественных и антропогенных источников метана за последние 20 лет

Природные источники, 168–260 млн. т СН4/год		Антропогенные источники, 264–428 млн. т СН4/год
Заболоченные земли	145–231	Домашние животные	76–92
Термиты	20–29	Возделывание риса	31–112
Дикие животные	15	Энергетика	77
Геологические источники	4–14	Добыча газа и нефти	36–68
Океан	4–15	Сжигание биомассы	14–88
Гидраты	5	Добыча угля	32–48
Лесные пожары	2–5	Отходы	35–49
		Растения с циклом С3 и С4	36

 

Метан (СН4) является вторым по значимости парниковым газом после СО 2. Его концентрация увеличилась в 2,5 раза по сравнению с концентрацией в доиндустриальный период и составила в 2005 г. 1774 ppb (млрд. – 1). В отличие от СО 2 метан – химически активный газ. Антропогенные источники ответственны за 55–60% его общей эмиссии в атмосферу (табл. 2.4).

Закись азота (N 2 O). Содержание этого газа в атмосфере увеличилось на 18% к 2005 г. по сравнению с его содержанием в доиндустриальный период (270 ppb) и составило 319 ppb. Скорость увеличения составляла 0,8 ppb в год в течение нескольких десятков лет. N 2 O принадлежит важная роль в химии атмосферы, поскольку этот газ является источником NО 2, разрушающего стратосферный озон.

Парниковые газы техногенного происхождения. К газам техногенного происхождения относятся галогенсодержащие газы метанового и этанового рядов, а также гексафторид серы SF 6, отличающиеся очень большим «временем жизни» и высоким парниковым потенциалом, что, несмотря на их малые концентрации в атмосфере, приводит к достаточно большому суммарному вкладу в парниковый эффект. Большинство из них вошли в состав антропогенных выбросов в атмосферу только в ХХ веке, поскольку стали использоваться в качестве хладагентов в холодильниках, в аэрозольных распылителях в качестве растворителей, а также при производстве пластмасс.

Структура выбросов парниковых газов показана на диаграмме (рис. 2.5).

Выбросы парниковых газов в значительной степени определяются потреблением энергоресурсов, в первую очередь ископаемого топлива. Украина относится к странам с наиболее энергоемкой экономикой. Вклад Украины в парниковый эффект можно характеризовать следующими показателями: страна потребляет 150 млн. т у.т. в год, выбрасывает ∼ 400 млн.т СО 2 э в год, растительность поглощает 145 млн. т СО 2 э в год. Молекула СО 2 может сохраняться в неизменном состоянии в атмосфере Земли в течение 120 лет.

Украина последовательно выступает за предотвращение глобального изменения климата и приняла на себя обязательства в рамках ряда международных соглашений. Европейскую энергетическую хартию Украина подписала в 1991 г., Рамочную конвенцию ООН по изменению климата – в 1992 г., Киотский протокол к ней подписала в 1999 г. и ратифицировала 4 февраля 2004 года. Для достижения указанных целей Украина использует оба доступных ей механизма Киотского протокола – как международную торговлю квотами на выбросы с последующим «озеленением» полученных средств, так и механизм совместного осуществления, позволяющий реально снизить выбросы на территории Украины.

Потенциал энергосбережения для Украины составляет около 60 млн. т у.т. в год при необходимых капитальных вложениях 2,5 млрд. дол. США в год и около 10 млрд. дол. США в год на Программу энергосбережения в целом.

Энергетика является крупнейшим источником выброса СО 2 в атмосферу. Пути снижения выброса углекислого газа в атмосферу состоят

в увеличении доли атомных электростанций, повышении к.п.д. выработки электроэнергии на тепловых электростанциях (новые котлы, турбины, сжигание угля в циркулирующем кипящем слое, по возможности увеличение доли природного газа и т.д.), использовании нетрадиционных источников энергии, улавливании СО 2 в продуктах сгорания.

Рис. 2.5. Структура выбросов парниковых газов

индикаторов изменения климата: парниковые газы | Показатели изменения климата в США

Парниковые газы в результате деятельности человека являются наиболее значимой движущей силой наблюдаемого изменения климата с середины 20-го ^{-х годов} века. ¹ Показатели в этой главе характеризуют выбросы основных парниковых газов в результате деятельности человека, концентрации этих газов в атмосфере и то, как выбросы и концентрации менялись с течением времени.При сравнении выбросов различных газов в этих индикаторах используется концепция, называемая «потенциал глобального потепления», для преобразования количества других газов в эквиваленты углекислого газа.

Почему это важно?

По мере увеличения выбросов парниковых газов в результате деятельности человека они накапливаются в атмосфере и нагревают климат, что приводит ко многим другим изменениям во всем мире — в атмосфере, на суше и в океанах. Показатели в других главах этого отчета иллюстрируют многие из этих изменений, которые имеют как положительные, так и отрицательные последствия для людей, общества и окружающей среды, включая растения и животных.Поскольку многие из основных парниковых газов остаются в атмосфере от десятков до сотен лет после выброса, их воздействие на климат сохраняется в течение длительного времени и, следовательно, может повлиять как на нынешнее, так и на будущие поколения.

Сводка ключевых моментов

• Выбросы парниковых газов в США. В Соединенных Штатах выбросы парниковых газов, вызванные деятельностью человека, увеличились на 2 процента с 1990 по 2019 год. Однако с 2005 года общие выбросы парниковых газов в США снизились на 12 процентов.На углекислый газ приходится большая часть выбросов в стране и наибольший рост с 1990 года. Транспорт является крупнейшим источником выбросов парниковых газов в Соединенных Штатах, за ним следует производство электроэнергии. Выбросы на человека немного снизились за последние несколько лет.
  • Источники данных о выбросах парниковых газов в США. У Агентства по охране окружающей среды есть две ключевые программы, которые предоставляют данные о выбросах парниковых газов в Соединенных Штатах: Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США и Программа отчетности по парниковым газам.Эти программы дополняют друг друга, обеспечивая как более высокий уровень общих выбросов в стране, так и подробную информацию об источниках и типах выбросов от отдельных предприятий.
• Глобальные выбросы парниковых газов. Во всем мире чистые выбросы парниковых газов в результате деятельности человека увеличились на 43 процента с 1990 по 2015 год. Выбросы углекислого газа, на которые приходится около трех четвертей общих выбросов, увеличились на 51 процент за этот период.Как и в Соединенных Штатах, большая часть мировых выбросов связана с транспортом, производством электроэнергии и другими формами производства и использования энергии.
• Концентрации парниковых газов в атмосфере. Концентрации углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере увеличились с начала индустриальной эры. Почти все это увеличение связано с деятельностью человека. ² Исторические измерения показывают, что текущие глобальные концентрации углекислого газа в атмосфере беспрецедентны по сравнению с прошлыми 800 000 лет, даже с учетом естественных колебаний.
• Воздействие климата. Под воздействием климата понимается изменение в энергетическом балансе Земли, которое со временем приводит либо к потеплению, либо к охлаждению. Повышение концентрации парниковых газов в атмосфере оказывает положительное воздействие на климат или эффект потепления. С 1990 по 2019 год общий эффект потепления от парниковых газов, добавленных человеком в атмосферу Земли, увеличился на 45 процентов. Эффект потепления, связанный только с углекислым газом, увеличился на 36 процентов.

Начало страницы

Основные долгоживущие парниковые газы и их характеристики

Парниковый газ	Как производится	Среднее время жизни в атмосфере	100-летний потенциал глобального потепления
Двуокись углерода	Выбрасывается в основном при сжигании ископаемого топлива (нефти, природного газа и угля), твердых отходов, деревьев и изделий из древесины. Изменения в землепользовании также играют роль.Вырубка лесов и деградация почвы приводят к увеличению количества углекислого газа в атмосфере, в то время как возобновление роста лесов уносит его из атмосферы.	см. Ниже *	1
Метан	Выбросы при добыче и транспортировке нефти и природного газа, а также угля. Выбросы метана также являются результатом животноводства и ведения сельского хозяйства, а также анаэробного разложения органических отходов на полигонах твердых бытовых отходов.	12.4 года **	28–36
Закись азота	Выбросы при сельскохозяйственной и промышленной деятельности, а также при сжигании ископаемого топлива и твердых отходов.	121 год **	265–298
Фторированные газы	Группа газов, содержащих фтор, включая гидрофторуглероды, перфторуглероды и гексафторид серы, а также другие химические вещества. Эти газы выбрасываются в результате различных промышленных процессов, коммерческого и бытового использования и не возникают в природе.Иногда используется как заменитель озоноразрушающих веществ, таких как хлорфторуглероды.	От нескольких недель до тысяч лет	Варьируется (самое высокое — гексафторид серы — 23 500)

Источники данных о выбросах парниковых газов в США

EPA имеет две ключевые программы, которые предоставляют данные о выбросах парниковых газов в Соединенных Штатах: Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США и Программа отчетности по парниковым газам.Эти программы дополняют друг друга, обеспечивая как более высокий уровень общих выбросов в стране, так и подробную информацию об источниках и типах выбросов от отдельных предприятий. Данные в индикаторе выбросов парниковых газов в США, подготовленном Агентством по охране окружающей среды, взяты из национальной инвентаризации.

Реестр выбросов и стоков парниковых газов Агентства по охране окружающей среды

EPA составляет годовой отчет под названием «Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США» (или «Реестр парниковых газов»). В этом отчете отслеживаются тенденции общего годового U.S. выбросы с разбивкой по источникам (или поглотителям), экономическому сектору и парниковым газам с 1990 года. EPA использует национальные энергетические данные, данные о национальной сельскохозяйственной деятельности и другую национальную статистику для обеспечения всестороннего учета общих выбросов парниковых газов для всего человека. -сделанные источники в США. Эта инвентаризация соответствует обязательству страны по предоставлению ежегодного отчета о выбросах в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата.

Узнайте больше об инвентаризации и изучите данные с помощью интерактивных инструментов.

Программа отчетности по парниковым газам Агентства по охране окружающей среды

С 2010 года Программа отчетности по парниковым газам Агентства по охране окружающей среды собирает годовые данные о выбросах из промышленных источников, которые непосредственно выбрасывают большие количества парниковых газов. Как правило, предприятия, которые выбрасывают более 25 000 метрических тонн эквивалента углекислого газа в год, обязаны отчитываться. Программа также собирает данные от организаций, известных как «поставщики», которые поставляют определенные виды ископаемого топлива и промышленных газов, которые будут выбрасывать парниковые газы в атмосферу в случае их сжигания или выброса — например, от нефтеперерабатывающих заводов, поставляющих нефтепродукты, такие как бензин.Программа отчетности по парниковым газам требует только отчетности; это не программа контроля выбросов. Эта программа помогает EPA и общественности понять, откуда происходят выбросы парниковых газов, и улучшит нашу способность принимать обоснованные политические, деловые и регулирующие решения.

Узнайте больше о Программе отчетности о парниковых газах и изучите данные по предприятиям, отраслям, местоположениям или газам с помощью инструмента визуализации и отображения данных под названием FLIGHT. Вы также можете просмотреть выбросы в конкретных штатах или племенах, используя интерактивные информационные бюллетени, и загрузить подробные данные через базу данных Envirofacts Агентства по охране окружающей среды.

---

Список литературы

¹ IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.

² IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК.Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.

³ IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.

индикаторов изменения климата: атмосферные концентрации парниковых газов | Показатели изменения климата в США

Техническая документация

---

Список литературы

^1. USGCRP (Программа исследования глобальных изменений США). 2017. Специальный доклад по науке о климате: Четвертая национальная оценка климата, том I. Wuebbles, D.J., D.W. Фэи, К. Хиббард, Д.Дж. Доккен, Британская Колумбия Стюарт, Т. Мэйкок, ред. https://science2017.globalchange.gov. DOI: 10.7930 / J0J964J6.

^2. IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК.Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.

^3. USGCRP (Программа исследования глобальных изменений США). 2017. Специальный доклад по науке о климате: Четвертая национальная оценка климата, том I. Wuebbles, D.J., D.W. Фэи, К. Хиббард, Д.Дж. Доккен, Британская Колумбия Стюарт, Т. Мэйкок, ред. https://science2017.globalchange.gov. DOI: 10.7930 / J0J964J6.

^4. USGCRP (Программа исследования глобальных изменений США).2017. Специальный доклад по науке о климате: Четвертая национальная оценка климата, том I. Wuebbles, D.J., D.W. Фэи, К. Хиббард, Д.Дж. Доккен, Британская Колумбия Стюарт, Т. Мэйкок, ред. https://science2017.globalchange.gov. DOI: 10.7930 / J0J964J6.

^5. [см. Полный список ниже]

^6. [см. Полный список ниже]

^7. [см. Полный список ниже]

^8. AGAGE (Расширенный эксперимент по глобальным атмосферным газам). 2019. База данных ALE / GAGE ​​/ AGAGE. Обновлено 8 января 2019 г. Проверено в декабре 2020 г. http://agage.eas.gatech.edu/data_archive/global_mean.

^9. NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2019. Группа галоуглеродов и других микропримесей атмосферы (HATS). Обновлено в октябре 2019 г. По состоянию на январь 2021 г. ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/hats/Total_Cl_Br.

^10. Ригби, М.Обновление за 2017 г. данных, первоначально опубликованных в: Arnold, T., C.M. Harth, J. Mühle, A.J. Мэннинг, П. Саламе, Дж. Ким, Д.Дж. Айви, Л.П. Стил, В.В. Петренко, Ю.П. Северингхаус, Д. Баггенстос, Р.Ф. Вайс. 2013. Глобальные выбросы трифторида азота, оцененные на основе обновленных атмосферных измерений. P. Natl. Акад. Sci. США 110 (6): 2029–2034. Данные обновлены в декабре 2017 года.

^11. НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства). 2013. Данные — информационные продукты TOMS / SBUV TOR.По состоянию на ноябрь 2013 г. https://science-data.larc.nasa.gov/TOR/data.html.

^12. НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства). 2019. Объединенный набор данных по озону SBUV (MOD). Версия 8.6. Обновлено 20 ноября 2019 г. Проверено в декабре 2020 г. https://acd-ext.gsfc.nasa.gov/Data_services/merged/index.html

^13. НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства). 2020. Данные по тропосферному озону от AURA OMI / MLS. По состоянию на декабрь 2020 г.http://acdb-ext.gsfc.nasa.gov/Data_services/cloud_slice/new_data.html.

^14. МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.

Концентрации парниковых газов в атмосфере: цитаты для рисунков 1, 2 и 3

Рисунок 1

Антарктические ледяные керны: приблизительно 803719 г. до н.э. по 2001 г. н.э.
Bereiter, B., S. Eggleston, J. Schmitt, C. Nehrbass-Ahles, T.F. Stocker, H. Fischer, S. Kipfstuhl и J. Chappellaz. 2015. Пересмотр рекорда CO2 EPICA Dome C с 800 до 600 тыс. Лет до настоящего времени. Geophys. Res. Позволять. 42 (2): 542–549. www.ncdc.noaa.gov/paleo-search/study/17975.

Мауна-Лоа, Гавайи: с 1959 г. по CE 2019 г.
NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2020. Среднегодовые концентрации углекислого газа для Мауна-Лоа, Гавайи. Обновлено 23 сентября 2020 г.По состоянию на 29 декабря 2020 г. ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/products/trends/co2/co2_annmean_mlo.txt.

Барроу, Аляска: 1974 г. — н.э. — 2019 г. н.э.
Мыс Мататула, Американское Самоа: 1976 г. — 2019 г. н.э.
Южный полюс, Антарктика: 1976 г. — 2019 г. 2020. Среднемесячные концентрации углекислого газа для Барроу, Аляска; Мыс Мататула, Американское Самоа; и Южный полюс. Обновлено 26 августа 2020 г. Проверено 29 декабря 2020 г.ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/data/trace_gases/co2/in-situ/surface.

Кейп-Грим, Австралия: с 1977 г. по CE 2019 г.
CSIRO (Организация научных и промышленных исследований Содружества). 2020. Среднемесячные базовые (фоновые) концентрации углекислого газа, измеренные на базовой станции загрязнения воздуха на мысе Грим, Тасмания, Австралия. Обновлено в декабре 2020 г. По состоянию на 29 декабря 2020 г. http://capegrim.csiro.au/GreenhouseGas/data/CapeGrim_CO2_data_download.csv.

Шетландские острова, Шотландия: с 1993 г. по CE 2002 г.
Steele, L.П., П. Б. Круммель, Р.Л.Лангенфельдс. 2007. Концентрации CO2 в атмосфере (ppmv) получены из проб воздуха в колбах, собранных на мысе Грим, Австралия, и Шетландских островах, Шотландия. Организация Содружества научных и промышленных исследований. По состоянию на 20 января 2009 г. http://cdiac.esd.ornl.gov/ftp/trends/co2/csiro.

Остров Лампедуза, Италия: с 1993 г. по 2000 г. н.э.
Шамар, П., Л. Чиаталья, А. ди Сарра и Ф. Монтелеоне. 2001. Запись содержания углекислого газа в атмосфере по измерениям в колбах на острове Лампедуза.В: Тенденции: сборник данных о глобальных изменениях. Ок-Ридж, Теннесси: Министерство энергетики США. По состоянию на 14 сентября 2005 г. http://cdiac.ess-dive.lbl.gov/trends/co2/lampis.html

Рисунок 2

EPICA Dome C, Антарктида: приблизительно с 797 446 до н.э. по 1937 г. н.э.

Loulergue, L., A. Schilt, R. Spahni, V. Masson-Delmotte, T. Blunier, B. Lemieux, J.-M. Барнола, Д. Рейно, Т.Ф. Stocker, J. Chappellaz. 2008. Орбитальные характеристики и особенности атмосферного CH ₄ в масштабе тысячелетия за последние 800 000 лет.Природа 453: 383–386. www.ncdc.noaa.gov/paleo-search/study/6093.

Лоум Доум, Антарктида: приблизительно с 1008 года н.э. до 1980 года н.э.
Этеридж, Д.М., Л.П. Стил, Р.Дж. Фрэнси и Р.Л.Лангенфельдс. 2002. Исторические записи CH ₄ из кернов льда Антарктики и Гренландии, данные антарктического фирна и архивные пробы воздуха с мыса Грим, Тасмания. В: Тенденции: сборник данных о глобальных изменениях. Ок-Ридж, Теннесси: Министерство энергетики США. Доступ 13 сентября 2005 г.http://cdiac.ess-dive.lbl.gov/trends/atm_meth/lawdome_meth.html.

Кейп-Грим, Австралия: с 1985 г. по CE 2019 г.
CSIRO (Организация научных и промышленных исследований Содружества). 2020. Среднемесячные базовые (фоновые) концентрации метана, измеренные на базовой станции загрязнения воздуха на мысе Грим, Тасмания, Австралия. Обновлено в декабре 2020 г. По состоянию на 29 декабря 2020 г. http://capegrim.csiro.au/GreenhouseGas/data/CapeGrim_Ch5_data_download.csv.

Мауна-Лоа, Гавайи: с 1984 г. по CE 2019 г.
NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований).2020. Среднемесячные концентрации Ch5 для Мауна-Лоа, Гавайи. Обновлено 24 июля 2020 г. По состоянию на 29 декабря 2020 г. ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/data/trace_gases/ch5/flask/surface/ch5_mlo_surface-flask_1_ccgg_month.txt.

Шетландские острова, Шотландия: с 1993 г. по н.э. в 2001 г.
Steele, L.P., P.B. Круммель, Р.Л.Лангенфельдс. 2002. Запись метана в атмосфере с Шетландских островов, Шотландия (версия от октября 2002 г.). В: Тенденции: сборник данных о глобальных изменениях. Ок-Ридж, Теннесси: U.С. Министерство энергетики. По состоянию на 13 сентября 2005 г. http://cdiac.ess-dive.lbl.gov/trends/atm_meth/csiro/csiro-shetlandch5.html.

Рисунок 3

EPICA Dome C, Антарктида: приблизительно 796475 г. до н.э. по 1937 г. Stocker. 2010. Изменения концентрации закиси азота в атмосфере в ледниково-межледниковом и тысячелетнем масштабе за последние 800 000 лет. Quaternary Sci.Откровение 29: 182–192. www.ncdc.noaa.gov/paleo-search/study/8615.

Антарктида: приблизительно с 1903 г. по 1976 г. н.э.
Батл, М., М. Бендер, Т. Сауэрс, П. Танс, Дж. Батлер, Дж. Элкинс, Дж. Эллис, Т. Конвей, Н. Чжан, П. Ланг и А. Кларк. 1996. Концентрации атмосферных газов за последнее столетие, измеренные в воздухе фирном на Южном полюсе. Природа 383: 231–235. Данные доступны по адресу: https://daac.ornl.gov/cgi-bin/dsviewer.pl?ds_id=797.

Кейп-Грим, Австралия: с 1979 г. по CE 2019 г.
CSIRO (Организация научных и промышленных исследований Содружества).2020c. Среднемесячные базовые (фоновые) концентрации закиси азота, измеренные на базовой станции загрязнения воздуха на мысе Грим, Тасмания, Австралия. Обновлено в декабре 2020 г. По состоянию на 29 декабря 2020 г. http://capegrim.csiro.au/GreenhouseGas/data/CapeGrim_N2O_data_download.csv.

Южный полюс, Антарктида: с 1998 г. по н.э. по 2019 г. н.э.
Барроу, Аляска: с 1999 г. по н.э.
Мауна-Лоа, Гавайи: с 2000 г. по н.э. по 2019 г. н.э.
NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований).2020. Среднемесячные концентрации N2O для Барроу, Аляска; Мауна-Лоа, Гавайи; и Южный полюс. По состоянию на 29 декабря 2020 г. www.esrl.noaa.gov/gmd/hats/insitu/cats/cats_conc.html.

парниковый эффект | Определение, схема, причины и факты

Парниковый эффект , потепление поверхности Земли и тропосферы (нижнего слоя атмосферы), вызванное присутствием в воздухе водяного пара, двуокиси углерода, метана и некоторых других газов. . Из этих газов, известных как парниковые газы, водяной пар оказывает наибольшее влияние.

парниковый эффект на Земле

Парниковый эффект на Земле. Часть поступающего солнечного света отражается атмосферой и поверхностью Земли, но большая часть поглощается поверхностью, которая нагревается. Инфракрасное (ИК) излучение излучается с поверхности. Часть ИК-излучения уходит в космос, но часть поглощается парниковыми газами атмосферы (особенно водяным паром, углекислым газом и метаном) и переизлучается во всех направлениях, часть в космос, а часть обратно на поверхность, где она еще больше нагревает поверхность и нижняя атмосфера.

Британская энциклопедия, Inc.

Британская викторина

Изменение климата: факт или вымысел?

Что вызывает повышение кислотности океанов? Есть ли у растений и животных альтернативы миграции перед лицом изменения климата? В этой викторине нужно отделить факты от вымысла.

Происхождение термина парниковый эффект неясно.Французского математика Жозефа Фурье иногда называют первым, кто придумал термин парниковый эффект , основываясь на его заключении 1824 года о том, что атмосфера Земли функционирует аналогично «горячему ящику», то есть гелиотермометру (изолированному деревянному ящику с крышкой изготовлен из прозрачного стекла), разработанный швейцарским физиком Горацием Бенедиктом де Соссюром, который предотвращал смешивание холодного воздуха с теплым. Фурье, однако, не использовал термин парниковый эффект и не считал, что атмосферные газы поддерживают тепло на Земле.Шведскому физику и физическому химику Сванте Аррениусу приписывают происхождение этого термина в 1896 году, когда он опубликовал первую правдоподобную климатическую модель, которая объяснила, как газы в атмосфере Земли удерживают тепло. Аррениус впервые обращается к этой «тепличной теории» атмосферы, которая позже будет известна как парниковый эффект, в своей работе Worlds in the Making (1903).

Атмосфера позволяет большей части видимого солнечного света проходить и достигать поверхности Земли.Поскольку поверхность Земли нагревается солнечным светом, она излучает часть этой энергии обратно в космос в виде инфракрасного излучения. Это излучение, в отличие от видимого света, обычно поглощается парниковыми газами в атмосфере, повышая ее температуру. Нагретая атмосфера, в свою очередь, излучает инфракрасное излучение обратно к поверхности Земли. (Несмотря на название, парниковый эффект отличается от потепления в теплице, где стеклянные панели пропускают видимый солнечный свет, но удерживают тепло внутри здания, задерживая теплый воздух.)

Без нагрева, вызванного парниковым эффектом, средняя температура поверхности Земли была бы всего около –18 ° C (0 ° F). На Венере очень высокая концентрация углекислого газа в атмосфере вызывает сильный парниковый эффект, в результате чего температура поверхности достигает 450 ° C (840 ° F).

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Изучение влияния увеличения концентрации углекислого газа на атмосферу Земли и растительный мир.

Обзор роли парниковых газов в изменении климата Земли.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

Хотя парниковый эффект является естественным явлением, возможно, что этот эффект может быть усилен выбросом парниковых газов в атмосферу в результате деятельности человека. С начала промышленной революции до конца 20 века количество углекислого газа в атмосфере увеличилось примерно на 30 процентов, а количество метана — более чем вдвое.Ряд ученых предсказали, что связанное с деятельностью человека увеличение содержания углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере может привести к концу 21 века к повышению средней глобальной температуры на 3–4 ° C (5,4–7,2 ° F) относительно к среднему показателю 1986–2005 гг. Это глобальное потепление может изменить климат Земли и тем самым привести к новым моделям и экстремальным явлениям засухи и дождя и, возможно, нарушить производство продуктов питания в некоторых регионах.

Фактов — Изменение климата: жизненно важные признаки планеты

›на испанском языке

Ученые связывают тенденцию глобального потепления, наблюдаемую с середины 20-го ^-го -го века, с распространением человеком «парникового эффекта» ¹ — потепления, которое возникает, когда атмосфера улавливает тепло, излучаемое от Земли в космос.

Определенные газы в атмосфере блокируют выход тепла. Долгоживущие газы, которые полупостоянно остаются в атмосфере и не реагируют физически или химически на изменения температуры, описываются как «вызывающие» изменение климата. Газы, такие как водяной пар, которые физически или химически реагируют на изменения температуры, рассматриваются как «обратная связь».

К газам, способствующим парниковому эффекту, относятся:

• Водяной пар. Самый распространенный парниковый газ, но, что немаловажно, он действует как обратная связь с климатом.Водяной пар увеличивается по мере того, как атмосфера Земли нагревается, но вместе с тем увеличивается вероятность появления облаков и осадков, что делает их одними из наиболее важных механизмов обратной связи с парниковым эффектом.

• Двуокись углерода (CO ₂ ). Небольшой, но очень важный компонент атмосферы, углекислый газ выделяется в результате естественных процессов, таких как дыхание и извержения вулканов, а также в результате деятельности человека, такой как вырубка лесов, изменение землепользования и сжигание ископаемого топлива.С начала промышленной революции люди увеличили концентрацию CO ₂ в атмосфере на 47%. Это важнейшее долгоживущее «форсирование» изменения климата.

• Метан. Углеводородный газ, производимый как из природных источников, так и в результате деятельности человека, включая разложение отходов на свалках, в сельском хозяйстве и особенно при выращивании риса, а также при переваривании жвачных животных и использовании навоза, связанном с домашним скотом. С точки зрения молекулы за молекулу, метан является гораздо более активным парниковым газом, чем углекислый газ, но также и тем, которого в атмосфере гораздо меньше.

• Закись азота. Мощный парниковый газ, производимый методами обработки почвы, особенно использованием коммерческих и органических удобрений, сжиганием ископаемого топлива, производством азотной кислоты и сжиганием биомассы.

• Хлорфторуглероды (ХФУ). Синтетические соединения полностью промышленного происхождения, используемые в ряде приложений, но в настоящее время в значительной степени регулируются в производстве и выбросе в атмосферу международным соглашением из-за их способности вносить вклад в разрушение озонового слоя.Они также являются парниковыми газами.

Недостаточно парникового эффекта: У планеты Марс очень тонкая атмосфера, почти полностью состоящая из углекислого газа. Из-за низкого атмосферного давления и почти полного отсутствия метана или водяного пара, усиливающих слабый парниковый эффект, Марс имеет в значительной степени замороженную поверхность, на которой нет никаких признаков жизни. Слишком сильный парниковый эффект: Атмосфера Венеры, как и Марса, почти полностью состоит из углекислого газа. Но на Венере в атмосфере примерно в 154 000 раз больше углекислого газа, чем на Земле (и примерно в 19 000 раз больше, чем на Марсе), что создает неконтролируемый парниковый эффект и температуру поверхности, достаточную для плавления свинца.

На Земле деятельность человека меняет естественную теплицу. За последнее столетие сжигание ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть, увеличило концентрацию двуокиси углерода в атмосфере (CO ₂ ). Это происходит потому, что в процессе сжигания угля или масла углерод соединяется с кислородом воздуха, образуя CO ₂ . В меньшей степени расчистка земель для сельского хозяйства, промышленности и другой деятельности человека увеличила концентрацию парниковых газов.

Последствия изменения естественного парникового эффекта в атмосфере трудно предсказать, но некоторые эффекты кажутся вероятными:

• В среднем Земля потеплеет.Некоторые регионы могут приветствовать более высокие температуры, а другие — нет.

• Более теплые условия, вероятно, приведут к большему испарению и выпадению осадков в целом, но отдельные регионы будут отличаться, некоторые из них станут более влажными, а другие более сухими.

• Более сильный парниковый эффект нагреет океан и частично растает ледники и ледяные щиты, повышая уровень моря. Вода в океане также расширится, если нагреется, что будет способствовать дальнейшему повышению уровня моря.

• За пределами теплицы более высокие уровни содержания двуокиси углерода в атмосфере (CO ₂ ) могут иметь как положительные, так и отрицательные последствия для урожайности сельскохозяйственных культур.Некоторые лабораторные эксперименты показывают, что повышенные уровни CO ₂ могут увеличить рост растений. Однако другие факторы, такие как изменение температуры, озона, воды и ограничений по питательным веществам, могут более чем противодействовать любому потенциальному увеличению урожайности. Если оптимальные температурные диапазоны для некоторых культур превышаются, возможный ранее прирост урожайности может быть снижен или полностью обращен вспять.

  Экстремальные климатические явления, такие как засухи, наводнения и экстремальные температуры, могут привести к потере урожая и поставить под угрозу средства к существованию сельскохозяйственных производителей и продовольственную безопасность сообществ во всем мире.В зависимости от урожая и экосистемы, сорняки, вредители и грибы также могут процветать при более высоких температурах, более влажном климате и повышенных уровнях CO ₂ , а изменение климата, вероятно, приведет к увеличению количества сорняков и вредителей.

  Наконец, хотя повышение CO ₂ может стимулировать рост растений, исследования показали, что он также может снизить питательную ценность большинства пищевых культур за счет снижения концентрации белка и основных минералов в большинстве видов растений. Изменение климата может вызвать появление новых видов вредителей и болезней, влияющих на растения, животных и людей, и создавая новые риски для продовольственной безопасности, безопасности пищевых продуктов и здоровья человека. ²

Роль человеческой деятельности

В своем Пятом оценочном докладе Межправительственная группа экспертов по изменению климата, группа из 1300 независимых научных экспертов из стран всего мира под эгидой Организации Объединенных Наций, пришла к выводу, что с вероятностью более 95% деятельность человека за последние 50 годы согрели нашу планету.

Промышленная деятельность, от которой зависит наша современная цивилизация, повысила уровень углекислого газа в атмосфере с 280 частей на миллион до 414 частей на миллион за последние 150 лет.Группа также пришла к выводу, что вероятность того, что произведенные человеком парниковые газы, такие как углекислый газ, метан и закись азота, превышает 95 процентов, вызвала большую часть наблюдаемого повышения температуры Земли за последние 50 лет.

Полный отчет группы «Резюме для политиков» доступен по адресу https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_summary-for-policymakers.pdf .

Солнечное излучение

На приведенном выше графике сравниваются глобальные изменения температуры поверхности (красная линия) и энергия Солнца, которую Земля получает (желтая линия) в ваттах (единицах энергии) на квадратный метр с 1880 года.Более светлые / тонкие линии показывают годовые уровни, а более жирные / более толстые линии показывают средние тенденции за 11 лет. Средние значения за одиннадцать лет используются для уменьшения годового естественного шума в данных, делая основные тенденции более очевидными.

Количество солнечной энергии, которую получает Земля, соответствует естественному 11-летнему циклу Солнца, состоящему из небольших подъемов и падений, без какого-либо чистого увеличения с 1950-х годов. За тот же период глобальная температура заметно повысилась. Поэтому крайне маловероятно, что Солнце вызвало наблюдаемую тенденцию глобального потепления за последние полвека.Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калтех.

Разумно предположить, что изменения в выходной энергии Солнца вызовут изменение климата, поскольку Солнце является фундаментальным источником энергии, который управляет нашей климатической системой.

Действительно, исследования показывают, что изменчивость солнечной активности сыграла роль в прошлых изменениях климата. Например, считается, что снижение солнечной активности в сочетании с увеличением вулканической активности способствовало возникновению Малого ледникового периода примерно между 1650 и 1850 годами, когда Гренландия остыла с 1410 до 1720-х годов и в Альпах поднялись ледники.

Но несколько линий доказательств показывают, что нынешнее глобальное потепление нельзя объяснить изменениями энергии Солнца:

• С 1750 года среднее количество энергии, исходящей от Солнца, либо оставалось постоянным, либо немного увеличивалось.

• Если бы потепление было вызвано более активным Солнцем, то ученые ожидали бы увидеть более высокие температуры во всех слоях атмосферы. Вместо этого они наблюдали похолодание в верхних слоях атмосферы и потепление на поверхности и в нижних частях атмосферы.Это потому, что парниковые газы удерживают тепло в нижних слоях атмосферы.

• Климатические модели, которые включают изменения солнечного излучения, не могут воспроизвести наблюдаемую тенденцию температуры за последнее столетие или более без учета роста парниковых газов.

Что такое парниковый эффект?

Краткий ответ:

Парниковый эффект — это процесс, который происходит, когда газы в атмосфере Земли удерживают тепло Солнца.Этот процесс делает Землю намного теплее, чем она была бы без атмосферы. Парниковый эффект — одна из вещей, которые делают Землю комфортным местом для жизни.

Посмотрите это видео, чтобы узнать о парниковом эффекте!

Как работает парниковый эффект?

Как можно догадаться из названия, парниковый эффект работает… как оранжерея! Теплица — это здание со стеклянными стенами и стеклянной крышей.Теплицы используются для выращивания растений, таких как помидоры и тропические цветы.

Внутри теплицы остается тепло даже зимой. Днем в теплицу попадает солнечный свет, который согревает растения и воздух внутри. Ночью на улице холоднее, но внутри теплицы остается довольно тепло. Это потому, что стеклянные стены теплицы задерживают солнечное тепло.

Теплица улавливает солнечное тепло в течение дня. Его стеклянные стены задерживают солнечное тепло, благодаря чему растения в теплице остаются в тепле даже в холодные ночи.Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

.

Парниковый эффект действует примерно так же на Земле. Газы в атмосфере, такие как углекислый газ, улавливают тепло, как стеклянная крыша теплицы. Эти удерживающие тепло газы называются парниковыми газами.

Днем сквозь атмосферу просвечивает Солнце. Поверхность Земли нагревается на солнце. Ночью поверхность Земли охлаждается, возвращая тепло в воздух. Но часть тепла задерживается парниковыми газами в атмосфере.Это то, что сохраняет на нашей Земле тепло и уют в среднем 14 градусов по Цельсию.

Атмосфера Земли улавливает часть солнечного тепла, не позволяя ему уйти обратно в космос ночью. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

.

Как люди влияют на парниковый эффект?

Деятельность человека меняет естественный парниковый эффект Земли. При сжигании ископаемого топлива, такого как уголь и нефть, в нашу атмосферу попадает больше углекислого газа.

НАСА зафиксировало увеличение количества углекислого газа и некоторых других парниковых газов в нашей атмосфере.Слишком много этих парниковых газов может привести к тому, что атмосфера Земли будет улавливать все больше и больше тепла. Это заставляет Землю нагреваться.

Что снижает парниковый эффект на Земле?

Как и стеклянная оранжерея, земная оранжерея полна растений! Растения могут помочь сбалансировать парниковый эффект на Земле. Все растения — от гигантских деревьев до крошечного фитопланктона в океане — поглощают углекислый газ и выделяют кислород.

Океан также поглощает из воздуха много избыточного углекислого газа.К сожалению, увеличение содержания углекислого газа в океане изменяет воду, делая ее более кислой. Это называется закислением океана.

Более кислая вода может быть вредной для многих морских обитателей, например, некоторых моллюсков и кораллов. Потепление океанов из-за слишком большого количества парниковых газов в атмосфере также может быть вредным для этих организмов. Более теплая вода — основная причина обесцвечивания кораллов.

На этой фотографии изображен обесцвеченный мозговой коралл. Основная причина обесцвечивания кораллов — потепление океанов.Подкисление океана также отрицательно сказывается на сообществах коралловых рифов. Кредит: NOAA

.

Влияние парниковых газов на климат

Выбросы парниковых газов и концентрация в атмосфере увеличились за последние 150 лет

Выбросы нескольких важных парниковых газов в результате деятельности человека значительно увеличились с тех пор, как в середине 1800-х годов началась крупномасштабная индустриализация. Большая часть этих антропогенных выбросов парниковых газов связана с углекислым газом (CO2) в результате сжигания ископаемого топлива.

Концентрации CO2 в атмосфере естественным образом регулируются многими процессами, которые являются частью глобального углеродного цикла . В потоке или движении углерода между атмосферой и земной сушей и океанами преобладают естественные процессы, такие как фотосинтез растений. Хотя эти естественные процессы могут поглощать часть антропогенных выбросов CO2, производимых каждый год (измеренных в эквиваленте углерода), начиная примерно с 1950 года выбросы CO2 стали превышать способность этих процессов поглощать углерод.

Этот дисбаланс между выбросами парниковых газов и способностью природных процессов поглощать эти выбросы привел к постоянному увеличению концентрации парниковых газов в атмосфере. С середины 1800-х годов концентрация CO2 в атмосфере увеличилась примерно на 40%.

Парниковые газы нагревают планету

Ученые практически наверняка знают, что увеличение концентрации парниковых газов имеет тенденцию нагревать планету.В компьютерных моделях растущие концентрации парниковых газов со временем приводят к увеличению средней температуры поверхности Земли. Повышение температуры может вызвать изменения в характере осадков, силе штормов и уровне моря. В совокупности это обычно называют изменением климата .

Оценки Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) показывают, что климат Земли потеплел на 0,85 градуса по Цельсию (1,53 градуса по Фаренгейту) в период с 1880 по 2012 год и что деятельность человека, влияющая на атмосферу, вероятно, является важным движущим фактором.В Пятом оценочном докладе МГЭИК (Резюме для политиков) говорится: «Влияние человека было обнаружено в потеплении атмосферы и океана, в изменениях в глобальном круговороте воды, в сокращении количества снега и льда, в повышении среднего глобального уровня моря и в изменениях некоторых экстремальных климатических явлений. Весьма вероятно, что влияние человека было доминирующей причиной наблюдаемого потепления с середины 20 века ».

В 2018 году ископаемое топливо было источником около 80% U.S. потребление первичной энергии и около 93% от общего объема выбросов углекислого газа в США в результате деятельности человека.

Позднее в отчете говорится: «Весьма вероятно, что более половины наблюдаемого повышения средней глобальной приземной температуры с 1951 по 2010 год было вызвано антропогенным увеличением концентрации парниковых газов и другими антропогенными воздействиями вместе взятыми».

В отчете также говорится: «Концентрации CO2, Ch5 и N2O в настоящее время значительно превышают самые высокие концентрации, зарегистрированные в ледяных кернах за последние 800000 лет.Средние темпы увеличения атмосферных концентраций за последнее столетие с очень высокой степенью достоверности являются беспрецедентными за последние 22 000 лет ».

Последнее обновление: 7 декабря 2020 г.

A Вопросы и ответы о тепличном утеплении | Последствия парникового потепления для политики: смягчение последствий, адаптация и научная база

Стр. 666

в условиях вегетационного периода и, вероятно, лучше прокси для летних температур, чем зимние.Смета на Особенно неоднозначен период плиоцена.

6. Какие природные явления влияют на климат в долгосрочной перспективе? запустить?

В геологической шкале времени многие вещи влияют на климат:

• Изменения в солнечной энергии

• Изменения орбитальной траектории Земли

• Изменения в распределении суши и океана (тектоническая плита движения и связанные с ними изменения в географии гор, океана циркуляции и уровня моря)

• Изменение отражательной способности земной поверхности

• Изменения атмосферных концентраций следовых газов (особенно СО2 и Ч5)

• Изменения катастрофического характера (например, удары метеоров. или продолжительные извержения вулканов)

7.Что означает «время жизни в атмосфере» и «тонет»?

Эти концепции можно проиллюстрировать ссылкой на то, что называется «углеродный цикл». Когда CO2 выбрасывается в атмосферу, он движется между четырьмя основными поглотителями, или бассейны накопленного углерода: атмосфера, океаны, почва и биомасса земли (растения и животные). Движение СО2 между этими стоками не очень хорошее. понял. Около 45 процентов общих выбросов CO2 в результате деятельности человека с доиндустриальной раз отсутствует в текущем учете CO2 в атмосфере, океанах, почве и биомасса.Было предложено три возможных поглотителя этого недостающего CO2. Во-первых, в океаны могло быть поглощено больше CO2. чем считалось. Во-вторых, хранение CO2 в наземных растениях может быть больше. чем предполагалось. В-третьих, большее количество CO2 может были впитаны непосредственно в почву, чем предполагалось. Тем не мение, нет прямых доказательств любого из этих объяснений с учетом всего недостающего СО2. CO2 в атмосфере относительно «долгоживущим» в том смысле, что он не легко распадается на составные части.Ch5, напротив, разлагается в атмосфере примерно за 10 лет. Парниковый газ с самым большим временем жизни в атмосфере (кроме СО2), ХФУ-115 имеет средний атмосферный Срок службы около 400 лет. Общий вклад теплицы газов для глобального потепления зависит от их атмосферного времени жизни, так как а также их способность улавливать радиацию. Таблица A.1 показывает соответствующие характеристики основных парниковых газов.

8. Все ли парниковые газы имеют одинаковый эффект?

Каждый газ имеет различные радиационные свойства, атмосферный химический состав, типичное время жизни в атмосфере и атмосферный концентрация.Например, CFC-12 примерно в 15800 раз больше эффективная молекула для молекулы при улавливании тепла, чем CO2. Поскольку CFC-12 — это большой, тяжелый молекула с множеством атомов и

.