Вопрос 18

Глобальные экологические проблемы атмосферы. Потепление климата.

Источник: методичка «Глобальные проблемы атмосферы».

Ответ:

Глобальные экологические проблемы атмосферы:

1. Общее загрязнение атмосферы.

2. Потепление климата, или парниковый эффект.

3. Кислотные осадки.

4. Озоновые дыры, или истощение озонового слоя.

Причины потепления климата:

1) Природные причины, связанные с цикличностью процессов в космосе и на Земле:

• инверсия магнитного поля – перемещение магнитных полюсов и резонансные процессы. В последнее время геофизики отмечают ускорение движения полюсов (раньше – 2-3 см/год, теперь – 17 км/год). Северный магнитный полюс, расположенный в Южном полушарии, за 100 лет сместился на 900 км и вышел в Индийский океан. В период 1973-94 гг. он сместился на 270 км.

Магнитные полюса отвечают за движение воздушных и водных масс (облака, течения). Возрастает значение мировых магнитных аномалий: Канадской, Восточно-Сибирской, Бразильской и Антарктической.

• климатические преобразования. Климат характеризуется нарастающей неустойчивостью и контрастностью. Теория парниковых газов не может объяснить климатических преобразований.

Климат регулируется следующими процессами: новым перераспределением озона; попаданием радиационного материала; процессами, протекающими в ионосфере; сопряжением магнитных и тепловых полей Земли. Последствия изменения климата проявляются в резком возрастании числа метеокатастроф. С 1973 по 1993 год, их число увеличилось в 4 раза. Общая антропогенная активность накладывается на природные процессы: выработка человеком электроэнергии достигла величины, равной тратам Земли на землетрясения, геомагнитные бури, тепловое излучение. Отмечается сильное техногенное воздействие на электромагнитный каркас Земли.

2) Антропогенные причины: загрязнение атмосферы природными веществами и ксенобиотиками, нарушающими оптические свойства атмосферы. Причина нарушения климата связана с увеличением концентрации некоторых газов в атмосфере, способных поглощать инфракрасное излучение. Они не позволяют ему рассеяться в космическом пространстве, нагреваются сами и нагревают атмосферу в целом. Эти газы получили название "парниковые". Согласно Киотскому протоколу, это вещества углекислый газ (СО₂), метан (СН₄), оксид азота (I) (N₂O), гидрофторуглероды (ГФУ), перофторуглероды (ПФУ), гексафторид серы (SF₆).

• СО₂. Ежегодно в атмосферу выбрасывается 8 млрд. т. В силу роста промышленности Китая и Индии, предполагается ежегодный прирост 2,5%. Источники поступления СО₂ в атмосферу:

1. сжигание органического топлива;

2. уничтожение тропических лесов;

3. окисление органического вещества почвы.

• СН₄. Дает парниковый эффект в 62 раза больший, чем СО₂. За последние 250 лет его концентрация увеличилась в 2,5 раза. Источники поступления метана в атмосферу:

1. рисовые поля;

2. свалки;

3. животноводческие фермы;

4. болота;

5. деятельность вулканов.

• N₂О. В 300 раз мощнее СО₂. Молекулы не распадаются Источники поступления N₂О в атмосферу:

1. удобрения;

2. сельскохозяйственная деятельность;

3. вырубка леса;

4. автомобильные выхлопы.

• фреоны (SF₆ и ГФУ) в 1000 раз сильнее СО₂. Средний период жизни молекулы – 120 лет. Источники поступления:

1. старые холодильники;

2. производство пористой пластмассы;

3. фреоны в качестве растворителей в электронной промышленности для промывки микросхем;

4. носители в аэрозольных баллончиках.

Факты, свидетельствующие о потеплении климата:

1) Результаты анализа пузырьков воздуха, взятые из толщи полярных льдов.

2) За последние 100 лет в Альпах толщина ледового покрытия уменьшилась в 2 раза.

3) Спутниковые съемки показали уменьшение высоты снежного покрова в Северном полушарии.

4) За 100 лет уровень мирового океана поднялся на 20 см, а в тропических широтах океан прогрелся на 0,5°С.

5) В Антарктиде, скорость нарастания ледового покрытия изменилась, откалываются огромные айсберги. В океанических водах Антарктиды наблюдается рост числа видов (1964 г. – 700 видов; 1990 г. – 17,5 тыс. видов). В Арктике летом открылся ледовый путь.

Масштабы потепления климата

На конференции Рио-92 были спрогнозированы следующие изменения климата к 2000 году. Произойдет потепление:

• у полюсов: +8-10°С;

• в средних широтах: +3-4°С;

• в экваториальных районах: +1-2°С.

Возможные последствия потепления климата:

1) Изменение погоды. Циклоны могут выйти за пределы тропической зоны и достигнуть Европы и Средиземного моря. В последние годы из-за мягких зим ослабел антициклон, сдерживавший ветра с Атлантического океана. В результате, Европу стали чаще посещать зимние бури, ураганы. Потепление также влияет на формирование облаков, что отразится на распределении солнечной радиации.

2) Изменение водного режима (испарение и осадки). Более сильное потепление на полюсах изменит циркуляцию в атмосфере и, следовательно, распределение осадков. Распределение влаги на планете будет происходить неравномерно. В одних районах осадков будет выпадать больше (Северная Африка, здесь пустыни), в других - меньше (Канада, США). В Европе изменятся пропорции между дождями и снегом. Сильно пострадает сельское хозяйство.

3) Изменение условий существования биоты. Многие виды окажутся неспособными приспособиться к резким изменениям условий жизни, они не успеют даже мигрировать в сторону полюсов. Так как деревья и растения могут существовать в очень узких пределах температуры и влажности, то они просто погибнут и маловероятно, что их быстро заменят новые виды.

4) Изменение уровня океанов и морей. Уровень моря, океана может подняться весьма значительно, до 1 - 2 м. Многие местности Бангладеш (1/3 территории), Египет (дельта Нила), северное побережье Мексиканского залива могут оказаться поглощенными водой. Дельты рек и местности, расположенные в низинах, пострадают от повышения уровня воды за счет оседания земли вследствие местных и глобальных тектонических сдвигов. Американцы подсчитали, что повышение уровня морей обошлось бы для США в 100 млрд. долл., необходимых для строительства защитных дамб и переноса многих объектов.

В густонаселенных районах Азии дельты и поймы рек используют для выращивания риса, следовательно, в этих странах может обостриться проблема снабжения продовольствием. На прибрежных территориях во всем мире произойдут наводнения, пропитывание почвы солями и засорение канализационными токсичными отбросами. Появятся десятки миллионов экологических беженцев. Произойдет массовая миграция населения, массовое социальное потрясение людей, переселяющихся в зоны без сложившейся инфраструктуры.

5) Возникновение дестабилизирующих контуров обратной связи. Оттаивание вечной мерзлоты на севере и востоке России может привести к возрастанию территориальной нестабильности, эрозии почвы и оползням. Это затруднит работу промышленных сооружений, возведенных на ней. Оттаявшие почвы тундры могут высвободить огромные количества замороженного (в виде гидрата) метана – газа, вызывающего парниковый эффект, что приведет к еще большему потеплению, дальнейшему оттаиванию почв и выделению еще большего количества метана. Погибнут огромные лесные массивы, в процессе их разложения и сгорания в атмосферу поступит значительное количество углекислого газа.

Обнадеживающие факторы, смягчающие потепление:

1. Увеличение содержания СО₂ в атмосфере положительно влияет на рост растений, которые препятствуют испарению влаги.

2. Современные исследования не подтвердили угрозы массового таяния антарктических льдов и катастрофического повышения уровня Мирового океана.

3. Антропогенная запыленность образует облака, сокращает доступ ультрафиолетовых лучей из космоса, следовательно, препятствует потеплению.

Общие принципы преодоления катастрофы:

1. Энергосбережение;

2. Разработка и внедрение альтернативных источников энергии, в которых не используется органическое топливо;

3. Увеличение к.п.д. используемого горючего, работающего на ископаемом топливе;

4. Использование новых двигателей;

5. Прекращение уничтожения тропических лесов;

6. Введение «зеленых налогов».