2. Изменение климата

К настоящему времени деятельность человека значительно влияет на состав воздуха планеты и приводит прежде всего к созданию парникового эффекта, т.е. к увеличению содержания в нем парниковых газов. Эти газы, будучи прозрачными для коротковолнового солнечного излучения, плохо пропускают длинноволновые излучения, испускаемые при отражении земной поверхностью обратно в космическое пространство. В последние десятилетия проблема потепления стала принимать глобальное очертание.

Улавливание тепла парниковыми газами.

Световая энергия проникает сквозь атмосферу, поглощается поверхностью земли, преобразуется в ее тепловую энергию и выделяется в виде инфракрасного излучения.

Однако углекислый газ и некоторые другие газы, называемые парниковыми, в отличии от других природных компонентов атмосферы его поглощает. При этом они нагреваются и в свою очередь нагревают атмосферу в целом. Значит, чем больше в ней парниковых газов, тем больше инфракрасных лучей будет поглощено, тем теплее она станет. Температура и климат, к которому мы привыкли, обеспечиваются концентрацией углекислого газа в атмосфере на уровне 0,03%.

Основной примесный газ, создающий ПЭ – диоксид углерода (СО₂). Причинами роста концентрации СО₂ в атмосфере являются выброс диоксида углерода промышленными предприятиями, работающими на углеводородном сырье (топливе), а также снижение интенсивности его поглощения биотой наземных экосистем, прежде всего лесами, в связи с интенсивной вырубкой. Ежегодно в атмосферу поступает около 8 млн. т СО₂ (сжигание угля, нефти, природного газа).

Другим газом является метан СН₄. Рост его концентрации в воздухе связан с деятельностью особых бактерий, разлагающих в анаэробных условиях углеводы. Метан образуется в кучах компоста, на свалках, а также при добычи ископаемого топлива.

Помимо СО₂ и СН₄ к парниковым газам относятся хлорфторуглероды (фреоны) и их заменители, NО_х.

Парниковый эффект обусловлен прозрачностью атмосферы для теплового излучения солнца. Тепловое излучение поглощают СО₂, пары воды, озон (О₃), оксиды (NO_x) и хлорфторуглероды (ХФУ). Многие из них поглощают инфракрасное излучение в 50- 100 раз сильнее, чем СО₂.

Искусственный подогрев планеты зависит также от энергии, расходуемой человеком в различных сферах деятельности. Если потребление энергии будет расти такими же темпами, как сейчас (каждые 10-12 лет удваивается), то через 50- 60 лет температура в приземном слое атмосферы вследствие этого фактора заметно повысится. Это опаснее, чем рост парниковых газов, концентрация которых стабилизируется и уменьшится в связи с истощением запасов горючего и заменой его «чистыми» источниками энергии (солнечной, геотермальной, атомной).

Еще один важный фактор, влияющий на тепловой баланс - загрязнение мелкодисперсной пылью, которая образует пылевые облака на высоте 10-20 км. Они отражают солнечный свет, что ведет к понижению температуры. В настоящее время над северной частью Атлантического океана находятся мощные облака мелкодисперсных частиц, выброшенных индустриальными странами Европы. Пыль (в том числе зола, сажа, дым), образующаяся в результате хозяйственной деятельности человека, составляет около 10 % от ее глобальных выбросов.

За последние 20 лет температура повысилась, составив 0,4 ⁰С - это наивысший показатель за последние 100 лет. При таких темпах к середине этого столетия она может подняться на 1-1,5, а к концу века - на 1,5 - 4 ⁰С , что вызовет подъем уровня океана по разным оценкам от 0,3 до 1 м.

Вклады отдельных государств в глобальный антропогенный выброс двуокиси углерода (1988-1990) по опубликованным данным составляют:

США - 22 процента;

Россия - 11 процентов;

Китай - 10 процентов;

Германия - 4.8 процента;

Япония - 4.4 процента;

др. страны - 47.8 процента.

В настоящее время ожидаемыми последствиями потепления считаются:

• затопление обширных прибрежных густонаселенных зон и образование миллионов экологических беженцев; повышение уровня моря на 300-500 мм вызовет серьезные проблемы в странах, расположенных в низменных районах, и в ряде крупных городов (Амстердам, Венеция, Санкт-Петербург).

• необходимость большого объема дорогостоящих работ по оборудованию новых береговых зон;

- более сильное потепление на полюсах вызовет ослабление циркуляции атмосферы, что изменит распределение осадков – увеличение их количества в Северной Африке и уменьшение их количества в Северной Америке; Например в Северной Африке, их количество возрастет, и это будет полезно, однако в США и Канаде, где производится огромное количество пшеницы и кукурузы, количество осадков сократится примерно на 40 %.

• общее потепление во много раз превысит адаптационные способности многих природных сообществ. ПЭ может привести к быстрой гибели лесов и отдельных видов животных.

Стратегии борьбы с парниковым эффектом.

Мировая промышленность и транспортные средства настолько зависят от ископаемого топлива, что в обозримом будущем обильное поступление углекислого газа в атмосферу неизбежно. Однако существуют способы его уменьшить и со временем достичь равновесного состояния последней. Наиболее перспективны среди них:

- увеличение к.п.д. использования горючего на транспорте и другие типы экономии энергии, так как производство ее почти полностью основано на сжигании ископаемого топлива;

- разработка и внедрение солнечных и других бестопливных источников энергии;

- прекращение сведения лесов, особенно тропических;

- организация и поддержка кампаний по посадке деревьев.

Все эти действия способствуют решению и других природоохранных задач. Энергосбережение и развитие альтернативных способов производства энергии ведут к снижению загрязнения. Посадка деревьев и уход за ними, охрана почв и водных ресурсов, а также поддержание видового разнообразия живого. Все это необходимо, если мы стремимся к устойчивости биосферы.