Содержание.
Введение……………………………………………………………………2 – 3
1. Сущность и понятие парникового эффекта…………………………..4 - 10
1.1 Парниковый эффект……………………………………………………4 - 5
1.2 Парниковые газы……………………………………………………...6 - 10
2. Последствия парникового эффекта………………………………….11 - 12
3. Экологическое прогнозирование…………………………………….13 - 14
4. Пути снижения воздействия парникового эффекта на состояние климата Земли……………………………………………………………………..15 - 16
Заключение…………………………………………………………………...17
Список литературы…………………………………………………………..18
Приложение…………………………………………………………………..19
Введение.
Охрана окружающей природной среды и рациональное использование естественных ресурсов - одна из актуальных глобальных проблем современности. Ее решение неразрывно связано с борьбой за мир на Земле, за предотвращение ядерной катастрофы, разоружение, мирное сосуществование и взаимовыгодное сотрудничество государств.
Что-то неладное творится с погодой! Об этом разговаривают на скамейках старики. Об этом же рассуждают на своих семинарах и конференциях ученые. Старожилы с удивлением замечают, что перестали сбываться многочисленные народные приметы типа: «Если лето было холодным, то зима...» Словно в природе происходят процессы, которые уже не вписываются в прежние схемы и формулы. Аномальные и достаточно мощные обычные землетрясения, грандиозные наводнения и ураганы стали частыми гостями во многих странах мира, которые раньше о таких бедах знали лишь понаслышке.
Все мы в последние десятилетия наблюдаем резкое повышение температуры, когда зимой в место отрицательных температур, мы месяцами наблюдаем оттепели до 5 – 8 градусов тепла, а в летние месяцы – засухи и суховеи, иссушающие почву земли и ведущие к ее эрозии. Почему это происходит?
Ученые утверждают, что причиной, прежде всего, является губительная деятельность человечества, приводящая к глобальному изменению климата Земли.
Сжигание топлива в электростанциях, резкое увеличение количества отходов от производственной деятельности человека, увеличение автомобильного транспорта и как следствие увеличение выбросов углекислого газа в атмосферу Земли при резком сокращении лесопарковой зоны, привело к возникновению так называемого парникового эффекта Земли.
1. Сущность и понятие парникового эффекта.
1.1 Парниковый эффект.
Что, же происходит с климатом Земли?
Человеческая деятельность может привести к нагреву земного шара сверх предельно допустимых возможностей.
Есть противоположенные мнения, что климат Земли изменяется, наоборот, в сторону похолодания. И, вообще, в последние годы метеорологи разных стран приходят к выводу, что во всеобъемлющей системе погоды на земном шаре что-то расстроилось. По их мнению, климат на земле начинает меняться не в лучшую сторону. Некоторые метеорологи считают, что приближается всеобщая стихийная катастрофа, которую будет трудно предотвратить. Чего опасаться нам: засухи, не- урожая, голода или, наоборот, рассчитывать на постепенное улучшение погоды и возвращение к климатическим условиям первой половины 20-ого века, считающимся наилучшими в мировой истории.
Большинство ученых сходятся во мнении, что атмосфера тем не менее скорее не охлаждается, а нагревается. Причиной тому – грандиозные изменения, произведенные человеком. Сейчас, как утверждают метеорологи, человеческая деятельность становится все более важным фактором, влияющим на климатический баланс Земли. Причиной тому могут служить разные факторы, однако, многие ученые связывают это с парниковым эффектом.
Понятие парникового эффекта сначала появилось в физике. Оно было сформулировано Тиндаллом ещё в 1863 г. В 1896 г. Аррениус показал, что диоксид углерода, составляющий ничтожную часть атмосферы (примерно 0,03 %), поддерживает её температуру на 5-6 градусов С выше, чем если бы этот газ отсутствовал. В 1938 г. Каллендер впервые высказал предположение о возможном влиянии антропогенных выбросов углекислого газа на климат.
Парниковый эффект – это удержание значительной части тепловой энергии Солнца у земной поверхности, которое происходит за счёт повышения концентрации углекислого газа. Это происходит потому, что атмосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей поглощается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера. Другая часть лучей отражается от поверхности Планеты и это излучение поглощается молекулами углекислого газа, что способствует повышению средней температуры Планеты.
Действие парникового эффекта аналогично действию стекла в оранжерее или парнике ( от этого возникло название " парниковый эффект").
[4. стр. 85]
1.2 Парниковые газы.
Рассмотрим, что происходит с телами в стеклянной оранжерее. Излучение высокой энергии проникает в оранжерею через стекло. Оно поглощается телами внутри оранжереи. Затем они сами испускают излучение более низкой энергии, поглощаемое стеклом. Стекло посылает часть этой энергии обратно, снабжая объекты внутри дополнительным теплом. Точно таким же образом земная поверхность получает дополнительное тепло по мере того, как "парниковые" газы поглощают, а затем выделяют излучение более низкой энергии.
Газы, вызывающие своей повышенной концентрацией парниковый эффект, называют парниковыми газами. В основном это углекислый газ и водяной пар, но существуют и другие газы, поглощающие энергию, исходящую от Земли. Например, хлорфтор содержащие углеводородные газы, например, фреоны или хладоны, а также в незначительных количествах озон, метан, оксид азота. Концентрация этих газов в атмосфере также увеличивается. [стр. 180]
ПРИРОДНЫЙ ГАЗ.
Природный газ, используемый в энергетике, относится к невозобновляемым энергетическим ресурсам, в то же время это наиболее экологически чистый вид традиционного энергетического топлива. Природный газ на 98% состоит из метана,
остальные 2% приходятся на этан, пропан, бутан и некоторые другие вещества. При сжигании газа единственным действительно опасным загрязнителем атмосферы является смесь оксидов азота.
На тепловых электростанциях и в отопительных котельных, использующих, природный газ, выбросов углекислого газа, способствующего парниковому эффекту, вдвое меньше, чем на угольных энергетических установках, вырабатывающих тоже количество энергии.
Применение сжиженного и сжатого природного газа на автомобильном транспорте дает возможность значительно снизить загрязнение среды обитания и улучшить качество воздуха в городах, то есть "затормозить" парниковый эффект. По сравнению с нефтью, природный газ не дает такого загрязнения среды в процессе добычи и транспортировки к месту потребления.
Запасы природного газа в мире достигают 70 триллионов кубических метров. При сохранении нынешних объемов добычи их хватит более, чем на 100 лет. Газовые месторождения встречаются как отдельно, так и в соединении с нефтью, водой, а также в твердом состоянии (так называемые газогидратные скопления). Большинство месторождений природного газа располагаются в труднодоступных и экологически ранимых районах Заполярной тундры.
Хотя природный газ и не вызывает парниковый эффект, его можно отнести к "парниковым" газам, так как при его использовании выделяется углекислый газ, способствующий парниковому эффекту. [2. стр.73]
УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ.
Диоксид углерода СО2 образуется при полном окислении кислородосодержащего топлива. Попавший в атмосферу СО2 остаётся в ней в среднем 2-4 года. За это время он повсеместно распространяется по земной поверхности. Влияние СО2 выражается не только в токсическом действии на живые организмы, но и в способности поглощать инфракрасные лучи. При нагревании земной поверхности солнечными лучами часть тепла в виде инфракрасного излучения отражается обратно в мировое пространство. Отраженное тепло частично перехватывается газами, поглощающими инфракрасное излучение. Если это явление происходит в тропосфере, то наблюдающийся рост температуры может приводить к климатическим изменениям – парниковому эффекту. Именно выбросы СО2 в значительной степени определяют процесс потепления климата. [1. стр.135]
При горении, как известно, поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Вследствие этого процесса, каждый год человечество выбрасывает в атмосферу 7 миллиардов тонн углекислого газа! Даже представить трудно себе эту величину. Одновременно с этим на Земле вырубаются леса - один из самых главных потребителей углекислого газа, причем, вырубаются со скоростью 12 гектаров в минуту!!! Вот и получается, что углекислого газа в атмосферу поступает все больше и больше, а потребляется растениями все меньше и меньше.
Круговорот углекислого газа на Земле нарушается, поэтому в последние годы содержание углекислого газа в атмосфере хотя и медленно, но верно увеличивается. А чем его больше, тем сильнее парниковый эффект.
МЕТАН
Следующими по вкладу в парниковый эффект являются метан СН4 и закись азота N2O. Концентрация того и другого газа определяется как естественными, так и антропогенными причинами. Так, естественным источником СН4 являются переувлажненные почвы, в которых происходят процессы анаэробного разложения. Человек добавил свои источники - рисовые плантации, добычу и транспортировку природного газа, сжигание биомассы и др. К естественным поставщикам N2O в атмосферу относятся океан и почвы. Антропогенная добавка связана с сжиганием топлива и биомассы, вымыванием азотных удобрений. Есть предположение, что метан – основная причина потепления. В частности доктор геолого-минералогических наук Н.А. Ясаманов, предполагают, что в нынешнем глобальном потеплении "повинен" в основном метан. Многие "климатические активисты" парниковый эффект и антропогенные выбросы CO2 в атмосферу считают синонимами. Между тем этот газ не поднимается в верхние слои атмосферы, а в нижнем слое успешно поглощается растительностью и почвенными организмами, растворяется в реках, озерах и морях. Большая часть CO2 тратится на постройку скелета водных организмов и усваивается фитопланктоном, а избыток аккумулируется в донных осадках. Метан же с земной поверхности быстро попадает на границу тропосферы и стратосферы. Мало того что он активно участвует в парниковом эффекте, на высоте 15-20 км под действием солнечных лучей он разлагается на водород и углерод, который, соединяясь с кислородом, образует СО2. Откуда же метан поступает в атмосферу? Он образуется в болотах при гниении органики. Недаром его еще называют болотным газом. В немалых количествах поставляют его и обширные мангровые заросли в тропиках. Попадает он в атмосферу и из тектонических разломов и трещин при землетрясениях. Велики и антропогенные выбросы метана. По оценкам, естественные и антропогенные выбросы составляют примерно 70 и 30%, но последние стремительно растут. В целом же неуклонный рост содержания в атмосфере метана, фиксируемый в последние десятилетия, заставляет усомниться в том, что климатические изменения вызваны лишь теми антропогенными факторами, которые так любят обсуждать быстро размножающиеся во все более теплом климате "энтузиасты Киото" (Киотское соглашение). [2. стр. 73]
ОКИСЛЫ АЗОТА.
Тепловая энергетика даёт около 50 % выбросов окислов азот
Хлорфторсодержащие газы также оказывают пагубное воздействие на климат Земли. Они ускоряют процесс парникового эффекта.
Источниками малых газов, прежде всего оксидов азота, являются сжигание ископаемого топлива, биота. Выделение метана происходит в результате сельскохозяйственной деятельности (животноводство, выращивание риса), а также вследствие нарушения естественного метанового фильтра (из бактерий). Галогенуглеводороды имеют исключительно антропогенное происхождение. [4. стр. 85]
Если посмотреть данные о в кладе разных стран в парниковый эффект, можно ужаснуться. (см. приложение 1) [4. стр. 86]
2. Последствия парникового эффекта.
В результате выбросов в атмосферу на плане возросла и продолжает увеличиваться среднегодовая температура. А если температура будет всё также увеличиваться, то это окажет серьёзнейшее воздействие на мировой климат:
1. В тропиках будет выпадать больше осадков, так как дополнительное тепло повысит содержание водяного пара в воздухе.
2. В засушливых районах дожди станут еще более редкими и они превратятся в пустыни в результате чего людям и животным придется их покинуть.
3.Температура морей также повысится, что приведет к затоплению низинных областей побережья и к увеличению числа сильных штормов.
4. Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня моря так как:
а) вода, нагреваясь становится менее плотной и расширяется, расширение морской воды приведет к общему повышению уровня моря;
б) повышение температуры может растопить часть многолетних льдов, покрывающих некоторые районы суши, например, Антарктиду или высокие горные цепи.
Образовавшаяся вода в конечном итоге стечет в моря, повысив их уровень. Следует, однако, заметить, что таяние льда, плавающего в морях, не вызовет повышение уровня моря. Ледяной покров Арктики представляет собой огромный слой плавучего льда. Подобно Антарктиде, Арктика также окружена множеством айсбергов.
Климатологи подсчитали, что если растают гренландские и антарктические ледники, уровень Мирового океана повысится на 70-80 м.
5. Сократятся жилые земли.
6. Нарушится водосолевой баланс океанов.
7. Изменятся траектории движения циклонов и антициклонов.
8. Если температура на Земле повысится, многие животные не смогут адаптироваться к климатическим изменениям. Многие растения погибнут от недостатка влаги, и животным придется переселиться в другие места в поисках пищи и воды. Если повышение температуры приведет к гибели многих растений, то вслед за ними вымрут и многие виды животных.
Кроме отрицательных последствий глобального потепления, можно отметить несколько положительных.На первый взгляд более теплый климат представляется благом, так как могут уменьшится счета за отопление и увеличение продолжительности вегетационного сезона в средних и высоких широтах. Увеличение концентрации диоксида углерода может ускорить фотосинтез. [4. стр. 86-89]
Однако, потенциальный выигрыш в урожайности может быть уничтожен ущербом от болезней, вызванных вредными насекомыми, поскольку повышение температуры ускорит их размножение. Почвы в некоторых областях окажутся малопригодными для выращивания основных культур. Глобальное потепление ускорило бы, вероятно, разложение органического вещества в почвах, что привело бы к дополнительному поступлению в атмосферу диоксида углерода и метана и ускорило парниковый эффект. Что же нас ожидает в будущем ? [4. стр.87]
3. Экологическое прогнозирование
В настоящее время обсуждаются различные меры, которые могли бы воспрепятствовать нарастающему "антропогенному перегреву" Земли. Существует предложение извлекать избыток СО2 из воздуха, сжижать и нагнетать в глубоководные слои океана, используя его естественную циркуляцию. Другое предложение заключается в том, чтобы рассеивать в стратосфере мельчайшие капельки серной кислоты и уменьшать тем самым приход солнечной радиации на земную поверхность.
Огромные масштабы антропогенной редукции биосферы уже сейчас дают основание считать, что решение проблемы СО2 должно осуществляться путем "лечения" самой биосферы, т.е. восстановления почвенного и растительного покрова с максимальными запасами органического вещества всюду, где это возможно. Одновременно должен быть усилен поиск, направленный на замену ископаемого топлива другими источниками энергии, в первую очередь экологическими безвредными, не требующими расхода кислорода, шире использовать водную, ветровую энергию, а для дальнейшей перспективы - энергию реакцию вещества и антивещества.
Известно, что не бывает худа без добра, и вот вышло так, что нынешний промышленный спад в стране оказался полезен - экологически. Уменьшились объемы производства. и, соответственно, уменьшилось количество вредных выбросов в атмосферу городов.
Пути решения проблемы чистого воздуха вполне реальна. Первый - борьба с сокращением растительного покрова Земли, планомерное увеличение в его составе специально подобранных пород, очищающих воздух от вредных примесей. В Институте биохимии растений экспериментально доказано, что многие растения способны усваивать из атмосферы такие вредные для человека компоненты, как алканы и ароматические углеводороды, а также карбонильные соединения, кислоты, спирты, эфирные масла и другие.
Большое место в борьбе с загрязнением атмосферы принадлежит орошению пустынь и организации тут культурного земледелия, созданию мощных лесозащитных полос. Предстоит провести огромную работу по уменьшению и полному прекращению выброса в атмосферу дыма и других продуктов сгорания. Все более неотложными становятся поиски технологии для "беструбных" промышленных предприятий, работающих по замкнутой технологической схеме - с использованием всех отходов производства.
Деятельность человека столь грандиозна по размаху, что уже приобрела глобальный природообразующий масштаб. До сих пор мы по преимуществу искали, как можно больше взять у природы. И поиск в этом направлении будет продолжаться. Но наступает пора столь же целеустремленно поработать и над тем, как отдать природе то, что мы у нее забираем. Нет сомнения, что гений человечества способен решить и эту грандиозную задачу.
4.
Пути снижения воздействия парникового эффекта на состояние климата Земли
Главную меру по предупреждению глобального потепления можно сформулировать так: найти новый вид топлива или поменять технологию использования нынешних видов топлива. Это означает, что необходимо:
- уменьшить потребление ископаемого топлива. Резко сократить использование угля и нефти, которые выделяют на 60 % больше диоксида углерода на единицу производимой энергии, чем любое другое ископаемое топливо в целом;
- использовать вещества (фильтры, катализаторы) для удаления диоксида углерода из выброса дымовых труб углесжигающих электростанций и заводских топок, а также автомобильных выхлопов;
- повысить энергетический коэффициент полезного действия;
- требовать чтобы в новых домах использовались более эффективные системы отопления и охлаждения;
- увеличить использование солнечной, ветровой и геотермальной энергии;
- существенно замедлить вырубку и деградацию лесных массивов;
- удалить с прибрежных территорий резервуары для хранения опасных веществ;
- расширить площади существующих заповедников и парков;
- создать законы, обеспечивающие предупреждение глобального потепления;
- выявлять причины глобального потепления, наблюдать за ними и устранять их последствия.
Полностью уничтожить парниковый эффект нельзя. Полагают, что если бы не парниковый эффект, средняя температура на земной поверхности составила бы - 15 градусов по Цельсию.
Ряд действий, предпринятых в последнее время на международном уровне, можно считать попыткой управлять климатом. К ним относятся некоторые решения, принятые на конференциях по климату в рамках РКИК ООН, в частности решения об ограничении эмиссии парниковых газов. [4. стр. 241]
Заключение.
Человек думает, что он способен приручить природу, но это совсем не так. К сожалению, мы понимаем это только тогда, когда слишком поздно, когда природа начинает играть с нами уже по своим правилам.
Я считаю, что сейчас все силы надо бросить на то, чтобы окружающей нас среде и нам было хорошо, а именно, чтобы на каждом производстве был разработан замкнутый цикл, то есть, чтобы ничего не выбрасывалось ни в воздух, ни в реки, а все перерабатывалось и использовалось. От этого все только выиграют. Государство получит дополнительную продукцию, а люди будут дышать чистым воздухом.
Проблема заключается в том, что когда гипотеза об антропогенных факторах глобального потепления подтвердится, уже поздно будет что-либо предпринимать. Вероятно, перспектива парникового эффекта может стать катализатором всемирного осознания срочной необходимости начала действий по защите нашей Земли.
Список литературы.
1. Глушкова, В.Г., « Эколого-экономические проблемы России и её регионов», изд. «Московский лицей», 2003 г.
2. Миллер, Т. «Жизнь в окружающей среде» : в 3 т. : программа всеобщего эколог. образования : [ пер. с англ. ] / Тайлер Миллер. – М. : Прогресс: Пангея, 1996 г. – 3 т.
3. Миллер, Т. «Жизнь в окружающей среде» : в 3 т. : программа всеобщего эколог. образования : [ пер. с англ. ] / Тайлер Миллер. – М. : Прогресс: Пангея, 1993 г. – 1 т.
4. Никаноров, А.М. Глобальная экология [ Текст ] : учеб. пособие / А.М. Никаноров, Т.А. Хоружая. – М. : ПРИОР, 2000 г.
5. Удальцов, Г.А. «Экология и будущее», Москва, изд. 1988 г.
6. «Калейдоскоп» 12(46), 1997 г.
Приложение.
Таблица 1.
| Регион, страна | Чистый вклад в парниковый эффект | ||||
| диоксид углерода | метан | хлорфторуглеводороды | сумма газов | % мирового вклада | |
| США | 540000 | 130000 | 35000 | 1000000 | 17,6 |
| Европа | 520000 | 85000 | 480000 | 80000 | 1085000 |
| Китай | 260000 | 98000 | 32000 | 380000 | 6,6 |
| Япония | 110000 | 12000 | 100000 | 220000 | 3,9 |
| СССР | 450000 | 60000 | 180000 | 690000 | 12,0 |
| Мир в целом | 2500000 | 800000 | 1400000 | 4700000 | 100 |