Siltumnīcas efekts: kāpēc mūsu planēta sasilst un kā tā apdraud?

Kāda ir siltumnīcas efekta būtība un kāda ir tās bīstamība? Vai ir iespējams apturēt globālās klimata pārmaiņas un kā to darīt?

Klimata pārmaiņas ir globāla problēma, kas apdraud visu cilvēci.

No daudzajām problēmām, ar kurām saskaras mūsdienu cilvēce, klimata pārmaiņas neapšaubāmi ir viena no nozīmīgākajām un nopietnākajām. Globālā sasilšana, strauja bioloģiskās daudzveidības samazināšanās, siltumnīcas efekts, ledāju kušana, kas noved pie okeānu līmeņa pieauguma - tas viss var novest pie postošām sekām un padarīt cilvēka dzīvi uz planētas vienkārši nepanesamu.

Zinātnieki brīdina, ka klimata problēmu vairs nevar aizkavēt: līdz 2030. gadam kaitējums planētas ekosistēmai būs neatgriezenisks. Tas ir, jums un man ir tikai 12 gadi. Ja tuvākajā nākotnē cilvēki neatradīs risinājumu šai problēmai, tad atmosfēras iesildīšanās sekas būs jūtamas jau gadsimtiem ilgi un pat tūkstošiem gadu. Un tas nav jautājums par ekoloģiju, bet gan cilvēces izdzīvošanu. Kāpēc mūsu planētai tas kļūst karstāks? Vainot siltumnīcas efekta ietekmi, kas radās cilvēku darbības rezultātā.

Vai kāda teorija vai kāpēc planēta sasilst?

Siltumnīcas efekts ir Zemes atmosfēras zemāko slāņu sildīšana, kas rodas, palielinoties tajā esošo gāzu koncentrācijai. Tās būtība ir diezgan vienkārša: saules stari silda planētas virsmu, bet tajā pašā laikā siltums paliek un nevar atgriezties pie kosmosa - gāzes traucē. Šo procesu rezultātā planētas temperatūra palielinās.

Siltumnīcefekta gāzes novērš siltuma izplūšanu kosmosā, tāpēc atmosfēras temperatūra palielinās

Ievērojama daļa saules starojuma (līdz 75%), kas nokrīt uz Zemes, ir redzama un gandrīz infrasarkanā spektra daļa (400-1500 nm). Atmosfēra praktiski to nespēj, un siltuma enerģija brīvi sasniedz mūsu planētas virsmu. Zeme, kas karsē, savukārt sāk izstarot starojumu, kura viļņa garums ir 7,8-28 mikroni, kas tiek izstarots kosmosā, veicinot planētas atdzišanu. Galvenais siltumnīcefekta efekta cēlonis ir augstāka atmosfēras caurspīdība gaismai optiskā diapazonā nekā infrasarkanajā. Fakts ir tāds, ka dažas gaisā esošās gāzes absorbē vai atspoguļo radiāciju, kas nāk no Zemes. Tos sauc par siltumnīcu. Jo lielāka koncentrācija, jo vairāk saules siltuma saglabājas atmosfērā.

Siltumnīcefekta gāzes izjauc planētas siltuma līdzsvaru, kas lielā mērā nosaka tās klimatu.

Siltumnīcas efekta būtība ir labi zināma vasaras iedzīvotājiem un dārzniekiem, kuriem ir siltumnīcas uz zemes gabaliem. Shēma ir ļoti līdzīga: saules stari, iekļūšana iekšpusē, siltums augsnē, un jumts un sienas neļauj siltumam atstāt struktūru. Tāpēc siltumnīcā, pat bez apkures, temperatūra vienmēr ir augstāka nekā ārpusē.

Tagad viņi daudz runā par globālo sasilšanu un klimata pārmaiņām. Ir kļūdains viedoklis, ka siltumnīcefekta efekta rašanās ir pēdējo gadu vai gadu desmitu notikums, un tā cēlonis ir tikai cilvēka darbība. Šis efekts ir raksturīgs jebkurai atmosfērai, un bez tā dzīvība uz Zemes būtu bijusi neiespējama.

Patiesībā mūsu problēma ir pēdējos gados novērotā siltumnīcefekta efekta straujais pieaugums. Šis process var novest pie postošiem rezultātiem.

Šī jautājuma izpētes vēsture

Siltumnīcas efekta problēmas izpēte sākās XIX gadsimta pirmajā pusē. 1827. gadā tika publicēts Džozefs Furjē darbs „Piezīme par zemeslodes un citu planētu temperatūru”, kurā viņš sīki izpētīja klimata veidošanās mehānismus, kā arī faktorus, kas viņu ietekmē. Šis zinātnieks vispirms aprakstīja siltumnīcefekta efekta parādību, izmantojot modeli stikla trauku, kas pakļauta saules gaismai. Stikls ir gandrīz necaurspīdīgs pret infrasarkano starojumu, tāpēc šī pieredze diezgan precīzi parāda šīs parādības būtību. Siltumnīcefekta efekta jēdziens kļuva zinātniski izmantojams daudz vēlāk.

Vēlāk šos pētījumus turpināja zviedru fiziķis Arrhenius. Tas bija viņš, kurš izvirzīja teoriju, ka oglekļa dioksīda koncentrācijas samazināšanās gaisā ir viens no svarīgākajiem ledus vecuma cēloņiem planētas vēsturē.

Pēdējos gados cīņa pret siltumnīcas efektu ir notikusi starptautiskā līmenī.

Tomēr aktīvā siltumnīcas efekta izpēte un šīs parādības sekas sākās tikai pagājušā gadsimta otrajā pusē. Zinātnieki ir pētījuši saules starojuma plūsmas izmaiņas, kas rodas, palielinoties siltumnīcefekta gāzu daudzumam gaisā. Tagad, lai modelētu atmosfērā notiekošos procesus, ir izmantoti modernākie un modernākie datori. Taču viņu spēks bieži vien nav pietiekams, jo planētu klimats ir ārkārtīgi sarežģīta un vēl nav pilnībā pētīta sistēma.

Pēdējās desmitgadēs starptautiskā līmenī ir veikti pirmie nopietni pasākumi, lai risinātu šo problēmu. 1992. gadā tika pieņemta Apvienoto Nāciju Organizācijas Vispārējā konvencija par klimata pārmaiņām. 1997. gadā tika pievienots Kioto protokols un Parīzes nolīgums (2015). Par šo dokumentu reglamentē emisiju samazināšanas pasākumus.

Siltumnīcefekta gāzes un citi sasilšanas cēloņi

Zinātnieki uzskata, ka siltumnīcas efekts rodas šādu gāzu dēļ:

  • metāns;
  • oglekļa dioksīds;
  • ūdens tvaiki;
  • ozons

Vislielāko ieguldījumu globālās temperatūras paaugstināšanā veic ūdens tvaiki (no 36 līdz 72%), kam seko CO2 (aptuveni 9-26%), kam seko metāns (4-9%) un ozons (no 3 līdz 7%). Citas gāzes satur ļoti zemas koncentrācijas gaisā, tāpēc to ietekme uz klimata procesiem ir minimāla.

Siltumnīcefekta gāzes

Ūdens tvaika daudzums lielā mērā ir atkarīgs no atmosfēras apakšējo slāņu temperatūras. Jo zemāks tas ir, jo zemāks ir mitrums un mazāks siltumnīcas efekts. Šajā gadījumā virsmas mitrums kļūst par sniega ledus segumu planētas polos, palielinot tā atstarojumu (albedo) un padarot gaisu vēl aukstāku. Tādējādi globālā sasilšana (vai dzesēšana) ir pašpietiekams process, kas noteiktos apstākļos var turpināt augt un attīstīties ļoti ātri. Lai to sāktu, jums vienkārši vajag "sprūda", un antropogēnais faktors var kļūt par tiem. Šajā gadījumā mēs risinām tipisku pozitīvas atsauksmes piemēru.

Siltuma un dzesēšanas periodi, kas iepriekš bija notikuši uz mūsu planētas, lieliski korelē ar oglekļa dioksīda daudzumu atmosfērā. Tā palielināšanās rada paaugstinātu siltumnīcas efektu un ilgstošu temperatūras paaugstināšanos.

Turklāt augšējās atmosfēras nokļūstošās kvēpu un cietās aerosola daļiņas ietekmē arī Zemes siltuma līdzsvaru. To galvenie avoti ir vulkāniskā darbība un rūpnieciskās emisijas. Putekļi un sodrēji traucē saules gaismas iekļūšanu, kas samazina planētas temperatūru.

No kurienes nāk siltumnīcefekta gāzes?

Rūpnieciskās iekārtas - galvenais siltumnīcefekta gāzu avots

Pašlaik zinātnieki ir vienisprātis, ka pašreizējās klimata pārmaiņas ir saistītas ar oglekļa dioksīda daudzuma palielināšanos atmosfērā un siltumnīcas efektu - šī procesa sekas. Un sasilšana notiek jau ilgu laiku. Galvenais iemesls siltumnīcas efekta palielināšanai ir cilvēka darbība, kas ir kļuvusi par spēcīgu planētu faktoru. Kopš industriālās revolūcijas sākuma, tas ir, pēdējo 250-300 gadu laikā, metāna un oglekļa dioksīda koncentrācija atmosfērā ir palielinājusies attiecīgi par 149% un 31%. Šeit ir galvenie siltumnīcefekta gāzu avoti:

  • Rūpniecības straujais pieaugums. Galvenais enerģijas avots mūsu rūpnīcām, rūpnīcām, transportlīdzekļiem ir fosilais kurināmais - nafta, dabasgāze un ogles. To izmantošanas rezultātā veidojas oglekļa dioksīds, kas palielina siltumnīcas efektu. Aptuveni puse no cilvēka saimnieciskās darbības gaitā saražotajām gāzēm paliek atmosfērā, pārējo absorbē okeāns un sauszemes veģetācija. Katru gadu Zemes iedzīvotāju skaits palielinās, un tāpēc tam ir vajadzīgs arvien vairāk pārtikas, rūpniecisko preču, automašīnu, kas noved pie vēl lielākas oglekļa dioksīda emisijas, tāpēc pieaug siltumnīcefekta efekta parādība. Un, ja pagājušā gadsimta laikā temperatūra ir palielinājusies par 0,74 grādiem, tad nākotnē zinātnieki prognozē 0,2 grādu pieaugumu par katru desmit gadu;
  • Atmežošana un lauksaimniecības attīstība. Vēl viens svarīgs iemesls CO2 koncentrācijas palielināšanai atmosfērā ir mežu masveida iznīcināšana. Fotosintēzes procesā koki absorbē oglekļa dioksīdu un atbrīvo skābekli, kas ir dabisks siltumnīcefekta gāzu koncentrācijas regulators. Mežu izciršana ir nepieciešama galvenokārt, lai iegūtu jaunu aramzemi, lai pabarotu strauji augošo cilvēku skaitu. Lauksaimniecība arī dod savu ieguldījumu globālās temperatūras paaugstināšanā. Lopkopība ir saistīta ar milzīga daudzuma metāna veidošanos, kas siltumnīcas īpašībās pārsniedz oglekļa dioksīdu;
  • Poligoni Paredzams, ka iedzīvotāju skaita pieaugums palielinās atkritumus. Šodien poligoni aizņem milzīgas teritorijas, kas aizņem tūkstošiem hektāru. Katrs no viņiem atmosfērā izstaro desmitiem tūkstošu kubikmetru metāna un oglekļa dioksīda. Efektīvs risinājums šai problēmai vēl nepastāv - tas nozīmē, ka "atkritumu gāzu" emisijas pieaugs tikai.

Kas apdraud siltumnīcas efektu?

Zemes vēsturei ir apmēram 4,5 miljardi gadu, un šajā laikā planētas klimats pastāvīgi mainās. Dažos laikos sulīgs tropu veģetācija aptvēra to no pole uz pole, bet citās - bumba, kas pārklāta ar vairāku metru ledus slāni. Salīdzinot ar šādām kataklizmām, šķiet, ka temperatūras paaugstināšanās par vienu vai diviem grādiem ir īsts sīkums: jūs domājat, ka mēs arī ietaupīsim siltumu! Bet ne viss ir tik vienkāršs, ka klimata pārmaiņu sekas var izrādīties daudz nopietnākas, šeit ir tikai daži no tiem:

  • Temperatūras pieaugums novedīs pie ledāju kušanas un okeānu ūdeņu līmeņa pieauguma, kas draud plūdu plūdiem. Protams, planēta nav pārvēršas par "ūdens pasauli", bet daudzas piekrastes pilsētas un teritorijas var ciest. Daži cilvēki zina, bet kopš 20. gadsimta sākuma okeāna līmenis ir palielinājies par 17 cm, un kopš 90. gadu vidus šis pieauguma temps ir palielinājies līdz 3,2-3,4 mm gadā. Šo problēmu vēl vairāk saasina tas, ka lielākā daļa Zemes iedzīvotāju dzīvo piekrastes zonās, turklāt ir ievērojama pasaules ekonomikas daļa;
  • Temperatūras pieaugums neizbēgami novedīs pie nokrišņu sadales, kā arī to daudzuma. Un šis rezultāts, iespējams, ir pat nopietnāks nekā atsevišķu teritoriju plūdi. Dažās pasaules daļās lietus kļūs ļoti reti, un tās pakāpeniski pārvērtīsies tuksnesī, savukārt citās valstīs iedzīvotāji cietīs no regulārām viesuļvētrām, plūdiem, cunamiem un citām katastrofām. Pēc zinātnieku domām, turpmāks gaisa temperatūras pieaugums novedīs pie lielāko kultūraugu ražas samazināšanās planētas tropu un subtropu reģionos, kas var novest pie bada un sociālā satricinājuma;
  • Augstāka temperatūra negatīvi ietekmē cilvēku veselību. Ārsti sagaida sirds un asinsvadu slimību, elpošanas ceļu slimību un pat garīgo traucējumu skaita pieaugumu.

Siltumnīcas efekts un tā iespējamās sekas nopietni ietekmēs ne tikai cilvēkus, bet arī visas planētas ekosistēmu. Klimata pārmaiņas atņems daudzām sugām parasto diapazonu, nevis to, ka visi "mūsu mazie brāļi" spēs pielāgoties šādām dramatiskām pārmaiņām. Dažu sugu izzušana pārtrauks parastās pārtikas ķēdes, kas var novest pie reāla domino efekta. Oglekļa dioksīda koncentrācijas palielināšana atmosfērā un gaisa temperatūras paaugstināšana noved pie okeāna paskābināšanās, kas negatīvi ietekmē visus tajā dzīvojošos.

Kā to risināt?

Cilvēks ir atkārtoti piedzīvojis klimata pārmaiņas. Turklāt tie bija viens no vēsturiskā progresa virzītājspēkiem. Sausums un plūdi vairāk nekā vienu vai divas reizes izraisīja karus un revolūcijas, masu masu migrāciju, valstu un visu civilizāciju samazināšanos. Kā izvairīties no katastrofālajām sekām, kas mūs gaida nopietnu klimata pārmaiņu gadījumā? Vai ir iespēja samazināt tā saucamo siltumnīcas efektu? Ko var darīt?

Klimata pārmaiņas noteikti izraisīs daudzu dzīvnieku sugu izzušanu.

Šodien mēs zinām visus faktorus, kas izraisa siltumnīcefekta gāzu uzkrāšanos un gaisa temperatūras pieaugumu. Būs ļoti grūti mainīt pašreizējo tendenci, jo tas prasīs visa cilvēces pūles un radikālu pasaules ekonomikas pārstrukturēšanu. Vispirms jums vienkārši jāsaprot, ka siltumnīcas efekts ir globāla problēma, kas apdraud ne visas valstis, bet visus cilvēkus.

Eksperti uzskata, ka ir nepieciešami šādi pasākumi, lai samazinātu siltumnīcefekta gāzu emisijas atmosfērā:

  • Ir nepieciešams būtiski pārveidot enerģiju un samazināt rūpniecisko emisiju apjomu. Šodien galvenais CO2 avots ir fosilā kurināmā sadedzināšana: nafta, ogles un gāze. Lai to samazinātu, cilvēcei ir jāmaina tā sauktā atjaunojamā enerģija: saule, vējš, ūdens. Pēdējos gados to īpatsvars kopējā bilancē ir diezgan strauji palielinājies, taču šie rādītāji acīmredzami nav pietiekami. Mums arī jāatsakās no automašīnu izmantošanas ar iekšdedzes dzinējiem un nodošanu elektriskajiem transportlīdzekļiem. Ir skaidrs, ka visi iepriekšminētie prasa vairāku miljardu dolāru investīcijas un desmitiem gadu smaga darba. Bet jums tas ir jāsāk šodien;
  • Energoefektivitātes uzlabošana, kas attiecas uz rūpniecisko ražošanu un enerģijas ražošanu, kā arī mājokļu un komunālajiem pakalpojumiem. Būtiski jāsamazina produktu enerģijas intensitāte. Mums ir vajadzīgas jaunas tehnoloģijas, kas nekaitētu videi. Pat ēku fasāžu elementārajai izolācijai, modernu logu uzstādīšanai un apkures iekārtu nomaiņai var būt būtiska ietekme uz enerģijas taupīšanu un līdz ar to samazināt degvielas izmaksas un samazināt kaitīgās emisijas;
  • Ļoti efektīvs veids, kā apkarot siltumnīcas efektu, ir samazināt atkritumus. Personai ir jāmācās atkal izmantot resursus, tas ļaus likvidēt poligonus, kas ir nopietns metāna avots, vai vismaz ievērojami samazina to apjomu;
  • Ir nepieciešams apturēt plēsīgo mežu iznīcināšanu un iesaistīties zaļo zonu atjaunošanā. Cirpšana jāpapildina ar jaunu koku stādīšanu.

Cīņa pret siltumnīcas efektu un vidējās gada temperatūras pieaugumu jāveic starptautiskā līmenī, cieši sadarbojoties dažādām valstīm. Pirmie soļi šajā virzienā jau ir veikti, un kustībai jāturpina. Zinātnieki ierosina konsolidēt cīņu pret klimata pārmaiņām valstu konstitūciju līmenī. Lieliska ir arī nevalstisko organizāciju loma, kas pastāvīgi paaugstina šo tēmu. Mums ir skaidri jāsaprot, cik maza mūsu planēta ir un cik neaizsargāti ir cilvēki.

Skatiet videoklipu: Kas ir siltumnīcas efekts? (Marts 2024).