Autorul efectului de seră. Mecanismul și consecințele efectului de seră

Civilizația modernă are o influență puternică asupra naturii. De regulă, negativ. Despădurirea,

Istoricul istoric

Apropo, cine a fost autorul efectului de seră (adică cei care au descoperit acest fenomen)? Cine a descris mai întâi procesul și a spus despre impactul acestuia asupra mediului? O idee similară a apărut în 1827 îndepărtată. Autorul articolului științific a fost Joseph Fourier. În lucrarea sa descrie mecanismele de formare a climei pe planeta noastră.

Natura neobișnuită a acestei lucrări pentru acea vreme a fost că Fourier a luat în considerare temperaturile și caracteristicile climatice ale diferitelor curele ale Pământului. Acesta este autorul efectului de seră, care a fost primul care a explicat experiența lui Saussure.

Experimentul lui Saussure

Pentru a verifica concluziile lor, oamenii de știință au folosit experiența M. de Saussure, care folosește un container acoperit cu funingine din interior, din care gâtul este acoperit de sticlă. De Saussure a stabilit un experiment, în care a măsurat constant temperatura din interiorul și din afara borcanului. Desigur, a crescut constant în volumul intern. În primul rând Fourier ar putea explica acest fenomen este acțiunea combinată a doi factori: blocarea transferului de căldură și pereții diferite permeabilitate recipientului pentru razele de lumină cu lungimi de undă diferite.

Mecanismul său este foarte simplu: atunci când temperatura suprafeței crește, lumina vizibilă este absorbită, căldura începe să radieze. Deoarece materialul trece perfect lumina vizibilă, dar practic nu conduce căldură, acesta din urmă se acumulează în volumul interior al vasului. După cum puteți vedea, mecanismul efectului de seră poate fi ușor justificat de orice persoană care a studiat cursul standard al fizicii la școală. Fenomenul este destul de simplu, dar cât de multe probleme aduce pe planeta noastră!

Apariția termenului

Merită să știm că Joseph Fourier este autorul efectului de seră în ceea ce privește descrierea sa inițială din literatură. Dar cine a inventat termenul însuși? Din păcate, cu siguranță nu vom primi un răspuns la această întrebare. În literatura ulterioară, fenomenul, descoperit de Fourier, a primit numele său modern. Astăzi, fiecare ecolog cunoaște termenul "efect de seră".

Dar principala descoperire a lui Fourier a fost fundamentarea identității reale a atmosferei Pământului și a sticlei obișnuite. Pur și simplu, atmosfera planetei noastre este perfect permeabilă pentru radiația vizibilă a luminii, dar nu o trece bine în domeniul infraroșu. După ce a acumulat căldură, Pământul practic nu-l dă departe. Asta a fost autorul efectului de seră. Dar de ce are loc acest efect?

Da, am descris mecanismul primitiv al apariției sale, însă știința modernă a reușit să demonstreze că, în condiții obișnuite, razele IR se pot extinde în mod liber dincolo de atmosfera planetară. Cum se întâmplă că mecanismele naturale de ajustare a "sezonului de încălzire" nu reușesc?

motive

În general, le-am descris suficient de detaliat la începutul articolului. Apariția acestui fenomen este facilitată de următorii factori:

• Arderea continuă și excesivă a combustibililor fosili.
• În fiecare an tot mai multe volume de gaze industriale intră în atmosfera planetei.
• Pădurile sunt în mod constant tăiate, zonele lor fiind reduse din cauza incendiilor și a degradării stratului de sol.
• Fermentarea anaerobă, eliberarea metanului din fundul oceanelor.

Trebuie să știți că principalii "vinovați", care declanșează mecanismul efectului de seră, sunt următoarele cinci gaze:

• Monoxid de carbon monobazic, este, de asemenea, dioxid de carbon. Efectul de seră de 50% este furnizat pe cheltuiala sa.
• Compuși ai carbonului de clor și fluor (25%).
• Dioxid de azot (8%). Gaze toxice, o risipă tipică a industriilor chimice și metalurgice prost echipate.
• Solul de la nivelul solului (7%). În ciuda rolului său crucial în protejarea Pământului de radiația ultravioletă excesivă, acesta poate contribui la reținerea căldurii pe suprafața sa.
• Aproximativ 10% din metan.

De unde provin aceste gaze? Care este efectul lor?

- Dioxid de carbon. Este în cantități mari care intră în atmosferă atunci când o persoană arde combustibili fosili. Aproximativ o treime din nivelul excesului (deasupra nivelului natural) se datorează faptului că o persoană distruge intensiv pădurile. Aceeași funcție se realizează prin procesul de accelerare constantă a deșertificării terenurilor fertile.

Toate acestea înseamnă reducerea cantității de vegetație care poate absorbi în mod eficient dioxidul de carbon, care stimulează în multe privințe efectul de seră. Cauzele și consecințele acestui fenomen sunt interconectate: volumul fiecărei ejectate în oxidul de carbon atmosferă bivalent crește cu aproximativ 0,5%, ceea ce stimulează atât acumularea în continuare a excesului de căldură și a proceselor de degradare a vegetației de pe suprafață.

- Clorofluorocarburilor. Așa cum am spus deja, acești compuși asigură un efect de seră de 25%. Cauzele și consecințele acestui fenomen au fost studiate mult timp. În atmosferă, ele apar datorită producției industriale, în special învechite. Agenții frigorifici periculoși și toxici conțin aceste substanțe în cantități imense, iar măsurile de prevenire a scurgerilor lor nu dau rezultatele așteptate. Consecințele apariției lor sunt și mai teribile:

• În primul rând, ele sunt extrem de toxice pentru oameni și animale, iar pentru floră, cartierul cu fluoruri și compuși ai clorului nu este foarte util.
• În al doilea rând, aceste substanțe pot accelera semnificativ dezvoltarea efectului de seră.
• În al treilea rând, distrug stratul de ozon, care protejează planeta noastră de radiațiile ultraviolete agresive.

- Metan.Unul dintre cele mai importante gaze, conținutul ridicat al cărui conținut în atmosferă implică termenul "efect de seră". Trebuie să știm că în doar o sută de ani volumul său în atmosfera planetei sa dublat. În principiu, cea mai mare parte a acestuia provine din surse naturale:

• Câmpurile de orez în Asia.
• Complexe zootehnice.
• Sisteme de curățare a apelor uzate menajere din așezări mari.
• Când se descompune și se descompune materia organică în adâncurile mlaștinilor, în depozitele de deșeuri.

Există rapoarte că emisiile de cantități mari de metan provin din adâncurile Oceanului Mondial. Poate că acest fenomen se explică prin activitatea vitală a coloniilor bacteriene mari, pentru care metanul este principalul produs secundar al metabolismului.

Este necesar să se sublinieze „contribuția“ la dezvoltarea efectului de seră din partea producătorilor de petrol: o cantitate considerabilă de gaz eliberat în atmosferă ca produs de. In plus, extinderea continuă a filmului de ulei pe suprafața oceanului contribuie, de asemenea, la descompunerea accelerată a materiei organice, care este însoțită de emisia de metan.

- Oxidul de azot. În volume mari se formează în cursul multor producții chimice. El este periculos nu numai participarea cea mai activă la mecanismul de seră. Problema este că, combinată cu apa atmosferică, această substanță formează acidul azotic cel mai real, chiar și într-o concentrație slabă. De aici vine totul ploi acide, care au un impact foarte negativ asupra sănătății oamenilor.

Situri teoretice ale perturbărilor climatice globale

Deci, care sunt consecințele globale ale efectului de seră? Este dificil să spun despre acest lucru cu siguranță, deoarece oamenii de știință sunt departe de o concluzie clară. În prezent, există mai multe scenarii simultan. Pentru a dezvolta modele de calculatoare, sunt luați în considerare numeroși diferiți factori care pot accelera sau încetini dezvoltarea efectului de seră. Să ne uităm la catalizatorii acestui proces:

• Izolarea gazelor descrise mai sus ca rezultat al activității tehnogene a omului.
• Emisiile de CO₂ din cauza descompunerii termice a hidrocarburilor naturale. Este interesant să știm că crusta planetei noastre conține dioxid de carbon în 50.000 de ori mai mult decât în ​​spațiul aerian. Desigur, acesta este un monoxid de carbon legat chimic.
• Deoarece efectele principale ale efectului de seră sunt o creștere a temperaturii apei și a aerului pe suprafața planetei, evaporarea umidității de pe suprafața mărilor și oceanelor crește. Ca o consecință, permeabilitatea atmosferei pentru radiația infraroșie este și mai gravă.
• Oceanele conțin circa 140 trilioane de tone de dioxid de carbon, care, odată cu creșterea temperaturii apei, încep de asemenea să fie eliberate intens în atmosferă, contribuind la o dezvoltare mai dinamică a procesului de seră.
• Diminuarea reflexiei planetei, ceea ce duce la o acumulare accelerată de căldură prin atmosfera sa. Acest lucru este facilitat de topirea ghețarilor și deșertificarea pământului.

Ce factori încetinesc dezvoltarea efectului de seră?

Se presupune că curentul cald principal - Golful Stream - continuă să încetinească. În viitor, aceasta va cauza o scădere semnificativă a temperaturii, ceea ce va încetini efectul acumulării de gaze cu efect de seră. În plus, pe fiecare grad de încălzire generală aproximativ suprafață 0,5% crește nor pe întreaga suprafață a planetei care contribuie la o reducere semnificativă a cantității de căldură pe care pământul îl primește din spațiu.

Notă: esența efectului de seră este creșterea temperaturii globale a suprafeței pământului. Desigur, nu este nimic bun în acest sens, dar tocmai acești factori contribuie adesea la atenuarea consecințelor acestui fenomen. În principiu, de aceea mulți oameni de știință consideră că chiar tema încălzirii globale aparține categoriei fenomenelor naturale care s-au petrecut în mod regulat pe tot parcursul istoriei Pământului.

Cu cât este mai mare volatilitatea, cu atât precipitațiile devin mai mari. Aceasta provoacă atât restaurarea mlaștină, cât și creșterea accelerată a florei, care este responsabilă de eliminarea excesului de dioxid de carbon din atmosfera planetei. Se presupune, de asemenea, că creșterea cantității de precipitații în viitor va contribui la o extindere semnificativă a zonei mărilor tropicale de mică adâncime.

Coralii, care trăiesc în ele, sunt cei mai importanți utilizatori ai dioxidului de carbon. Fiind legați din punct de vedere chimic, ea își construiește scheletul. În cele din urmă, dacă omenirea va reduce ușor rata defrișărilor, zona lor se va recupera destul de repede, deoarece același dioxid de carbon este un stimulent excelent pentru răspândirea plantelor. Deci, care sunt posibilele consecințe ale efectului de seră?

Scenariile principale ale viitorului planetei noastre

În primul caz, oamenii de știință sugerează că încălzirea globală va avea loc destul de încet. Și acest punct de vedere are mulți susținători. Ei cred că Oceanul Mondial, care este un acumulator de energie uriaș, va putea absorbi excesul de căldură pentru o lungă perioadă de timp. Poate că nu va fi un mileniu înainte ca clima de pe planetă să se schimbe într-adevăr radical.

Al doilea grup de oameni de știință, pe de altă parte, este în favoarea unei versiuni relativ rapide a schimbărilor catastrofale. Această problemă a efectului de seră este acum foarte populară, este discutată la aproape toate congresele științifice. Din păcate, există suficiente dovezi pentru această teorie. Se crede că în ultimii o sută de ani concentrația dioxidului de carbon a crescut cu cel puțin 20-24%, iar cantitatea de metan din atmosferă a crescut complet cu 100%. În cel mai pesimist scenariu, se crede că temperatura planetei până la sfârșitul acestui secol ar putea crește până la o valoare record de 6,4 ° C.

Astfel, în acest caz, efectul de seră din atmosfera Pământului va provoca pur și simplu probleme mortale pentru toți locuitorii din zonele de coastă.

O creștere accentuată a nivelului Oceanului Mondial

Faptul este că astfel de anomalii de temperatură sunt pline de o creștere extrem de ascuțită și aproape imprevizibilă a nivelului Oceanului Mondial. De exemplu, din 1995 până în 2005. această cifră a fost de 4 cm, deși oamenii de știință s-au văzut unul cu celălalt, spunând că nu trebuie să așteptăm o creștere de peste câțiva centimetri. Dacă totul va continua în același ritm, până la sfârșitul secolului al XXI-lea, nivelul Oceanului Mondial va fi cu cel puțin 88-100 cm peste nivelul actual. Între timp, aproximativ 100 de milioane de oameni de pe planeta noastră trăiesc la doar 87-88 cm deasupra nivelului mării.

Reducerea reflexiei suprafeței planetei

Când am scris despre efectul de seră, articolul a menționat în repetate rânduri că stimulează o scădere ulterioară a reflectării suprafeței Pământului, care este facilitată de despăduriri și de deșertificare.

Mulți cercetători sugerează că calota de gheață de pe polii poate reduce temperatura globală a planetei cel puțin două grade, iar gheața ce acoperă suprafața apei polar inhibă puternic procesul de ejectare în atmosferă de dioxid de carbon și metan. În plus, în zona capcanelor polare nu există, în general, vapori de apă, care stimulează în mod semnificativ efectul global de seră.

Toate acestea este atât va afecta ciclul apei la nivel mondial, care tornado frecventa, monstruoasă în vigoare sale distructive de uragane și tornade vor crește de mai multe ori, ceea ce face practic imposibil pentru persoanele care trăiesc chiar și în acele zone care sunt foarte îndepărtate de pe coastele oceanelor. Din păcate, redistribuirea apei va duce la fenomenul opus. În prezent, secetele reprezintă o problemă de 10% din glob, iar în viitor numărul acestor regiuni ar putea crește ușor la 35-40% dintr-o dată. Aceasta este o perspectivă tristă pentru omenire.

Pentru țara noastră, prognoza în acest caz este mult mai favorabilă. Climatologii cred că cea mai mare parte a teritoriului Rusiei va fi destul de potrivit pentru agricultura normală, climatul va deveni mult mai moale. Desigur, majoritatea zonelor de coastă (și avem multe dintre ele) vor pur și simplu să se înmoaie.

Cel de-al treilea scenariu presupune că o scurtă perioadă de creștere a temperaturii va fi înlocuită de răcirea globală. Am vorbit deja despre încetinirea fluxului Golfului, despre consecințele acestuia. Imaginați-vă că acest curent cald se va opri complet - Desigur, înainte de evenimentele descrise în filmul "Ziua de după Mâine", nu se va întâmpla, dar pe planetă va deveni cu siguranță mult mai rece. Dar nu pentru mult timp.

Unii matematicieni aderă la teorie (modelată, natural), conform căreia efectul de seră de pe Pământ va duce la faptul că, timp de 20-30 de ani, clima din Europa nu va fi mai caldă decât în ​​țara noastră. De asemenea, sugerează că după aceasta încălzirea va continua, scenariul căruia este descris în a doua variantă.

producție

Indiferent ce a fost, dar bun în previziunile oamenilor de știință nu este atât de mult. Rămâne doar să sperăm că planeta noastră este un mecanism mai complex și mai perfect decât ne imaginăm. Poate că va fi posibil să evităm astfel de consecințe triste.