Avtor efekta tople grede. Mehanizem in posledice učinka tople grede

Moderna civilizacija ima močan vpliv na naravo. Praviloma je negativen. Krčenje gozdov,

Zgodovinsko ozadje

Mimogrede, kdo je bil avtor efekta tople grede (to je tistih, ki so odkrili ta pojav)? Kdo je najprej opisal proces in povedal o svojem vplivu na okolje? Podobna ideja se je pojavila v daljni 1827. Avtor znanstvenega članka je bil Joseph Fourier. V svojem delu je opisal mehanizme nastajanja podnebja na našem planetu.

Neobičajna narava tega dela za tisti čas je bila, da je Fourier upošteval temperaturo in podnebne značilnosti različnih pasov Zemlje. To je bil avtor efekta toplogrednih plinov, ki je prvi razložil izkušnjo Saussureja.

Saussurejev poskus

Da bi se prepričal o njegovih zaključkih, je znanstvenik uporabil izkušnje M. de Saussureja, ki uporablja posodo, ki je prekrita z notranjostjo, s čajem, katerega vrat je pokrit s steklom. De Saussure je postavil poskus, v katerem je stalno meril temperaturo v notranjosti in zunaj kozarca. Seveda se je v notranjem prostoru nenehno povečeval. Fourier je prvi razložil ta pojav hkratno delovanje dveh dejavnikov hkrati: blokiranje izmenjave toplote in različne prepustnosti sten posode za svetlobne žarke z različnimi valovnimi dolžinami.

Njegov mehanizem je precej preprost: ko se površina poveča, se absorbira vidna svetloba, začne se segrevati toplota. Ker material odlično prehaja vidno svetlobo, vendar praktično ne izvaja toplote, se slednji kopiči v notranji volumen posode. Kot lahko vidite, lahko mehanizem učinka tople grede zlahka upraviči vsaka oseba, ki je študirala standardni tečaj fizike v šoli. Pojav je precej preprost, toda koliko težav prinaša na naš planet!

Pojav izraza

Treba je vedeti, da je Joseph Fourier avtor efekta tople grede v smislu njegovega začetnega opisa v literaturi. Toda kdo je izumil izraz sam? Žal, zagotovo ne bomo dobili odgovora na to vprašanje. V kasnejši literaturi je fenomen, ki ga je odkril Fourier, prejel sodobno ime. Danes vsak ekolog pozna izraz "toplogredni učinek".

Toda glavno odkritje Fourierja je bilo utemeljitev dejanske identitete Zemljinega ozračja in navadnega stekla. Preprosto rečeno, vzdušje našega planeta je popolnoma prepustno za vidno svetlobno sevanje, vendar ga v infrardečem razponu ne prehaja dobro. Zemlje, ki so nabirale toploto, praktično ne dajejo proč. To je bil avtor efekta tople grede. Toda zakaj se ta učinek pojavlja?

Da, opisali smo primitivni mehanizem njegovega videza, vendar je sodobna znanost dokazala, da se lahko v običajnih pogojih IR-žarki še vedno prosto segajo preko planetarnega ozračja. Kako se zgodi, da naravni mehanizmi za prilagoditev "ogrevalne sezone" ne uspejo?

Vzroki

Na splošno smo jih opisali dovolj podrobno na samem začetku našega članka. Pojav tega pojava olajšujejo naslednji dejavniki:

• Stalno in prekomerno gorenje fosilnih goriv.
• Vsako leto vse več količin industrijskih plinov vstopi v ozračje planeta.
• Gozdovi se nenehno zmanjšujejo, njihova območja se zmanjšujejo zaradi požarov in degradacije plasti tal.
• Anaerobna fermentacija, sprostitev metana od dna oceanov.

Morali bi vedeti, da so glavni "krivci", ki sprožijo mehanizem učinka tople grede, naslednji pet plinov:

• Divalent ogljikov monoksid, je tudi ogljikov dioksid. Učinek tople grede v višini 50% je zagotovljen na njegove stroške.
• Karbonske spojine klora in fluora (25%).
• Dušikov dioksid (8%). Toksični plin, tipičen odpadek slabo opremljene kemične in metalurške industrije.
• Zemeljski ozon (7%). Kljub svoji odločilni vlogi pri zaščiti Zemlje pred čezmernim ultravijoličnim sevanjem lahko prispeva k ohranjanju toplote na njegovi površini.
• Približno 10% metana.

Od kod prihajajo ti plini? Kakšen je njihov učinek?

- Ogljikov dioksid. To je v velikih količinah, ki pridejo v ozračje, ko oseba opeče fosilna goriva. Približno tretjina presežka (nad naravnim) ravna zaradi dejstva, da oseba intenzivno uničuje gozdove. Enako funkcijo izvaja stalno pospeševalni proces dezertifikacije plodnih zemljišč.

Vse to pomeni zmanjšanje količine vegetacije, ki lahko učinkovito absorbira ogljikov dioksid, ki na več načinov spodbuja učinek tople grede. Vzroki in posledice tega pojava so med seboj povezani: volumen vsake izvrže v ozračje dvovalentnim ogljikovim oksidom raste približno 0,5%, ki stimulira tako nadaljnjo koncentracijo presežne toplote in degradacijskih procesov vegetacije na površini.

- Klorofluoroogljikovodiki. Kot smo že povedali, te spojine zagotavljajo učinek tople grede 25%. Vzroke in posledice tega pojava so dolgo časa preučevali. V ozračju se pojavljajo zaradi industrijske proizvodnje, še posebej zastarele. Nevarne in strupene hladilne tekočine vsebujejo te snovi v velikih količinah, ukrepi za preprečevanje puščanja pa očitno ne dajejo pričakovanega rezultata. Posledice njihovega videza so še bolj grozljive:

• Prvič, so izredno strupene za ljudi in živali, in za rastlinstvo soseska s fluoridnimi in klornimi spojinami ni zelo uporabna.
• Drugič, te snovi lahko znatno pospešijo razvoj učinka tople grede.
• Tretjič, uničijo ozonski plašč, ki ščiti naš planet od agresivnega ultravijoličnega sevanja.

- Metan.Eden najpomembnejših plinov, katerega povišana vsebnost v ozračju pomeni izraz "učinek tople grede". Treba je vedeti, da se je v samo sto letih njen obseg v ozračju planeta podvojil. Načeloma večji del tega izvira iz precej naravnih virov:

• Riževa polja v Aziji.
• Živinorejski kompleksi.
• Sistemi za čiščenje gospodinjskih odplak velikih naselij.
• Pri razpadanju in razgradnji organskih snovi v globinah morskih peskov, na odlagališčih.

Obstajajo poročila, da emisije velikih količin metana izvirajo iz globin svetovnega oceana. Morda je ta pojav razložen z vitalno dejavnostjo velikih bakterijskih kolonij, za katere je metan glavni stranski produkt presnove.

Posebno je treba poudariti "prispevek" k razvoju učinka tople grede na strani podjetij, ki proizvajajo nafto: veliko količino tega plina se v ozračje oddaja kot stranski proizvod. Poleg tega se vedno bolj razširjeni film naftnih derivatov na površini svetovnega oceana prispeva k pospešenemu razkrajanju organskih snovi, ki ga spremljajo emisije metana.

- Dušikov oksid. V velikih količinah se tvori v številnih kemičnih proizvodih. On je nevaren, ne le najučinkovitejša udeležba v mehanizmu toplogrednih plinov. Vprašanje je, da ta snov v kombinaciji z atmosfersko vodo tvori najbolj pravo dušikovo kislino tudi v šibki koncentraciji. Od tu je vse, kar izvira kislinske deževnice, ki imajo zelo negativen vpliv na zdravje ljudi.

Teoretični scenariji globalnih podnebnih motenj

Kakšne so globalne posledice učinka tople grede? O tem je o tem težko reči, saj so znanstveniki daleč nedvoumno zaključeni. Trenutno je naenkrat več scenarijev. Za razvoj računalniških modelov se upoštevajo številni različni dejavniki, ki lahko pospešijo ali upočasnijo razvoj učinek tople grede. Oglejmo si katalizatorje tega procesa:

• Izolacija plinov, opisanih zgoraj, kot rezultat človeške tehnogenske aktivnosti.
• Emisija CO₂ zaradi termičnega razkroja naravnih ogljikovodikov. Zanimivo je vedeti, da skorja našega planeta vsebuje 50.000-krat več ogljikovega dioksida kot v zračnem prostoru. Seveda je to kemično vezan ogljikov monoksid.
• Ker so glavni učinki toplogrednih učinkov povečanje temperature vode in zraka na površini planeta, se izhlapi vlaga s površine morij in oceanov. Posledično je prepustnost ozračja za infrardeče sevanje še huje.
• Oceani vsebujejo približno 140 trilijonov ton ogljikovega dioksida, ki se, kot se dvigne temperatura vode, prav tako začne intenzivno sproščati v ozračje, kar prispeva k bolj dinamičnemu razvoju procesa toplogrednih plinov.
• Padajoča refleksija planeta, ki vodi v pospešeno kopičenje toplote zaradi svoje atmosfere. To olajšuje taljenje ledenikov in dezertifikacijo zemlje.

Kateri dejavniki upočasnijo razvoj učinka tople grede?

Predpostavlja se, da se glavni toplejši tok - zalivski tok - stalno upočasni. V prihodnosti bo to povzročilo znatno znižanje temperature, kar bo upočasnilo učinek kopičenja toplogrednih plinov. Poleg tega za vsako stopnjo splošnega segrevanja približno 0,5% površine poveča oblak preko celotne površine planeta, ki prispeva k znatnemu zmanjšanju količine toplote, ki se zemlja prejme od prostora.

Opomba: bistvo učinka tople grede je povečanje skupne temperature zemeljske površine. Seveda, nič dobrega o tem, vendar pa je bilo ti dejavniki pogosto prispevajo k in ublažitev posledic tega pojava. Načeloma, to je razlog, zakaj mnogi znanstveniki in verjamejo, da je predmet samega globalnega segrevanja opredeliti kot povsem naravni pojav, da je celotna zgodovina Zemlje redno prišlo.

Večja volatilnost postane bolj letna padavina. To povzroča tako močvirja obnovitve in pospešeno rast rastlinstva, ki je odgovorna za recikliranje odvečnega ogljikovega dioksida v ozračju planeta. Prav tako se pričakuje, da se bo povečala količina padavin v prihodnje prispevala k bistveno večji območju plitvih tropskih morjih.

Korale, ki živijo v njih, so najpomembnejši izrabljalci ogljikovega dioksida. Ker je kemično vezan, gre za gradnjo okostja. Nazadnje, če človeštvo celo rahlo zmanjša stopnjo krčenja gozdov, se bo njihovo območje zelo hitro okrevalo, saj je isti ogljikov dioksid odličen stimulant za širjenje rastlin. Kakšne so možne posledice učinka tople grede?

Glavni scenariji prihodnosti našega planeta

V prvem primeru znanstveniki nakazujejo, da se bo globalno segrevanje zgodilo počasi. In ta pogled ima veliko podpornikov. Verjamejo, da bo svetovni ocean, ki je ogromen akumulator, sposoben dolgo časa absorbirati prekomerno toploto. Morda ne bo eno tisočletje, preden se bo podnebje na planetu radikalno spremenilo.

Druga skupina znanstvenikov pa se zavzema za relativno hitro različico katastrofalnih sprememb. Ta problem učinka tople grede je zdaj zelo priljubljen, o njem razpravlja skoraj vsak znanstveni kongres. Na žalost obstaja dovolj dokazov za to teorijo. Menimo, da se je v zadnjih sto letih koncentracija ogljikovega dioksida povečala za vsaj 20-24%, količina metana v ozračju pa se je povišala za 100%. V najbolj pesimističnem scenariju se verjame, da se lahko temperatura planeta do konca tega stoletja dvigne na rekordnih 6,4 ° C

Tako bo v tem primeru učinek tople grede v zemeljskem ozračju preprosto povzročil smrtonosne težave za vse prebivalce obalnih območij.

Močno povečanje ravni svetovnega oceana

Dejstvo je, da so takšne temperaturne anomalije polne izjemno ostre in skoraj nepredvidljive rasti svetovnega oceana. Na primer, od leta 1995 do leta 2005. ta številka je bila 4 cm, čeprav so se znanstveniki med seboj povezovali in rekli, da ne smemo čakati na dvig nad nekaj centimetrov. Če se vse nadaljuje z enako hitrostjo, bo do konca 21. stoletja raven svetovnega oceana vsaj 88-100 cm nad sedanjo normo. Medtem, približno 100 milijonov ljudi na našem planetu živi le približno 87-88 cm nad gladino morja.

Zmanjšanje odbojnosti površine planeta

Ko smo pisali o učinkih tople grede, je članek večkrat omenil, da spodbuja nadaljnje zmanjšanje odbojnosti zemeljske površine, kar je olajšano zaradi krčenja in dezertifikacije.

Mnogi raziskovalci kažejo, da lahko kapica ledu na polih zmanjšali celotno temperaturo svetu najmanj dveh stopinj in led, ki pokriva površino polarnega vode močno zavira proces izmet v atmosferi ogljikovega dioksida in metana. Poleg tega na področju polarnih ledenih kapic na splošno ni vodnih hlapov, kar znatno spodbuja svetovni učinek toplogrednih plinov.

Vse to je tako vpliva na globalno vodni krog, da je tornado frekvenco, pošastne v uničujočo silo orkani in tornadi bo povečala za nekajkrat, tako da je skoraj nemogoče za ljudi, ki živijo, tudi na tistih področjih, ki so zelo oddaljena od obale oceanov. Na žalost bo prerazdelitev vode vodila do nasprotnega pojava. Danes so suše problem 10% sveta, v prihodnosti pa lahko število takih regij raste na 35-40% hkrati. To je žalostna priložnost za človeštvo.

Za našo državo je napoved v tem primeru veliko ugodnejša. Klimatologi verjamejo, da bo večina ozemlja Rusije povsem primerna za normalno kmetovanje, podnebje bo postalo precej mehkejše. Seveda bo večina obalnih območij (in jih imamo veliko) preprosto poplav.

Tretji scenarij predvideva, da bo kratek čas dvigovanja temperature nadomeščen z globalnim hlajenjem. O upadu Zalivskega toka smo že govorili o posledicah. Predstavljajte si, da je toplo v polni ostanovitsyahellip- Seveda, pred dogodki opisani v filmu "The Day After Tomorrow", da ne bo prišel, vendar bo svet zagotovo postal precej hladneje. Ampak ne dolgo.

Nekateri matematiki se držijo teorije (modelirano, seveda), po katerem bo učinek tople grede na Zemljo vodilo do dejstva, da podnebje v Evropi 20-30 let ne bo več toplejše kot v naši državi. Prav tako predlagajo, da se bo po tem segrevanje nadaljevalo, scenarij katerega je opisan v drugi različici.

Zaključek

Karkoli je bilo, vendar dobro v napovedih znanstvenikov ni toliko. Ostanek je le upati, da je naš planet bolj kompleksen in popoln mehanizem, kot si predstavljamo. Morda se bo mogoče izogniti takim žalostnim posledicam.