Парниковый эффект в атмосфере Земли и его возможные последствия

Что такое парниковый эффект

Явление связано с воздействием на планету радиационного излучения определенной величины, источником появления которого является Солнце. Короткие волны нагревают поверхность Земли. Отсутствие значительного препятствия для такого эффекта объясняется наличием в атмосфере парниковых газов, пропускающих излучение. Атмосферные аэрозоли отражают какую-то часть энергии.

В процессе нагрева планета возвращает радиационное тепло в виде инфракрасных лучей, то есть длинных волн. Парниковые газы сдерживают высвобождение этого излучения в космическое пространство. Часть задействованной энергии уходит в космос, но большая доля возвращается, что способствует повышению температуры на планете.

Перечислим основные парниковые газы в земной атмосфере:

1. Углекислый газ обладает антропогенным характером возникновения, имеет большое значение, формируется в процессе круговорота углерода, вырабатывается в крупных объемах в результате хозяйственной деятельности человека, в том числе, промышленным путем, что представляет опасность и сопровождается множеством проблем для климата.
2. Метан отличается образованием значительного парникового эффекта, представлен в меньшей концентрации по сравнению с углекислым газом в атмосфере, образуется в болотистой местности и термитниках. Антропогенными источниками метана являются мусорные свалки, предприятия сельскохозяйственного сектора, районы добычи полезных ископаемых, а именно, угля и природного газа.
3. Закись азота в сущности является результатом процесса, когда сжигают твердый мусор и топливные ресурсы. Превалирующие объемы закиси азота в атмосфере образованы в результате сельскохозяйственной деятельности человека.
4. Синтетические химикаты, образованные при работе промышленных предприятий и комплексов химической отрасли, к примеру, гидрофторуглероды, галогенированные углеводороды, гексафторид серы и прочие синтетические газообразные соединения.
5. Озон представлен в стратосфере и тропосфере воздушной оболочки нашей планеты. Этот газ не сопровождается существенным парниковым эффектом.
6. Пары воды в большой концентрации содержатся в объеме парниковых газов, но производят незначительный эффект.

На каких планетах проявляется естественный парниковый эффект

Стоит отметить, что без естественного парникового эффекта жизнь на нашей планете не смогла бы зародиться и развиваться. Без этого явления температурный режим мог бы составить около -18°C. В таком случае водные источники, в том числе, соленые, замерзают. Это неблагоприятные условия для флоры и фауны. Благодаря наличию парникового эффекта, средний температурный режим на Земле составляет 15°C.

Ярко выраженным парниковым эффектом характеризуется Венера, если рассматривать небесные тела нашей Солнечной системы. На этой планете атмосфера почти целиком состоит из углекислого газа. При таких условиях температурный режим на поверхности Венеры составляет 475°C

Причины

Согласно многолетним исследованиям, для нашей планеты характерен постоянный энергетический обмен. Если учитывать закономерность сохранения энергии, известную еще с уроков физики, то можно говорить о балансе радиации. С другой стороны, человечество нарушает природные законы своей активной хозяйственной деятельностью, и баланс нарушается.

При повышении концентрации в атмосфере парниковых газов можно наблюдать скопление тепла на Земле. В результате инфракрасное излучение не может покинуть пределы планеты и в какой-то части остается на поверхности. Таким образом, температурный режим повышается. По заключениям ученых в среднем он вырос на 1,1°C, если отсчитывать с конца девятнадцатого века. Стоит отметить, что при колебаниях характеристик средней температуры в 4°C ранее наблюдались ледниковые периоды.

По этой причине даже такой небольшой перепад следует воспринимать максимально серьезно. По итогам заключений сформирован консенсус в научном сообществе относительно сильного увеличения объема парниковых газов в атмосфере по причине деятельности человечества. Факторы, как следствие, усиливающие данный эффект:

• производственные выбросы;
• извлечение полезных ископаемых из недр планеты;
• работа угольных электростанций;
• выхлопные газы от техники и автомобилей;
• экстенсивная сельскохозяйственная деятельность;
• использование различных зданий;
• пожары в лесах;
• вырубка деревьев.

Последствия

Смена температурного режима находится в прямой пропорциональной зависимости от уровня радиации. По расчетам ученых, при увеличении в два раза углекислого газа на нашей планете потеплеет на 1,5°C - 4,5°C. Рассматриваемый интервал носит название климатической чувствительности. В данное время содержание углекислого газа в атмосфере в 1,5 раза превышает уровень доиндустриального периода.

Наиболее разрушительные результаты парникового эффекта заключаются в таянии ледников и засушливой погоде. Перечислим другие последствия:

• повышение температуры океанов, что сопровождается интенсивным испарением воды;
• таяние ледников, которые расположены в регионах вечной мерзлоты;
• сбои в циркуляции воздушных масс;
• увеличение плотности облаков на небе;
• аномалии погоды.

Парниковый эффект сопровождается глобальным потеплением. Это явление, в свою очередь, приводит к дисбалансу в экосистемах. В результате исчезают многие виды растительного и животного мира. Биоразнообразие на Земле существенно сокращается. Кроме того, происходят следующие процессы:

• увеличение частоты и мощности стихийных бедствий;
• сокращение ресурсов природного происхождения, что влечет голод;
• снижение урожайности сельскохозяйственных культур;
• распространение заболеваний и инфекций, которые активны при жарких климатических условиях;
• смещение климатических зон в направлении полюсов.

В каких широтах парниковый эффект сильнее

Стоит отметить неравномерность в изменении климатических параметров Земли. К примеру, повышение температуры проявляется более интенсивно в высоких широтах. Если территории недалеко от экватора, то потепление ощущается в меньшей степени. С другой стороны, нельзя пренебрегать мультипликативным эффектом. Таким образом, формируется «цепная реакция» негативных факторов.

Если усредненное значение температурного режима повышается при усилении степени парникового эффекта, то такое явление характеризуется дополнительной эскалацией температуры. В результате криосфера заметно сокращается, ледники таят, температура в зоне вечной мерзлоты увеличивается, площади скованных льдами территорий уменьшаются. Максимальный эффект можно наблюдать в высокоширотных регионах и горах.

По данным Oxford Economics, основанных на анализе экономики развитых и развивающихся государств, сформулирован прогноз снижения всемирного ВВП на 20% к 2100 году. Это вероятно при стабильном росте температурного режима на Земле существующими темпами, то есть около 0,2°C за десять лет. Аналогичные результаты представили специалисты из Стэнфорда и Калифорнийского университета.

Согласно экспертному заключению в большей степени будет нанесен урон экономическому положению Индии. При имеющейся скорости роста температуры ВВП страны снизится на 90% к 2100 году. При более низкой температуре по сравнению с существующими значениями в Нигерии показатель ВВП мог бы быть больше на 35%, чем в настоящее время. Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о прямом влиянии температурного режима на уровень экономического развития разных государств.

Способы борьбы

По смысловой нагрузке методики предотвращения парникового эффекта классифицируют на фантастические и реальные. К примеру, в первом случае можно рассказать об идее распыления серебряных частиц в атмосфере нашей планеты, которые отражали бы лучи Солнца. В результате нагрев Земли прекращается, как и обратная теплоотдача. Другим фантастическим способом борьбы с парниковым эффектом является искусственная генерация облаков для отражения солнечных лучей.

Перечислим доступные для применения решения и способы снижения парникового эффекта:

• сокращение потребления углеводородов в виде топливных ресурсов;
• использование возобновляемых энергетических источников;
• повышение уровня энергоэффективности предприятий;
• модернизация технологических процессов, способствующих экономию энергии;
• формирование эффективной системы управления лесными хозяйствами;
• контроль лесных пожаров;
• переход к инновационным методикам в сельскохозяйственной отрасли;
• восстановление почв, предотвращение потери гумуса;
• отказ от личных автомобилей в пользу велосипедного, электрического и общественного транспорта.