Dėl to susidaro didžioji dalis šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Priežastys, esama būklė ir šiltnamio efekto didinimo problemos sprendimo būdai
1–5 pavojingumo klasių atliekų išvežimas, perdirbimas ir šalinimas
Dirbame su visais Rusijos regionais. Galiojanti licencija. Pilnas komplektas uždarymo dokumentai. Individualus požiūris į klientą ir lanksti kainų politika.
Naudodami šią formą galite palikti užklausą dėl paslaugų, prašyti komercinio pasiūlymo arba gauti nemokama konsultacija mūsų specialistai.
Šiuolaikiniame sparčiai besivystančiame pasaulyje imamasi naujų technologinių bandymų kovoti su tarša ir atliekomis. Tačiau viena problema vis dar neišspręsta: šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Ir nors daugelis iš mūsų yra apie tai girdėję, vis dar nepakankamai žinome, kokias pasekmes tai sukelia.
Koncepcija
Šiltnamio dujos yra visų planetų atmosferose. Jų susidarymas yra natūralus procesas, susijęs su šiluminės energijos savybių ypatumais. Iki pirmųjų gyvų būtybių atsiradimo jie buvo aktyviai gaminami gamtinės sąlygos. Dujos planetoje egzistavo nuo pat pirmųjų atmosferos užuomazgų, būtent jų dėka susidarė sąlygos gyvybei.
Specifinė koncentracija gamtinių dujų leido sukurti tinkamą temperatūrą visiems gyviems organizmams. Pasirodo, jų formavimasis iš pradžių buvo siejamas tik su natūraliu natūralus fenomenas ir procesai. Kaip tai nutiko?
Viskas prasidėjo nuo tos akimirkos, kai saulės spinduliai pradėjo šildyti planetos paviršių. Anglies dioksidas ir kiti komponentai, patekę į atmosferą, turėjo dalį šios energijos, neleidžiant jai visiškai atsispindėti nuo paviršiaus ir išleisti į atmosferą. erdvė. Šildymo efektas, kurį sukelia šis reiškinys, priminė tai, kas vyksta sodininko šiltnamyje.
Vėliau prie gamtinių dujų šaltinių prisijungė aktyvūs ugnikalniai. O po žaliųjų augalų atsiradimo Žemėje ėmė formuotis sąlygos gyvybei.
Iki tam tikro momento atmosferos būklė ir toliau buvo ideali: gyvūnų ir daržovių pasaulis sparčiai vystėsi. Ir milijonus metų trukusi evoliucija galiausiai paskatino Homo Sapiens atsiradimą – arba jos kūrybos vainiką, arba prakeikimą.
Gamybos plėtra, kuro naudojimas, žemės ūkio raida ir chemijos pramonė sukėlė emisijas šiltnamio dujos padidėjo, destabilizavo atmosferos būklę. Žmonija susiduria su rimta problema, susijusia su tolimesne planetos gerove: šiltnamio efektu, kurį sukelia šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekio padidėjimas.
Junginys
Iš paties termino aišku, kad šiltnamio efektą sukeliančios dujos apima daugiau nei vieną cheminį komponentą, ir jie veikia kartu. 1997 metais JT priėmė susitarimą – Kioto protokolą, kuris gavo pavadinimą iš miesto, kuriame vyko susitikimas, pavadinimo. Be pagrindinio reikalavimo, pateikto daugumai pasaulio šalių, kuris reiškia laipsnišką šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo į atmosferą lygio mažinimą, dokumente taip pat patvirtintas sąrašas. pavojingos medžiagos. Taigi šiltnamio efektą sukeliančios dujos apima:
- anglies dioksidas
- metanas
- azoto oksidas
- vandens garai
- freonai
- perfluorangliavandeniliai
- sieros heksafluoridas
Pagrindiniai keturi
Nors visos sąraše esančios medžiagos turi didelį poveikį, pagrindinės šiltnamio efektą sukeliančios dujos yra anglies dioksidas, metanas, azoto oksidas ir ozonas.
Anglies dioksidas yra viena iš labiausiai paplitusių dujų atmosferoje. Jo dalis sudaro apie 64%, o klimatui ji daro didžiausią įtaką. Iš pradžių šaltinis buvo ugnikalniai: tam tikru planetos vystymosi etapu ugnikalnių aktyvumas buvo toks didelis, kad Pasaulio vandenynas tiesiogine prasme virė.
Šiandien CO 2 kiekio padidėjimą atmosferoje daugiausia įtakoja žmogaus veikla. Šiltnamio efektą sukeliančių dujų išsiskyrimas deginant įvairias kuro medžiagas, padidėjusi emisija ir miškų kirtimas – šie veiksniai kasmet didina dujų kiekius.
Metano šiltnamio efektas yra 25 kartus stipresnis ir pavojingesnis nei anglies dioksido. Jo lygio padidėjimą palengvina plėtra Žemdirbystė, nes pagrindiniai jo šaltiniai yra gyvulininkystės atliekos, degimo procesai ir ryžių auginimas. Šiandien šie skaičiai laikomi rekordiniais, nors jų augimo tempas sumažėjo.
Azoto oksidas užima vieną iš pirmaujančių vietų pagal tūrį atmosferoje. Pagrindinis šaltinis – su įvairiomis mineralinėmis trąšomis susijusių medžiagų gamyba ir naudojimas. Egzistuoja natūralus pavasaris gamtinės dujos – atogrąžų džiunglės. Remiantis skaičiavimais, tokiose vietose pagaminama apie 70 % medžiagos.
Ozonas, kuris neturi nieko bendra su gyvybės gelbėjimu ozono sluoksnis, yra apatiniuose troposferos sluoksniuose. Jis gali ne tik sustiprinti šiltnamio efektą, bet ir pakenkti žaliosioms erdvėms, kai jo koncentracija šalia Žemės yra labai didelė. Pagrindiniai ozono šaltiniai:
- pramoninės emisijos
- transporto priemonių išmetamų teršalų
- įvairūs cheminiai tirpikliai
Ne mažiau pavojinga
Freonas, heksafluoridas, perfluorangliavandeniliai ir vandens garai taip pat laikomi pavojingomis dujomis, daugiausia todėl, kad visos jos, išskyrus vandens garus, yra dirbtinės medžiagos. Jos įtraukiamos į privalomą šiltnamio efektą sukeliančių dujų skaičiavimą, leidžiantį įvertinti įmonių metinę žalą.
- Freonuose yra daug medžiagų, ir, nepaisant to, kad jų tūris yra mažesnis nei CO 2, poveikis gali būti 1300–8500 kartų didesnis! Jie patenka į atmosferą naudojant aerozolius ir šaldymo įrenginius.
- Perfluorangliavandeniliai yra šalutinis poveikis aliuminio, elektros įrangos ir tirpiklių gamyba.
- Sieros heksafluoridas naudojamas gaisrų gesinimo srityje, taip pat pramonėje (elektronikoje ir metalurgijoje). Šios šiltnamio efektą sukeliančios dujos atmosferoje ilgai nesuyra, todėl yra ypač pavojingos. Kaip ir freonų atveju, šios dvi medžiagos turi stipriausią šiltnamio efektą.
- Vandens garai užima ypatingą vietą tarp šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Nors jų formavimasis yra išskirtinai natūralus procesas, jie sudaro didelę įtaką vystymuisi šiltnamio efektas. Remiantis jo pavyzdžiu, galima įvertinti visą problemos mastą: dėl šiltnamio efektą sukeliančių dujų koncentracijos planetoje kyla temperatūra, o tai savo ruožtu padidina vandens garų tūrį, o tai sustiprina šiltnamio efektą. Pasirodo baisu uždara sistema, išeities iš kurios reikia ieškoti kuo greičiau, kol pokyčiai Žemėje netaps negrįžtami.
Sprendimas
Šiltnamio efektas sukels daugybę nemalonių pasekmių, kuris paveiks visus gyvus dalykus. Žinoma, šie pasauliniai pokyčiai turės didelę įtaką žmogaus gyvenimui:
- Kylant temperatūrai drėgnose vietose padidės drėgmė, o sausose vietose padėtis bus dar blogesnė.
- Kylantis jūros lygis sukels pakrančių zonų ir salų valstybių potvynius.
- Pasikeitus gyvenimo sąlygoms nuo Žemės paviršiaus išnyks apie 40% gyvūnų ir augalų rūšių.
- Žemės ūkis taip pat patirs rimtą smūgį, sukeldamas badą visame pasaulyje.
- o kylant temperatūrai išdžius požeminiai šaltiniai ir dėl to trūks geriamojo vandens.
Ateinančiais dešimtmečiais būtina sustabdyti žalingą šiltnamio efektą sukeliančių dujų poveikį, kitaip pasekmės taps negrįžtamos. Valstybiniu lygmeniu pagrindiniai veiksmai yra susiję su vienodų šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos kokybės ir kiekių standartų nustatymu. Taigi visos įmonės ir organizacijos privalo reguliariai vertinti padarytą žalą aplinką savo veiklą apskaičiuojant išmetamųjų teršalų kiekį. Jo standartinė formulė apima skaičiavimus, susijusius su kiekvieno šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekio nustatymu ir vėlesniu jų perskaičiavimu į ekvivalentą anglies dioksidas.
Iš valstybių reikalaujama aktyviai skatinti technologinį gamybos tobulinimą, dėl kurio sumažės kenksmingų dujų kiekis. Organizacijoms, kurios nesilaiko aplinkosaugos taisyklių, turėtų būti taikomos griežtos nuobaudos, o įmonėms, kurios siekia veikti pagal naujus aplinkosaugos standartus, turėtų būti teikiama stipri parama ir paskatos.
Kova su transporto išmetamais teršalais, aktyvus vystymasis aplinkai nekenkiančios žemės ūkio rūšys, taip pat naujų saugių energijos šaltinių paieška ir plėtra – visos šios priemonės lems šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekio ir pasekmių mažinimą.
Pasekmė
Šiuolaikinis amžius pažymėtas aukštųjų technologijų, sukurti gamybos metodai ir kolosalūs atradimai, pasižymi ir tuo, kad planetos ekologinės būklės atkūrimo klausimai tampa vis aktualesni. Aplinkosaugos problemos sprendžiamos ne tik aktyvistų iniciatyva, bet ir valstybiniu lygiu. Kuriamos programos, kuriomis siekiama stabilizuoti ekologinę pusiausvyrą atskiruose regionuose ir šalyse.
Šiltnamio efektą sukeliančios dujos yra natūralus planetos vystymosi rezultatas. Bet žmogaus veikla, neatsargus gamtos atžvilgiu, sukėlė rimtą šių medžiagų disbalansą atmosferoje. Rezultatas buvo šiltnamio efektas – vienas pagrindinių aplinkos problemos modernumas. Pasauliniu lygiu imamasi didelio masto kovos su ja veiksmų.
Svarbu suprasti, kad jūsų indėlis yra didžiausias paprasti veiksmai prisidėti gali visi žmonės: racionalus transporto priemonių, vandens ir elektros naudojimas, energiją taupančių technologijų parama ir teritorijos švara – visa tai mažina Neigiama įtaka dujų Kiekvieno žmogaus atsakomybė aplinkai tampa maža, bet svarbus žingsnis išgelbėti mūsų planetą.
Šiltnamio dujos
Pagrindinės šiltnamio efektą sukeliančios dujos yra vandens garai (H 2 O), dėl kurių susidaro maždaug du trečdaliai natūralaus šiltnamio efekto. Kitos pagrindinės šiltnamio efektą sukeliančios dujos yra anglies dioksidas (CO2), metanas (CH4), azoto oksidas (N2O) ir fluorintos šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Šios dujos reguliuojamos Kioto protokolu.
CFC ir HCFC taip pat yra šiltnamio efektą sukeliančios dujos, tačiau jas reglamentuoja Monrealio, o ne Kioto protokolas.
Pats stratosferos ozonas yra šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Taigi ozono sluoksnio ardymas sušvelnino kai kuriuos klimato kaitos aspektus, o ozono sluoksnio atkūrimas padidins klimato kaitą.
Anglies dioksidas
Pagrindinis (dirbtinio) šiltnamio efekto stiprinimo dalyvis yra anglies dioksidas (CO 2). Pramoninėse šalyse CO 2 sudaro daugiau nei 80 % šiltnamio efektą sukeliančių dujų.
Šiuo metu pasaulis kasmet išmeta daugiau nei 25 milijardus tonų anglies dvideginio. CO 2 /sub> gali išlikti atmosferoje nuo 50 iki 200 metų, priklausomai nuo to, kaip jis grąžinamas į žemę ir vandenynus.
Metanas
Antros pagal svarbą šiltnamio efektą sukeliančios dujos, skatinančios šiltnamio efektą, yra metanas CH4. Nuo pramonės revoliucijos pradžios metano koncentracija atmosferoje padvigubėjo ir sudaro 20 % šiltnamio efektą sukeliančių dujų poveikio. Pramoninėse šalyse metanas paprastai sudaro 15 % šiltnamio efektą sukeliančių dujų.
Antropogeninės metano emisijos yra susijusios su kasyba, iškastinio kuro deginimu, gyvulininkyste, ryžių auginimu ir sąvartynais.
Metano GWP yra 23 kartus didesnis nei CO 2 .
Azoto oksidas
Azoto oksidas (N2O) natūraliai išsiskiria iš vandenynų ir atogrąžų miškų bei dirvožemyje esančių bakterijų. Žmogaus įtakos šaltiniai yra azoto trąšos, iškastinio kuro deginimas ir pramoninės gamybos cheminės medžiagos, kuriose naudojamas azotas, pavyzdžiui, nuotekų valymas.
Išsivysčiusiose šalyse N2O sukelia maždaug 6 % šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Kaip ir CO 2 ir metanas, azoto oksidas yra šiltnamio efektą sukeliančios dujos, kurių molekulės sugeria šilumą, kuri bando išgaruoti į erdvę. N 2 O potencialas yra 310 kartų didesnis nei CO 2 .
Nuo pramonės revoliucijos pradžios azoto oksido koncentracija atmosferoje padidėjo 16 % ir 4–6 % prisideda prie šiltnamio efekto.
Fluorintos šiltnamio efektą sukeliančios dujos
Paskutinė šiltnamio efektą sukeliančių dujų grupė apima fluorintus komponentus, tokius kaip hidrofluorangliavandeniliai (HFC), kurie naudojami kaip šaltnešiai ir perfluorintos anglies (PFC), kurios išsiskiria gaminant aliuminį; ir sieros heksafluoridai (SGF-SF 6), kurie naudojami elektronikos pramonėje.
Tai vienintelės šiltnamio efektą sukeliančios dujos, kurios nesigamina gamtoje.
Koncentracijos atmosferoje yra mažos ir sudaro apie 1,5% visų pramoninių šalių šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Tačiau jie yra nepaprastai galingi; jie turi 1000–4000 kartų didesnį potencialą nei CO 2, o kai kurie – daugiau nei 22 000 kartų didesnį potencialą.
HFC yra viena iš HCFC alternatyvų šaldant, kondicionuojant ir putojant. Todėl šių galingų šiltnamio efektą sukeliančių galimybių pasekmės yra vienas iš veiksnių, į kurį reikia atsižvelgti renkantis alternatyvas ir kuriant šalinimo strategijas.
Sovietinis klimatologas ir meteorologas Michailas Ivanovičius Budyko dar 1962 m. pirmasis paskelbė mintis, kad žmonijai sudeginus didžiulį kiekį įvairaus kuro, kuris ypač išaugo XX amžiaus antroje pusėje, neišvengiamai padidės jo kiekis. anglies dioksido kiekiu atmosferoje. Ir žinoma, kad saulės ir giluminės šilumos išsiskyrimas iš Žemės paviršiaus į kosmosą yra atidėtas, o tai sukelia efektą, kurį stebime stikliniuose šiltnamiuose. Dėl šio šiltnamio efekto vidutinė atmosferos paviršiaus sluoksnio temperatūra turėtų palaipsniui didėti. M. I. Budyko išvados sudomino Amerikos meteorologus. Jie patikrino jo skaičiavimus, patys atliko daugybę stebėjimų ir šeštojo dešimtmečio pabaigoje tvirtai įsitikino, kad šiltnamio efektas Žemės atmosferoje egzistuoja ir auga.
Pagrindinės šiltnamio efektą sukeliančios dujos, atsižvelgiant į numatomą poveikį Žemės šilumos balansui, yra vandens garai, anglies dioksidas, metanas ir ozonas bei azoto oksidas.
Ryžiai. 3. Šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijų struktūra pagal šalis
Vandens garai yra svarbiausios natūralios šiltnamio efektą sukeliančios dujos, kurios labai prisideda prie šiltnamio efekto ir yra labai teigiami atsiliepimai. Oro temperatūros padidėjimas padidina atmosferos drėgmės kiekį, išlaikant santykinę drėgmę, o tai padidina šiltnamio efektą ir taip prisideda prie tolesnio oro temperatūros padidėjimo. Vandens garų įtaka gali pasireikšti ir per padidėjusį debesuotumą bei kritulių kiekio pokyčius. Ekonominė veiklaŽmonės išskiria mažiau nei 1% vandens garų.
Anglies dioksidas (CO2) . Kuriant šiltnamio efektą, be vandens garų, svarbiausią vaidmenį atlieka anglies dioksidas. Planetinis anglies ciklas yra sudėtinga sistema, kurios veikimą skirtingais būdingais laikais lemia įvairūs procesai skirtingi greičiai CO2 ciklas. Anglies dioksidas, kaip ir azotas bei vandens garai, pateko ir toliau patenka į atmosferą iš giliųjų planetos sluoksnių degazuojant viršutinę mantiją ir žemės plutą. Šie atmosferos oro komponentai yra tarp dujų, išsiskiriančių į atmosferą ugnikalnio išsiveržimų metu, išsiskiriančių iš gilių įtrūkimų Žemės pluta ir iš karštųjų versmių.
Ryžiai. 4. Anglies dioksido emisijų struktūra pagal planetos regionus 1990 m
Metanas (CH4). Metanas yra šiltnamio dujos. Jei anglies dioksido poveikio klimatui laipsnis sutartinai laikomas vienu, metano šiltnamio efektas bus 23 vienetai. Per pastaruosius du šimtmečius metano lygis atmosferoje labai sparčiai didėjo. Dabar vidutinis metano CH 4 kiekis šiuolaikinėje atmosferoje yra 1,8 ppm ( dalių už milijoną, dalių milijonui). Jo indėlis į saulės įkaitintos Žemės skleidžiamos šilumos išsklaidymą ir sulaikymą yra žymiai didesnis nei CO 2. Be to, metanas sugeria Žemės spinduliuotę tuose spektro „languose“, kurie yra skaidrūs kitoms šiltnamio efektą sukeliančioms dujoms. Be šiltnamio efektą sukeliančių dujų - CO 2, vandens garų, metano ir kai kurių kitų priemaišų, vidutinė temperatūra Žemės paviršiuje būtų tik –23°C, o dabar apie +15°C. Metanas prasiskverbia į vandenyno dugną per žemės plutos įtrūkimus ir išleidžiamas dideliais kiekiais kasybos ir deginant miškus. Neseniai buvo atrastas naujas, visiškai netikėtas metano šaltinis – aukštesni augalai, tačiau formavimosi mechanizmai ir reikšmė šis procesas dėl pačių augalų dar neišaiškinta.
Azoto oksidas (N2O) pagal Kioto protokolą yra trečios pagal svarbą šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Išleistas gamybos ir naudojimo metu mineralinių trąšų, chemijos pramonėje, žemės ūkyje ir kt. Tai sudaro apie 6% visuotinio atšilimo.
Troposferos ozonas, t.y Būdamas šiltnamio efektą sukeliančios dujos, troposferos ozonas (trop. O 3) daro tiesioginį poveikį klimatui sugerdamas ilgųjų bangų spinduliuotę iš Žemės ir trumpųjų bangų spinduliuotę iš Saulės, ir per cheminės reakcijos, kurios keičia kitų šiltnamio efektą sukeliančių dujų, pavyzdžiui, metano, koncentracijas (trop. O 3 būtinas svarbiam šiltnamio efektą sukeliančių dujų oksidatoriui – radikalui – OH susidaryti). Didėjanti takų koncentracija. Nuo XVIII amžiaus vidurio O 3 buvo trečias pagal dydį teigiamas spinduliuotės poveikis Žemės atmosferai po CO 2 ir CH 4 . Apskritai takų turinys. O 3 troposferoje lemia jo susidarymo ir naikinimo procesai vykstant cheminėms reakcijoms, kuriose dalyvauja ozono pirmtakai, kurios yra tiek natūralios, tiek antropogeninės kilmės, taip pat ozono pernešimo iš stratosferos (kur jo kiekis daug didesnis) procesai ir ozono absorbcija žemės paviršiuje. Tako gyvavimo laikas. O 3 – iki kelių mėnesių, tai yra žymiai mažiau nei kitų šiltnamio efektą sukeliančių dujų (CO 2, CH 4, N 2 O). Takų koncentracija. O3 labai skiriasi laiku, erdvėje ir aukštyje, o jo stebėjimas yra daug sunkesnis nei gerai susimaišiusių šiltnamio efektą sukeliančių dujų stebėjimas atmosferoje.
Mokslininkai padarė aiškią išvadą, kad dėl žmogaus veiklos atmosferos išmetamų teršalų labai padidėja šiltnamio efektą sukeliančių dujų koncentracija atmosferoje. Remiantis skaičiavimais naudojant kompiuterinius modelius, buvo įrodyta, kad jei dabartinis šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekis į atmosferą išliks, tada tik per 30 metų temperatūra visame pasaulyje vidutiniškai padidės maždaug 1°. Tai yra neįprastai didelis temperatūros padidėjimas, pagrįstas paleoklimato duomenimis. Reikėtų pažymėti, kad ekspertų vertinimai yra šiek tiek neįvertinti. Tikėtina, kad atšilimas padidės dėl daugelio natūralių procesų. Didesnis nei prognozuota atšilimas gali būti dėl to, kad šylantis vandenynas nesugeba iš atmosferos sugerti apskaičiuoto anglies dioksido kiekio.
Skaitinio modeliavimo rezultatai taip pat rodo, kad vidutinė pasaulinė temperatūra ateinantį šimtmetį kils 0,3°C per 10 metų. Dėl to iki 2050 metų jis gali padidėti (palyginti su ikiindustriniais laikais) 2°C, o iki 2100 metų – 4°C. Visuotinį atšilimą turėtų lydėti kritulių padidėjimas (iki 2030 m. keliais procentais), taip pat jūros lygio kilimas (iki 2030 m. – 20 cm, o iki amžiaus pabaigos – 65 cm).
Šiltnamio dujos
Šiltnamio efektą sukeliančios dujos yra dujos, kurios, kaip manoma, sukelia pasaulinį šiltnamio efektą.
Pagrindinės šiltnamio efektą sukeliančios dujos, atsižvelgiant į numatomą jų poveikį Žemės šiluminiam balansui, yra vandens garai, anglies dioksidas, metanas, ozonas, halogeninės anglies ir azoto oksidas.
vandens garai
Vandens garai yra pagrindinės natūralios šiltnamio efektą sukeliančios dujos, sukeliančios daugiau nei 60 % poveikio. Tiesioginis antropogeninis poveikis šiam šaltiniui yra nereikšmingas. Tuo pat metu dėl kitų veiksnių nulemtas Žemės temperatūros padidėjimas padidina garavimą ir bendrą vandens garų koncentraciją atmosferoje esant beveik pastoviai santykinei drėgmei, o tai savo ruožtu didina šiltnamio efektą. Taigi atsiranda tam tikrų teigiamų atsiliepimų.
Metanas
Prieš 55 milijonus metų po jūros dugnu susikaupusio milžiniško metano išsiveržimas Žemę sušildė 7 laipsniais Celsijaus.
Tas pats gali nutikti ir dabar – tokią prielaidą patvirtino NASA mokslininkai. Naudodamiesi kompiuteriniu senovės klimato modeliavimu, jie bandė geriau suprasti metano vaidmenį klimato kaitai. Šiais laikais daugumoje šiltnamio efekto tyrimų daugiausia dėmesio skiriama anglies dioksido vaidmeniui šiame reiškinyje, nors metano potencialas išlaikyti šilumą atmosferoje 20 kartų viršija anglies dioksido gebėjimą.
Įvairus Prietaisai, veikiantys dujomis, prisideda prie metano kiekio atmosferoje padidėjimo
Per pastaruosius 200 metų metano atmosferoje padaugėjo daugiau nei dvigubai dėl organinių medžiagų irimo pelkėse ir drėgnose žemumose, taip pat dėl nuotėkio iš žmogaus sukurtų objektų, tokių kaip dujotiekiai, anglies kasyklos, padidėjus drėkinimui ir išmetamųjų dujų išmetimui. gyvulių. Tačiau yra ir kitas metano šaltinis – pūvančios organinės medžiagos vandenyno nuosėdose, užšalusios po jūros dugnu.
Paprastai žemos temperatūros Ir aukštas spaudimas išlaikyti metaną po vandenynu stabilios būklės, tačiau taip buvo ne visada. Pasaulinio atšilimo laikotarpiais, pavyzdžiui, vėlyvojo paleoceno terminio maksimumo, kuris įvyko prieš 55 milijonus metų ir truko 100 tūkstančių metų, judėjimas litosferos plokštės, ypač Indijos subkontinente, sumažėjo slėgis jūros dugne ir gali sukelti didelį metano išsiskyrimą. Kai atmosfera ir vandenynas pradėjo šilti, metano emisija gali padidėti. Kai kurie mokslininkai mano, kad dabartinis visuotinis atšilimas gali lemti tą patį scenarijų – jei vandenynas smarkiai sušils.
Kai metanas patenka į atmosferą, jis reaguoja su deguonies ir vandenilio molekulėmis, sudarydamas anglies dioksidą ir vandens garus, kurių kiekvienas gali sukelti šiltnamio efektą. Remiantis ankstesnėmis prognozėmis, visas išmetamas metanas maždaug po 10 metų virs anglies dioksidu ir vandeniu. Jei tai tiesa, tada didėjanti anglies dioksido koncentracija bus pagrindinė planetos atšilimo priežastis. Tačiau bandymai patvirtinti samprotavimus nuorodomis į praeitį buvo nesėkmingi – nebuvo rasta anglies dvideginio koncentracijos padidėjimo prieš 55 mln.
Naujajame tyrime panaudoti modeliai parodė, kad staigiai padidėjus metano lygiui atmosferoje, joje mažėja su metanu reaguojančio deguonies ir vandenilio kiekis (kol reakcija sustoja), o likęs metanas ore išlieka šimtus metų, pati tapdama visuotinio atšilimo priežastimi. Ir šių šimtų metų pakanka, kad atšiltų atmosfera, ištirptų ledas vandenynuose ir pasikeistų visa klimato sistema.
Pagrindiniai antropogeniniai metano šaltiniai yra gyvulių virškinimo fermentacija, ryžių auginimas ir biomasės deginimas (įskaitant miškų naikinimą). Naujausi tyrimai parodė, kad pirmąjį mūsų eros tūkstantmetį sparčiai didėjo metano koncentracija atmosferoje (greičiausiai dėl žemės ūkio ir gyvulininkystės gamybos plėtros bei miškų deginimo). 1000–1700 metais metano koncentracijos sumažėjo 40 proc., tačiau pastaraisiais šimtmečiais vėl pradėjo didėti (galbūt dėl ariamos žemės ir ganyklų plėtros bei miškų deginimo, medienos naudojimo šildymui, padidėjusio gyvulių skaičiaus, nuotekų). ir ryžių auginimas). Tam tikrą indėlį į metano tiekimą lemia nutekėjimai lauko plėtros metu anglis ir gamtines dujas, taip pat metano emisijas iš biodujų, susidarančių atliekų šalinimo aikštelėse
Anglies dioksidas
Anglies dioksido šaltiniai Žemės atmosferoje yra vulkaninės emisijos, gyvybinė organizmų veikla ir žmogaus veikla. Antropogeniniai šaltiniai yra iškastinio kuro deginimas, biomasės deginimas (įskaitant miškų naikinimą) ir kai kurie pramoniniai procesai (pavyzdžiui, cemento gamyba). Pagrindiniai anglies dioksido vartotojai yra augalai. Paprastai biocenozė sugeria maždaug tiek pat anglies dioksido, kiek pati gamina (taip pat ir dėl biomasės irimo).
Anglies dioksido įtaka šiltnamio efekto intensyvumui.
Dar reikia daug sužinoti apie anglies ciklą ir pasaulio vandenynų, kaip didžiulio anglies dioksido rezervuaro, vaidmenį. Kaip minėta aukščiau, kiekvienais metais žmonija prie esamų 750 milijardų tonų prideda 7 milijardus tonų anglies CO 2 pavidalu. Tačiau tik maždaug pusė mūsų išmetamų teršalų – 3 milijardai tonų – lieka ore. Tai galima paaiškinti tuo, kad didžiąją dalį CO 2 sunaudoja sausumos ir jūros augalai, užkasa jūros nuosėdose, sugeria jūros vanduo ar kitaip sugeria. Iš šios didelės CO 2 dalies (apie 4 milijardus tonų) vandenynas kasmet sugeria apie du milijardus tonų atmosferos anglies dioksido.
Visa tai padidina neatsakytų klausimų skaičių: kaip tiksliai? jūros vandens bendrauja su atmosferos oras, sugeriantis CO 2? Kiek daugiau anglies gali sugerti jūros ir koks visuotinio atšilimo lygis gali turėti įtakos jų pajėgumui? Koks yra vandenynų gebėjimas sugerti ir kaupti šilumą, kurią sulaiko klimato kaita?
Kuriant klimato modelį nėra lengva atsižvelgti į debesų ir skendinčių dalelių vaidmenį oro srovėse, vadinamose aerozoliais. Debesys uždengia žemės paviršių, todėl vėsta, tačiau, priklausomai nuo jų aukščio, tankio ir kitų sąlygų, jie taip pat gali sulaikyti nuo žemės atsispindinčią šilumą. žemės paviršiaus, didinant šiltnamio efekto intensyvumą. Įdomus ir aerozolių poveikis. Kai kurie iš jų modifikuoja vandens garus, kondensuodami juos į mažus lašelius, kurie sudaro debesis. Šie debesys yra labai tankūs ir kelias savaites užstoja Žemės paviršių. Tai yra, jie blokuoja saulės šviesa kol iškris su krituliais.
Bendras poveikis gali būti didžiulis: 1991 m. Filipinuose išsiveržęs Pinatuba kalnas į stratosferą išmetė milžinišką kiekį sulfatų, dėl kurių visame pasaulyje sumažėjo temperatūra, kuri truko dvejus metus.
Taigi mūsų pačių tarša, kurią daugiausia sukelia sieros turinčių anglių ir naftos deginimas, gali laikinai kompensuoti visuotinio atšilimo padarinius. Ekspertai apskaičiavo, kad XX amžiuje aerozoliai sumažino atšilimą 20%. Apskritai temperatūra kilo nuo 1940 m., tačiau sumažėjo nuo 1970 m. Aerozolio efektas gali padėti paaiškinti anomalią aušinimą praėjusio amžiaus viduryje.
2006 m. anglies dvideginio emisija į atmosferą siekė 24 mlrd. tonų. Labai aktyvi tyrėjų grupė prieštarauja minčiai, kad žmogaus veikla yra viena iš globalinio atšilimo priežasčių. Jos nuomone, svarbiausia – natūralūs klimato kaitos procesai ir padidėjęs saulės aktyvumas. Tačiau, pasak Vokietijos klimatologijos centro Hamburge vadovo Klauso Hasselmanno, tik 5% galima paaiškinti natūraliomis priežastimis, o likusieji 95% yra žmogaus veiklos sukeltas veiksnys.
Kai kurie mokslininkai taip pat nesieja CO 2 padidėjimo su temperatūros padidėjimu. Skeptikai sako, kad jei dėl didėjančios CO 2 emisijos reikia kaltinti kylančią temperatūrą, tai temperatūra turėjo pakilti pokario ekonomikos pakilimo metu, kai buvo deginamas iškastinis kuras. didžiuliais kiekiais. Tačiau Geophysical Fluid Dynamics Laboratory direktorius Jerry Mallman apskaičiavo, kad padidėjęs anglies ir naftos naudojimas greitai padidino sieros kiekį atmosferoje, todėl atvėso. Po 1970 m. terminis poveikis ilgas gyvenimo ciklas CO 2 ir metanas slopino greitai irstančius aerozolius, todėl pakilo temperatūra. Taigi galime daryti išvadą, kad anglies dioksido įtaka šiltnamio efekto intensyvumui yra didžiulė ir neginčijama.
Tačiau stiprėjantis šiltnamio efektas gali būti ne katastrofiškas. Iš tikrųjų, aukšta temperatūra gali būti laukiami ten, kur jie gana reti. Nuo 1900 m. didžiausias atšilimas buvo stebimas nuo 40 iki 70 0 šiaurės platumos, įskaitant Rusiją, Europą ir šiaurinę JAV dalį, kur pramoninės šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos prasidėjo anksčiausiai. Dauguma atšilimas vyksta naktį, visų pirma dėl padidėjusio debesuotumo, kuris sulaiko išeinančią šilumą. Dėl to sėjos sezonas pailgėjo savaite.
Be to, šiltnamio efektas gali būti gera žinia kai kuriems ūkininkams. Didelė CO 2 koncentracija gali turėti teigiamą poveikį augalams, nes augalai fotosintezės metu naudoja anglies dvideginį, paverčiant jį gyvu audiniu. Vadinasi, daugiau augalų reiškia, kad iš atmosferos absorbuojamas daugiau CO 2, o tai lėtina visuotinį atšilimą.
Šį reiškinį tyrė amerikiečių specialistai. Jie nusprendė sukurti pasaulio modelį su dvigubu CO 2 kiekiu ore. Tam jie panaudojo keturiolikos metų senumo pušyną Šiaurės Kalifornijoje. Dujos buvo pumpuojamos tarp medžių įrengtais vamzdžiais. Fotosintezė padidėjo 50-60%. Tačiau netrukus poveikis tapo priešingas. Dūstantys medžiai negalėjo susidoroti su tokiais anglies dvideginio kiekiais. Prarastas pranašumas fotosintezės procese. Tai dar vienas pavyzdys, kaip žmogaus manipuliacijos veda prie netikėtų rezultatų.
Tačiau šie nedideli teigiami šiltnamio efekto aspektai negali būti lyginami su neigiamais. Paimkime, pavyzdžiui, eksperimentą su pušynu, kur CO 2 kiekis buvo padvigubintas, o iki šio amžiaus pabaigos prognozuojama, kad CO 2 koncentracija išaugs keturis kartus. Galima įsivaizduoti, kokios katastrofiškos gali būti pasekmės augalams. O tai savo ruožtu padidins CO 2 kiekį, nuo ko mažiau augalų, tuo didesnė CO2 koncentracija.
Šiltnamio efekto pasekmės
šiltnamio efekto dujų klimatas
Kylant temperatūrai, padidės vandens išgaravimas iš vandenynų, ežerų, upių ir kt. Kadangi šiltesnis oras gali išlaikyti daugiau vandens garų, tai sukuria galingą grįžtamojo ryšio efektą: kuo jis šiltesnis, tuo didesnis vandens garų kiekis ore, o tai savo ruožtu padidina šiltnamio efektą.
Žmogaus veikla turi mažai įtakos vandens garų kiekiui atmosferoje. Tačiau mes išskiriame kitas šiltnamio efektą sukeliančias dujas, todėl šiltnamio efektas tampa vis intensyvesnis. Mokslininkai mano, kad didėjanti CO 2 emisija, daugiausia deginant iškastinį kurą, paaiškina mažiausiai 60 % Žemės atšilimo nuo 1850 m. Anglies dioksido koncentracija atmosferoje per metus didėja apie 0,3%, o dabar yra apie 30% didesnė nei prieš pramonės revoliuciją. Jei tai išreikštume absoliučiais dydžiais, kasmet žmonija prideda maždaug 7 milijardus tonų. Nepaisant to, kad tai yra nedidelė dalis, palyginti su bendru anglies dioksido kiekiu atmosferoje – 750 milijardų tonų ir net mažesnė, palyginti su Pasaulio vandenyne esančiu CO 2 kiekiu – apie 35 trilijonus tonų, jis išlieka labai reikšmingas. Priežastis: natūralūs procesai yra pusiausvyroje, toks kiekis CO 2 patenka į atmosferą, kuris iš ten pašalinamas. O žmogaus veikla tik prideda CO 2.
Šiltnamio efektą sukeliančios dujos sugeria saulės atspindėtą energiją, todėl Žemės atmosfera tampa šiltesnė. Dauguma saulės energija pasiekia planetos paviršių, o dalis atsispindi atgal į erdvę. Kai kurios atmosferoje esančios dujos sugeria atspindėtą energiją ir nukreipia ją atgal į Žemę kaip šilumą. Už tai atsakingos dujos vadinamos šiltnamio efektą sukeliančiomis dujomis, nes jos atlieka tą patį vaidmenį kaip šiltnamį dengiantis skaidrus plastikas ar stiklas.
Šiltnamio efektą sukeliančios dujos ir žmogaus veikla
Kai kurios šiltnamio efektą sukeliančios dujos natūraliai išsiskiria dėl vulkaninės veiklos ir biologinių procesų. Tačiau XIX amžiaus pradžioje prasidėjus pramonės revoliucijai, žmonės į atmosferą išmetė vis daugiau šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Šis augimas paspartėjo vystantis naftos chemijos pramonei.
Šiltnamio efektas
Šiltnamio efektą sukeliančių dujų atspindima šiluma sukelia išmatuojamą Žemės paviršiaus ir vandenynų atšilimą. Tai daro didelį poveikį ledui, vandenynams ir...
Pagrindinės Žemės šiltnamio efektą sukeliančios dujos:
vandens garai
Vandens garai yra galingiausios ir svarbiausios Žemės šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Vandens garų kiekio žmogaus veikla tiesiogiai pakeisti negali – jį lemia oro temperatūra. Kuo šilčiau, tuo didesnis vandens išgaravimo nuo paviršiaus greitis. Dėl to padidėjus garavimui žemesnėje atmosferoje susidaro didesnė vandens garų koncentracija, galinti sugerti infraraudonoji spinduliuotė ir atspindi tai žemyn.
Anglies dioksidas (CO2)
Anglies dioksidas yra svarbiausios šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Jis patenka į atmosferą dėl iškastinio kuro deginimo, ugnikalnių išsiveržimų, irimo organinės medžiagos ir judėjimas Transporto priemonė. Cemento gamybos procese išsiskiria didelis anglies dioksido kiekis. Ariant žemę taip pat išsiskiria didelis kiekis anglies dioksido, kuris paprastai kaupiasi dirvožemyje.
Augalai, kurie sugeria CO2 į , yra svarbi natūrali anglies dioksido saugykla. taip pat gali sugerti vandenyje ištirpusį CO2.
Metanas
Metanas (CH4) yra antros pagal svarbą šiltnamio efektą sukeliančios dujos po anglies dioksido. Jis yra stipresnis nei CO2, bet atmosferoje yra daug mažesnėmis koncentracijomis. CH4 gali išlikti atmosferoje trumpiau nei CO2 (CH4 buvimo laikas yra maždaug 10 metų, palyginti su šimtais metų CO2). Natūralūs metano šaltiniai yra: pelkės; biomasės deginimas; gyvybiniai procesai dideli galvijai; ryžių auginimas; naftos ar gamtinių dujų gavyba, deginimas ir perdirbimas ir kt. Pagrindinis natūralus metano absorberis yra pati atmosfera; kita dirva, kurioje metaną oksiduoja bakterijos.
Kaip ir CO2 atveju, žmogaus veikla CH4 koncentraciją didina greičiau nei metanas absorbuojamas natūraliai.
Troposferos ozonas
Mažos šiltnamio efektą sukeliančios dujos
Mažos šiltnamio efektą sukeliančios dujos yra azoto oksidai ir freonai. Jie yra potencialiai pavojingi. Tačiau dėl to, kad jų koncentracijos nėra tokios reikšmingos kaip minėtų dujų, jų poveikio klimatui vertinimas nėra iki galo ištirtas.
Azoto oksidai
Azoto oksidai atmosferoje randami dėl natūralių biologinių reakcijų dirvožemyje ir vandenyje. Nepaisant to didelis skaičius Azoto oksido emisija labai prisideda prie visuotinio atšilimo. Pagrindinis šaltinis yra sintetinių trąšų gamyba ir naudojimas žemės ūkio veikloje. Variklinės transporto priemonės išskiria azoto oksidus vartodamos iškastinį kurą, pavyzdžiui, benziną ar dyzeliną.
Freonai
Freonai yra angliavandenilių grupė su įvairių tipų naudojimas ir savybės. Chlorfluorangliavandeniliai plačiai naudojami kaip šaltnešiai (oro kondicionieriuose ir šaldytuvuose), putojantys agentai, tirpikliai ir kt. Daugumoje šalių jų gamyba jau uždrausta, tačiau jų vis dar yra atmosferoje ir jie kenkia ozono sluoksniui. Hidrofluorangliavandeniliai yra alternatyva kenksmingesnėms ozono sluoksnį ardančioms medžiagoms ir daug mažiau prisideda prie pasaulinės klimato kaitos planetoje.
Jei radote klaidą, pažymėkite teksto dalį ir spustelėkite Ctrl + Enter.