Az üvegházhatás lényege
A Nap elektromágneses hullámai, amelyek hossza 290 és 5000 nm között van, behatolnak a Földre. Háromféle sugárzást különböztetünk meg:
1. Ultraibolya sugárzás (400 nm-től). Csak kis mennyiségben hatol be, többnyire ózonréteg csapja le a sztratoszférában. Nagyobb dózisokban életveszélyes (káros hatással van az élő sejtekre, különösen a genetikai anyag szerkezetére).
2. Látható fény (400 - 800 nm között). Ez a zöld növények energiaforrása.
3. Infravörös sugárzás (800 nm-től). Ez egy termikus komponens.
Az infravörös sugárzást részben a Föld légköre tükrözi vagy szórja szét, de részben behatol és a Föld felszínére esik, amelyet felmelegít. A fűtött felület ekkor infravörös sugárzást bocsát ki, amelynek azonban kevesebb energiája van, mint a légkörből behatolt energiának. Ezért ezt a sugárzást jobban elnyeli az ún üvegházhatású gázokat, és így melegítik fel önmagukat és velük együtt a légkört. A fűtött légkör ezután infravörös hullámhosszakon is sugárzik. E sugárzás egy része visszatér a föld felszínére és felmelegíti .
Néha sugárzó aktív gázoknak nevezik őket. A Föld szinte teljes története során léteztek. A természetes üvegházhatású gázok főleg vízgőzt, ózont és szén-dioxidot tartalmaznak. Hatásuk nélkül a Föld felszíni hőmérséklete 33 ° C-kal alacsonyabb lenne, mint most. A megfelelő hőmérséklet az élet egyik körülménye, és ha a bolygó hőmérséklete 33 ° C-kal alacsonyabb lenne, akkor a Föld felszínének nagy részén a hőmérséklet néhány fokkal nulla alatt lenne (átlagosan -19 ° C és éjszakai hőmérséklet meghaladja a -50 ° C-ot), vagyis ezeknek a gázoknak a légkörben való jelenléte jelentősen befolyásolta az élet eredetét. Az üvegházhatású gázok például olyan bolygókon is vannak, mint a Hold és a Mars, de rétegük nagyon vékony, és nem képes olyan sok sugárzást megfogni, hogy a hőmérséklet ne essen rendkívül alacsony hőmérsékletre. Jelenleg az ember növeli ezeknek a gázoknak a koncentrációját, és újakat ad hozzá, amelyek sokkal hatékonyabbak és általában hosszabb az élettartama. Tehát mely gázok ezek?
N Szén-dioxid. Az atmoszféra és a Föld "tartalékai" (szervezetek, talaj, óceánok) közötti természetes ciklusban a szén jelenlegi éves növekedése 0,5%. Ha ez így folytatódik, az ipari korszak kezdete óta eltelt 200 évben annyi szén adódik a légkörbe, mint minden élő anyagban.
N metán. Egy kg metán 63-szor nagyobb felmelegedést okoz, mint 1 kg szén-dioxid. Az anaerob lebontás során alakul ki. A fő források a rizsföldek, az állatok belében lévő biokémiai folyamatok és a földgáz szivárgása, amely magában foglalja a metánt is. A metán körülbelül 1% -a kerül évente a légkörbe, és élettartama 10 év.
N Dinitrogén-oxid (N 2 O). Hatékonyabb, mint a metán. Egyik molekulája körülbelül 230-szor hatékonyabb, mint egy szén-dioxid-molekula, élettartama 150 év. Forrásai a talajban bekövetkező reakciók, amelyeket trágyázás, a szerves hulladék lebomlása, a biomassza elégetése, az erdőirtás, az óceánnal történő gázcsere és az autók kipufogógázai tartalmaznak, amelyek más nitrogén-oxidokat is tartalmaznak.
N freonok. Az üvegházhatás mellett hozzájárulnak az ózonréteg elpusztításához is. A freonok 20 000-szer hatékonyabbak a sugárzás elnyelésében, mint a szén-dioxid, és a freon egy molekulája képes akár 100 000 ózonmolekula megsemmisítésére. A CFC-k élettartama legfeljebb 130 év.
N ózon. Az úgynevezett A "fotokémiai szmog", amely a napfény hatására keletkezik gáz halmazállapotú szennyező anyagokra (azaz más üvegházhatású gázokra), mint e folyamat terméke, üvegházhatású gázként működik az alsó légkörben.
Az üvegházhatás következményei
Számos optimista és pesszimista előrejelzés szól arról, hogy mi történhet. Ezek az előrejelzések abban különböznek egymástól, hogy nem lehet megbecsülni, hogy az üvegházhatású gázok hogyan reagálnak koncentrációjuk nagyon megnövekedett állapotára (azaz az úgynevezett visszacsatolásokra), és azokra a folyamatokra, amelyek viszonylag hosszú fennállása alatt előfordulhatnak. Ráadásul a mai kibocsátás több évtizedtől évszázadig nem lesz látható.
A jégkorszakban, amikor a mai New York területét egy kilométer hosszú jégréteg borította, és New York körülbelül ugyanolyan szélességű, mint mi, a globális átlaghőmérséklet csak 6 ° C-kal alacsonyabb volt. A fokozatos felmelegedés lassan, több évezreden át folyt. Jelenleg a változások sokkal rövidebb idő alatt zajlanak le .
Visszajelzéselmélet
Az éghajlati rendszer 5 komponensből áll: légkör, hidroszféra, krioszféra, bioszféra és geoszféra. Ezért különböző tényezők rendszere, amelyek kölcsönhatásba lépnek egymással. Az üvegházhatású gázok koncentrációjának növelése felborította az egyensúlyt ezek között az összetevők között. A visszacsatolás elmélete pontosan e rendszer létezéséből következik, és a "cselekvés és reakció" elvén működik.
Ezt az elméletet kétféleképpen lehet megérteni:
1. Az üvegházhatású gázok növekedése olyan mechanizmusokat indít el, amelyek kiküszöbölik a hőmérséklet-emelkedést.
2. A pozitív visszajelzés azt jelenti, hogy mechanizmusokat hoznak létre a folyamat felgyorsítására. Ez a második változat rosszabb, de valószínűbb .
A földnek vannak védelmi mechanizmusai a CO 2 túltermelése ellen - és ez a saját vízben való oldhatósága. A megnövekedett CO 2 -tartalom növeli a vízben való oldódását, és további reakciókat eredményez a tengeri környezetben.
Ezért az egyik optimista elmélet azt feltételezi, hogy a világ óceánja minél több CO 2 -ot képes elnyelni, annál több van a légkörben. Vízben való oldhatósága azonban a hőmérséklet emelkedésével csökken, ami az üvegházhatás és így maga a CO 2 koncentráció növekedésének egyik következménye. .
Egy másik, a természetes folyamatokon alapuló elmélet az, hogy az erdőállomány képes megkötni a CO 2 -ot anyagcseréjük szükségleteihez. Különböző kísérletek azonban kimutatták, hogy a fák az emberi tevékenység által termelt CO 2 csak 10% -át képesek felszívni és növényi anyaggá átalakítani. Ami nem elég a globális felmelegedés problémájának megoldásához. Ezenkívül a növények képessége a szerves anyagok termelésére csökken a hőmérséklet növekedésével .
Nem számít, hogy a Föld fejlődésének melyik változata a helyes. Ha a pesszimista forgatókönyvek valóra válnak, megkockáztatjuk, hogy késő lesz megállítani a megkezdett globális felmelegedést. .
Az üvegházhatás hatásának előrejelzése
Már az átlagos hőmérséklet csekély változása is hatalmas hatással van az éghajlat jellegére. Minden zavarása ekkor jelentősen befolyásolhatja a csapadék eloszlását, a viharok és az aszályos időszakok intenzitását, az uralkodó szél és a tengeri áramlások irányát, valamint a nagy hőmérséklet-ingadozások bekövetkezését, mindkét irányban szélsőséges értékekkel.
Ezek az előrejelzések csak az üvegházhatású gázok növekvő koncentrációja által okozott lehetséges klímaváltozások:
M A sztratoszféra nagy hűlése (szinte biztos).
M Az átlagos felszíni hőmérséklet globális növekedése (nagyon valószínű). A földfelszín hosszú távú átlagos felmelegedését 1,5 és 4,5 ° C között becsülik. A tényleges felmelegedési sebességet az üvegházhatást okozó gázok növekedésének üteme, az éghajlati rendszer természetes visszacsatolási reakciói és az éghajlati rendszer lassan alkalmazkodó részeinek (azaz a tengerek és a jégtakaró) reakciói határozzák meg.
M Az átlagos globális csapadék növekedése (nagyon valószínű).
M A tengeri jég korlátozása (nagyon valószínű).
M A sarki területek felmelegedése télen (nagyon valószínű). Ez a gleccserek és a CO 2 -kötő talaj megolvadásához vezet. Amikor megolvad, ez a szén-dioxid a légkörbe kerül.
M Nyári kontinentális felmelegedés és aszály (valószínűleg hosszú távon). Ez az előrejelzés a mérsékelt égöv belterületeire vonatkozik. A száraz területek bővítése hatással lesz az élelmiszertermelésre. Az aszály növekedése a talajvíz hiányában vagy rosszabb helyettesítésében is megmutatkozik.
M A világ óceánjának szintjének emelkedése (valószínű). A tengerszint emelkedését általában a tengervíz hőtágulása eredményeként jósolják. A vízszint minden emelkedése a világ tengerparti területeken élő lakosságának körülbelül 70% -át veszélyezteti.
M Klíma zóna eltolódás (a sarkok felé).
M Egyes régiókban viszont az üvegházhatás lehűléshez vezethet, amelyet a tengeri áramlások változása okoz. Például az Atlanti-óceán északi területe, amelynek partjait a Golf-áramlat melegíti fel. Gyengülése a hőmérséklet jelentős csökkenéséhez, sőt a kontinentális gleccser előrehaladásához vezetne.
M Az éghajlatváltozás a természetes ökoszisztémák, valamint a társadalom társadalmi és gazdasági szektorai számára is megváltoztatási feltételeket okoz .
Következmények a bioszférára
F A föld felmelegedése közvetlen hatással van az emberi halálozásra. A jelentős felmelegedés növeli a szív- és érrendszeri és agyi érrendszeri betegségek okozta halálozást, és növeli a légzőszervi megbetegedések előfordulását .
F Parazita jellegű betegségek (malária, tripanoszóma = alvászavar stb.) Kezdenek terjedni, különösen a trópusokon, és lehetséges, hogy azokba a területekbe is be akarnak hatolni, ahol még nem voltak. A melegebb éghajlat miatt felgyorsul a fejlődés, és fokozódik a szúnyogok, legyek, kullancsok előfordulása. így a különféle betegségeket továbbító octoparaziták.
F A felmelegedés az emberek és az állatok viselkedését is befolyásolja. Az állatok és az emberek a jobb életkörülmények érdekében vándorolnak. Az 1998-as Vöröskereszt szerint a meteorológiai katasztrófák több menekültet űztek ki, mint katonai konfliktusok.
F Számos állat- és növényfaj veszélybe kerülhet vagy kihalhat (pl. Jegesmedve - a század végére kihalással fenyegetett). 2100-ra a természetes élőhelyek akár egyharmada is eltűnhet az éghajlatváltozás miatt.
F Az északi országoknak előnyös lesz a klímaváltozás a gazdasági téren, de a harmadik világ országai veszítenek. Az éghajlatváltozás 80 millióval növeli az alultápláltságtól szenvedők számát, ebből 55–70 millió ember Afrikában.
F Az emberek stressztől és mentális egészségi problémáktól szenvednek. És az általános feszült helyzet kiéleződhet, és helyi vagy akár globális konfliktusok alakulhatnak ki.
F A teljes klímaváltozás olyan változásokat eredményez, amelyek természeti katasztrófákhoz (pl. Áradások, földrengések) vezetnek, így az emberi élet ebből a szempontból is veszélybe kerül.
- Az eredmények azt mutatják, hogy az ózonréteg csökkenésének egyik oka az üvegházhatású gázok is.
- 1997-ben a japán Kiotóban tartott csúcstalálkozón az iparosodott országok megállapodtak abban, hogy 2008 és 2012 között átlagosan 5,2 százalékkal csökkentik a szén-dioxid- és egyéb gázkibocsátást. Az Egyesült Államoknak hét, az európai zóna államainak pedig akár nyolc százalékkal kell csökkentenie a kibocsátást. Sajnos a kiotói állásfoglalás magában foglalja a repülőgépek kibocsátását, amelyek az üvegházhatás legfeljebb 10% -át teszik ki.
- A tudósok azt találták, hogy ha az idő múlásával a légkör CO 2 -tartalma nőtt, akkor a tengeri fitoplankton termelése is nőtt.
- 2050-ben a CO 2 -koncentráció várhatóan kétszer olyan magas lesz, mint jelenleg.
- A felmelegedés hatása várhatóan fokozza az El Nina megnyilvánulásait, amely hatással van az egyenlítői áramokra.