Аўтар парніковага эфекту. Механізм і наступствы парніковага эфекту

Сучасная цывілізацыя аказвае на прыроду моцны ўплыў. Як правіла, негатыўнае. Высечка лясоў, асушэнне балот і пастаянны выкід у атмасфернае паветра велізарнай колькасці шкодных рэчываў - вось далёка не поўны пералік «цнотаў» чалавецтва. Многія лічаць, што да гэтай жа катэгорыі належыць і парніковы эфект. Ці так усё на самой справе?

Гістарычная даведка

Дарэчы, а кім быў аўтар парніковага эфекту (гэта значыць тым, хто адкрыў дадзенае з'ява)? Хто ўпершыню апісаў паказаны працэс і распавёў пра яго ўплыў на навакольнае асяроддзе? Падобная ідэя з'явілася ў далёкім 1827 годзе. Аўтарам навуковага артыкула быў Жозэф Фур'е. У сваёй працы ён апісваў механізмы фарміравання клімату на нашай планеце.

Незвычайнасць гэтай працы для таго часу была ў тым, што Фур'е разглядаў тэмпературна-кліматычныя асаблівасці розных паясоў Зямлі. Вось кім быў аўтар парніковага эфекту, які ўпершыню змог даць тлумачэнне вопыту Соссюра.

эксперымент Соссюра

Каб пераканацца ў сваіх высновах, вучоны выкарыстоўваў вопыт М. дэ Соссюра, у якім выкарыстоўваецца посуд, пакрыты знутры сажай, гарлавіна якога зачынена шклом. Дэ Соссюра ставіў эксперымент, пры правядзенні якога пастаянна замяраў тэмпературу ўнутры і звонку банкі. Зразумела, яна няспынна павышалася менавіта ва ўнутраным аб'ёме. Фур'е ўпершыню змог растлумачыць гэта з'ява сумесным дзеяннем адразу двух фактараў: блакаваннем цеплаабмену і рознай пранікальнасцю сценак пасудзіны для светлавых прамянёў з рознай даўжынёй хвалі.

Механізм яго даволі просты: пры награванні тэмпература паверхні павялічваецца, паглынаецца бачнае святло, пачынае выпраменьвацца цёпла. Бо матэрыял выдатна прапускае бачнае святло, але практычна не праводзіць цяпло, апошняе акумулюецца ва ўнутраным аб'ёме пасудзіны. Як бачыце, механізм парніковага эфекту лёгка можа быць абгрунтаваны кожным чалавекам, які вывучаў стандартны курс фізікі ў школе. З'ява досыць простае, але колькі ж бед яно прыносіць нашай планеце!

ўзнікненне тэрміна

Варта ведаць, што Жозэф Фур'е - аўтар парніковага эфекту ў плане яго першапачатковага апісання ў літаратуры. Але хто прыдумаў сам тэрмін? На жаль, на гэтае пытанне адказу мы ўжо напэўна не атрымаем. У позняй літаратуры феномен, які быў адкрыты Фур'е, атрымаў сваю сучасную назву. Сёння кожны эколаг ведае тэрмін «парніковы эфект».

Але галоўным адкрыццём Фур'е стала абгрунтаванне фактычнай ідэнтычнасці атмасферы Зямлі і звычайнага шкла. Прасцей кажучы, атмасфера нашай планеты выдатна пранікальная для бачнага светлавога выпраменьвання, але яна дрэнна прапускае яго ў інфрачырвоным дыяпазоне. Назапасіўшы цёпла, Зямля практычна не аддае яго. Вось кім быў аўтар парніковага эфекту. Але чаму ўзнікае дадзены эфект?

Так, мы апісалі прымітыўны механізм яго з'яўлення, але сучасная навука змагла даказаць, што ў звычайных умовах ВК-прамяні ўсё ж цалкам свабодна могуць выходзіць за межы планетарнай атмасферы. Як жа так атрымліваецца, што прыродныя механізмы рэгулявання «ацяпляльнага сезону» даюць збой?

прычыны

Увогуле-то, мы досыць падрабязна апісалі іх яшчэ ў самым пачатку нашага артыкула. Узнікненню гэтай з'явы спрыяюць наступныя фактары:

• Пастаяннае і празмернае спальванне выкапнёвага паліва.
• У атмасферу планеты з кожным годам паступаюць усе вялікія аб'ёмы прамысловых газаў.
• Лесу пастаянна высякаюцца, іх плошчы скарачаюцца з-за пажараў і дэградацыі глебавага пласта.
• Анаэробнае закісанне, выкід метану з дна акіянаў.

Варта ведаць, што асноўнымі «вінаватымі», якія і запускаюць механізм парніковага эфекту, з'яўляюцца пяць наступных газаў:

• Двухвалентным аксід вугляроду, ён жа вуглякіслы газ. Парніковы эфект на 50% забяспечваецца менавіта за яго кошт.
• Вугляродныя злучэння хлору і фтору (25%).
• Дыяксід азоту (8%). Таксічны газ, тыповы адыход дрэнна абсталяваных хімічных і металургічных вытворчасцяў.
• Прыземны азон (7%). Нягледзячы на сваю найважную ролю ў абароне Зямлі ад залішняга ультрафіялетавага выпраменьвання, можа спрыяць затрыманню цяпла на яе паверхні.
• Прыблізна 10% метану.

Адкуль гэтыя газы трапляюць у атмасферу? Якое іх дзеянне?

- Вуглякіслы газ. Менавіта ён у вялікіх аб'ёмах трапляе ў атмасферу, калі чалавек спальвае выкапень паліва. Прыблізна траціна ад яго залішняга (вышэй прыроднага) ўзроўню абумоўлена тым, што чалавек інтэнсіўна знішчае лесу. Тую ж функцыю выконвае і пастаянна паскараецца працэс апустыньвання ўрадлівых зямель.

Усё гэта азначае памяншэнне колькасці расліннасці, здольнай эфектыўна паглынаць вуглякіслы газ, які ў многіх адносінах стымулюе парніковы эфект. Прычыны і наступствы гэтай з'явы ўзаемазвязаны: з кожным годам аб'ём выкіданага ў атмасферу двухвалентнага аксіду вугляроду вырастае прыблізна на 0,5%, што стымулюе як далейшае назапашванне залішняга цяпла, так і працэсы дэградацыі расліннага покрыва на паверхні планеты.

- хлёрфторвугляроды. Як мы ўжо казалі, дадзеныя злучэння на 25% забяспечваюць парніковы эфект. Прычыны і наступствы гэтай з'явы вывучаны ўжо досыць даўно. У атмасферы яны з'яўляюцца з-за прамысловай вытворчасці, асабліва састарэлага. Небяспечныя і таксічныя хладагент ўтрымліваюць гэтыя рэчывы ў велізарнай колькасці, а меры па прадухіленні іх уцечак відавочна не даюць чаканага выніку. Наступствы іх з'яўлення яшчэ страшней:

• Па-першае, яны вельмі атрутныя для чалавека і жывёл, ды і для флоры суседства з злучэннямі фтору і хлору не надта карысна.
• Па-другое, дадзеныя рэчывы могуць значна паскараць развіццё парніковага эфекту.
• Па-трэцяе, яны руйнуюць азонавы пласт, які абараняе нашу планету ад агрэсіўнага ультрафіялетавага выпраменьвання.

- Метан. Адзін з найбольш важных газаў, падвышанае ўтрыманне якога ў атмасферы мае на ўвазе тэрмін «парніковы эфект». Трэба ведаць, што ўсяго за сто апошніх гадоў яго аб'ём у атмасферы планеты павялічыўся ў два разы. У прынцыпе, асноўная яго маса паступае з цалкам натуральных крыніц:

• Рысавыя палі ў Азіі.
• Жывёлагадоўчыя комплексы.
• Сістэмы ачысткі бытавых сцёкаў буйных паселішчаў.
• Пры гніенні і раскладанні арганікі ў глыбіні балот, на звалках.

Ёсць звесткі пра тое, што выкіды немалых колькасцяў метану адбываюцца з глыбінь Сусветнага акіяна. Магчыма, гэты феномен тлумачыцца жыццядзейнасцю буйных калоній бактэрый, для якіх метан з'яўляецца асноўным пабочным прадуктам метабалізму.

Трэба асабліва падкрэсліць «ўклад» у развіццё парніковага эфекту з боку нафтаздабываючых прадпрыемстваў: немалая колькасць гэтага газу выкідваецца ў атмасферу ў якасці пабочнага прадукту. Акрамя таго, пастаянна пашыраецца плёнка нафтапрадуктаў на паверхні Сусветнага акіяна таксама спрыяе паскоранаму раскладанню арганікі, што суправаджаецца выкідамі метану.

- Аксід азоту. У вялікіх аб'ёмах утвараецца ў працэсе шматлікіх хімічных вытворчасцяў. Ён небяспечны не толькі самым актыўным удзелам у Парніковая механізме. Справа ў тым, што пры злучэнні з атмасфернай вадой гэта рэчыва утворыць самую сапраўдную азотную кіслату, хай нават і ў слабой канцэнтрацыі. Менавіта адсюль бяруць пачатак усе кіслотныя дажджы, якія вельмі негатыўна адбіваюцца на здароўе людзей.

Тэарэтычныя сцэнары глабальных кліматычных турбацый

Так якія глабальныя наступствы парніковага эфекту? Складана сказаць пра гэта напэўна, так як навукоўцы пакуль што далёкія ад адназначнага вываду. У цяперашні час існуе адразу некалькі сцэнарыяў. Для распрацоўкі камп'ютэрных мадэляў ўлічваецца мноства розных фактараў, якія могуць паскараць або запавольваць развіццё парніковага эфекту. Давайце разгледзім каталізатары гэтага працэсу:

• Вылучэнне апісаных вышэй газаў з прычыны тэхнагеннай дзейнасці чалавека.
• Выкід _СО2 з-за тэрмічнага раскладання прыродных гідракарбанатаў. Цікава ведаць, што ў кары нашай планеты ўтрымоўваецца вуглякіслага газу ў 50000 разоў больш, чым у паветранай прасторы. Вядома ж, гаворка ідзе пра хімічна звязаным аксіду вугляроду.
• Бо асноўныя наступствы парніковага эфекту - павышэнне тэмпературы вады і паветра на паверхні планеты, узмацняецца выпарэнне вільгаці з паверхні мораў і акіянаў. Як вынік, яшчэ больш пагаршаецца пранікальнасць атмасферы для інфрачырвонага выпраменьвання.
• У акіянах змяшчаецца каля 140 трыльёнаў тон вуглякіслага газу, які пры павышэнні тэмпературы вады таксама пачынае інтэнсіўна вылучацца ў атмасферу, спрыяючы больш дынамічнаму развіццю парніковага працэсу.
• Падзенне адлюстроўвае здольнасці планеты, што прыводзіць да паскоранага назапашвання цяпла яе атмасферай. Гэтаму спрыяе раставанне леднікоў і апустыньванне зямель.

Якія фактары запавольваюць развіццё парніковага эфекту?

Мяркуецца, што асноўнае цёплае плынь - Гальфстрым - увесь час запавольваецца. У перспектыве гэта выклікае значнае зніжэнне тэмпературы, што замарудзіць эфект назапашвання парніковых газаў. Акрамя гэтага на кожны градус агульнай пацяплення прыблізна на 0,5% павялічваецца пляц воблачнасці над усёй тэрыторыяй планеты, што спрыяе значнага памяншэння колькасці цяпла, якое Зямля атрымлівае з космасу.

Звярніце ўвагу: сутнасць парніковага эфекту заключаецца ў павышэнні агульнай тэмпературы зямной паверхні. Вядома ж, нічога добрага ў гэтым няма, але менавіта вышэйпералічаныя фактары нярэдка спрыяюць і змякчэнні наступстваў дадзенага з'явы. У прынцыпе, менавіта таму многія навукоўцы і лічаць, што сама тэматыка глабальнага пацяплення ставіцца да катэгорыі цалкам натуральных з'яў, якія за ўсю гісторыю Зямлі адбываліся рэгулярна.

Чым вышэй выпаральнасць, тым больш становіцца штогадовае колькасць ападкаў. Гэта выклікае як аднаўленне балот, так і паскораны рост флоры, якая адказвае за ўтылізацыю лішкаў вуглякіслага газу ў атмасферы планеты. Мяркуецца таксама, што павелічэлую колькасць ападкаў у перспектыве будзе спрыяць значнаму пашырэнню плошчы плыткіх трапічных мораў.

Каралы, якія ў іх жывуць, з'яўляюцца найважнейшымі утылізатара вуглякіслага газу. Будучы хімічна звязаны, ён ідзе на пабудову іх шкілета. Нарэшце, калі чалавецтва хоць трохі скароціць тэмпы высечкі лясоў, то іх плошча даволі хутка адновіцца, так як усё той жа вуглякіслы газ з'яўляецца выдатным стымулятарам для распаўсюджвання раслін. Так якія магчымыя наступствы парніковага эфекту?

Асноўныя сцэнары будучыні нашай планеты

У першым выпадку навукоўцы мяркуюць, што глабальнае пацяпленне будзе адбывацца досыць павольна. І ў такой пункту гледжання ёсць нямала прыхільнікаў. Яны лічаць, што Сусветны акіян, які з'яўляецца гіганцкім акумулятарам энергіі, доўгі час будзе здольны паглынаць лішкі цяпла. Магчыма, пройдзе не адно тысячагоддзе, перш чым клімат на планеце сапраўды пераменіцца карэнным чынам.

Другая група навукоўцаў, насупраць, выступае за параўнальна хуткі варыянт катастрафічных змен. Гэтая праблема парніковага эфекту ў цяперашні час вельмі папулярная, яе абмяркоўваюць ці ледзь не на кожным навуковым з'ездзе. На жаль, доказаў у названай тэорыі хапае. Лічыцца, што за апошнія сто гадоў канцэнтрацыя вуглякіслага газу вырасла мінімум на 20-24%, а колькасць метану ў атмасферы так і зусім павялічылася на 100%. У самым песімістычным варыянце лічыцца, што тэмпература планеты да канца цяперашняга стагоддзя цалкам можа вырасці на рэкордныя 6,4 ° С.

Такім чынам, у гэтым выпадку парніковы эфект у атмасферы Зямлі даставіць папросту смяротныя непрыемнасці ўсім жыхарам прыбярэжных тэрыторый.

Рэзкае павелічэнне ўзроўню Сусветнага акіяна

Справа ў тым, што падобныя тэмпературныя анамаліі багатыя вельмі рэзкім і практычна непрагназуемая уздымам ўзроўню Сусветнага акіяна. Так, з 1995 па 2005 гг. гэты паказчык склаў 4 см, хоць навукоўцы наперабой заяўлялі, што не варта чакаць ўздыму вышэй пары сантыметраў. Калі ўсё працягнецца ў тым жа тэмпе, то да канца 21 стагоддзя ўзровень Сусветнага акіяна стане мінімум на 88-100 гл больш сучаснай нормы. Між тым, каля 100 мільёнаў чалавек на нашай планеце жывуць як раз на адзнацы ў 87-88 гл над узроўнем акіяна.

Зніжэнне адлюстроўвае здольнасці паверхні планеты

Калі мы пісалі пра тое, у чым заключаецца парніковы эфект, у артыкуле неаднаразова згадвалася, што ён стымулюе далейшае зніжэнне адлюстроўвае здольнасці паверхні Зямлі, чаму спрыяюць высечка лясоў і апустыньванне.

Многія навукоўцы сведчаць, што ледзяная шапка на канцавоссях можа змяншаць агульную тэмпературу планеты мінімум на два градусы, а той лёд, які пакрывае паверхню палярных вод, моцна тармозіць працэс выкіду ў атмасферу вуглякіслага газу і метану. Акрамя таго, у раёне палярных ледзяных шапак наогул няма вадзянога пара, які істотна стымулюе глабальны парніковы эфект.

Усё гэта так паўплывае на сусветны кругазварот вады, што частата смерчаў, жахлівых па сваёй разбуральнай сіле ураганаў і тарнада вырасце ў некалькі разоў, што зробіць фактычна немагчымым пражыванне людзей нават на тых тэрыторыях, якія вельмі выдаленыя ад узбярэжжаў акіянаў. На жаль, пераразмеркаванне вады прывядзе і да процілеглага з'яве. Сёння засухі з'яўляюцца праблемай 10% зямнога шара, а ў будучыні колькасць такіх рэгіёнаў цалкам можа вырасці адразу да 35-40%. Гэта сумная для чалавецтва перспектыва.

Для нашай краіны прагноз у гэтым выпадку куды памысней. Кліматолагі лічаць, што большая частка тэрыторыі Расіі будзе цалкам прыдатная для нармальнага земляробства, клімат стане нашмат мякчэй. Вядома, большую частку прыбярэжных тэрыторый (а іх у нас шмат) папросту затопіць.

Трэці сцэнар прадугледжвае, што кароткі перыяд павышэння тэмпературы зменіцца глабальным пахаладаннем. Мы ўжо казалі аб запаволенні Гальфстрыму, пра наступствы. Уявіце, што гэта цёплае працягу цалкам спыніцца ... Вядома, да падзей, апісаных у фільме «Паслязаўтра», справа не дойдзе, але на планеце дакладна стане значна халадней. Ненадоўга, зрэшты.

Некаторыя матэматыкі прытрымліваюцца тэорыі (змадэляванай, натуральна), згодна з якой парніковы эфект на Зямлі прывядзе да таго, што гадоў на 20-30 клімат у Еўропе стане ані не цяплей, чым у нашай краіне. Яны ж мяркуюць, што пасля гэтага працягнецца пацяпленне, сцэнар якога апісаны ў другім варыянце.

выснову

Як бы там ні было, але добрага ў прагнозах навукоўцаў не так ужо шмат. Застаецца толькі спадзявацца на тое, што наша планета ўяўляе сабой больш складаны і дасканалы механізм, чым мы сабе ўяўляем. Быць можа, гэтак сумных наступстваў атрымаецца пазбегнуць.