Ջերմոցային էֆեկտը ինչ տեսակի գազի կուտակումն է։ Ջերմոցային էֆեկտ. պատճառներ և լուծումներ

Ժամանակակից քաղաքակրթությունը մեծ ազդեցություն ունի բնության վրա: Սովորաբար բացասական: ցամաքեցնել ճահիճները և մշտական ​​արտահոսք դեպի մթնոլորտային օդըհսկայական քանակությամբ վնասակար նյութեր - սա մարդկության «առաքինությունների» ամբողջական ցանկը չէ: Շատերը կարծում են, որ ջերմոցային էֆեկտը պատկանում է նույն կատեգորիային։ Իսկապե՞ս այդպես է։

Պատմության տեղեկանք

Ի դեպ, ո՞վ էր հեղինակը։ ջերմոցային էֆֆեկտ(այսինքն նրանք, ովքեր բացահայտել են այս երեւույթը): Ով առաջինը նկարագրեց այս գործընթացը և խոսեց դրա վրա դրա ազդեցության մասին միջավայրը? Նման միտք ի հայտ եկավ հեռավոր 1827 թ. Հեղինակ գիտական ​​հոդվածԺոզեֆ Ֆուրիեն էր: Իր աշխատության մեջ նա նկարագրել է մեր մոլորակի վրա կլիմայի ձևավորման մեխանիզմները։

Այն ժամանակվա այս աշխատանքի անսովորությունն այն էր, որ Ֆուրիեն հաշվի էր առնում Երկրի տարբեր գոտիների ջերմաստիճանը և կլիմայական առանձնահատկությունները։ Ահա թե ով էր ջերմոցային էֆեկտի հեղինակը, ով առաջին անգամ կարողացավ բացատրել Սոսյուրի փորձը։

Սոսյուրի փորձ

Իր եզրակացությունները ճշտելու համար գիտնականն օգտագործել է Մ. դե Սոսյուրի փորձը, որն օգտագործում է ներսից մուրով պատված անոթ, որի պարանոցը փակված է ապակիով։ Դե Սոսյուրը փորձարկում էր կազմակերպել, որի ընթացքում անընդհատ չափում էր ջերմաստիճանը բանկայի ներսում և դրսում: Իհարկե, այն անընդհատ աճում էր հենց ներքին ծավալում։ Ֆուրիեն առաջինն էր, ով կարողացավ բացատրել այս երևույթը միանգամից երկու գործոնի՝ ջերմության փոխանցման արգելափակումով և տարբեր ալիքի երկարությամբ լույսի ճառագայթների համար նավի պատերի տարբեր թափանցելիությամբ:

Դրա մեխանիզմը բավականին պարզ է՝ երբ տաքացվում է, մակերեսի ջերմաստիճանը բարձրանում է, տեսանելի լույսը ներծծվում է, և ջերմությունը սկսում է ճառագել։ Քանի որ նյութը հիանալի կերպով փոխանցում է տեսանելի լույսը, բայց գործնականում ջերմություն չի փոխանցում, վերջինս կուտակվում է նավի ներքին ծավալում։ Ինչպես տեսնում եք, ջերմոցային էֆեկտի մեխանիզմը հեշտությամբ կարող է հիմնավորել յուրաքանչյուր մարդ, ով սովորել է դպրոցում ֆիզիկայի ստանդարտ դասընթացը։ Երևույթը բավականին պարզ է, բայց որքան դժվարություններ է այն բերում մեր մոլորակին:

Տերմինի առաջացումը

Արժե իմանալ, որ Ջոզեֆ Ֆուրիեն ջերմոցային էֆեկտի հեղինակն է գրականության մեջ դրա սկզբնական նկարագրության առումով։ Բայց ո՞վ է հորինել այդ տերմինը: Ավաղ, այս հարցի պատասխանը մենք երբեք չենք ստանա։ Հետագա գրականության մեջ Ֆուրիեի հայտնաբերած ֆենոմենը ստացավ իր ժամանակակից անվանումը։ Այսօր յուրաքանչյուր բնապահպան գիտի «ջերմոցային էֆեկտ» տերմինը։

Բայց Ֆուրիեի գլխավոր հայտնագործությունը Երկրի մթնոլորտի և սովորական ապակու փաստացի ինքնության հիմնավորումն էր։ Պարզ ասած՝ մեր մոլորակի մթնոլորտը հիանալի թափանցելի է տեսանելիի համար լույսի ճառագայթում, բայց այն լավ չի անցնում ինֆրակարմիր տիրույթում։ Ունենալով կուտակված ջերմություն՝ Երկիրը գործնականում չի տալիս այն։ Ահա թե ով էր ջերմոցային էֆեկտի հեղինակը։ Բայց ինչու է այս ազդեցությունը տեղի ունենում:

Այո, մենք նկարագրել ենք դրա արտաքին տեսքի պարզունակ մեխանիզմը, բայց ժամանակակից գիտկարողացավ դա ապացուցել նորմալ պայմաններ IR ճառագայթները դեռևս բավականին ազատ են մոլորակային մթնոլորտից այն կողմ անցնելու համար: Ինչպե՞ս է ստացվում, որ կարգավորման բնական մեխանիզմները» ջեռուցման սեզոն" ձախողվել?

Պատճառները

Ընդհանուր առմամբ, մենք դրանք բավական մանրամասն նկարագրեցինք մեր հոդվածի հենց սկզբում: Հետևյալ գործոնները նպաստում են այս երևույթին.

• Հանածո վառելիքի մշտական ​​և չափից ավելի այրումը:
• Ամեն տարի ավելի ու ավելի շատ արդյունաբերական գազեր են մտնում մոլորակի մթնոլորտ։
• Անտառներն անընդհատ հատվում են, դրանց տարածքները կրճատվում են հրդեհների և հողաշերտի դեգրադացիայի պատճառով։
• Անաէրոբ խմորում, օվկիանոսների հատակից մեթանի արտազատում։

Դուք պետք է իմանաք, որ ջերմոցային էֆեկտի մեխանիզմը գործարկող հիմնական «մեղավորները» հետևյալ հինգ գազերն են.

• Երկվալենտ ածխածնի երկօքսիդ, որը կոչվում է ածխածնի երկօքսիդ: Ջերմոցային էֆեկտը 50%-ով ապահովված է հենց դրա հաշվին։
• Քլորի և ֆտորի ածխածնային միացություններ (25%).
• (8%): Թունավոր գազ, վատ սարքավորված քիմիական և մետալուրգիական արդյունաբերության բնորոշ թափոններ։
• Ցամաքային օզոն (7%). Չնայած Երկիրը չափազանց ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումից պաշտպանելու իր կարևոր դերին, այն կարող է օգնել պահպանել ջերմությունը իր մակերեսի վրա:
• Մոտ 10% մեթան:

Որտե՞ղ են այդ գազերը ստանում մթնոլորտ: Ո՞րն է նրանց գործողությունը:

- Նա է մեծ ծավալներմտնում է մթնոլորտ, երբ մարդիկ այրում են հանածո վառելիքը: Նրա ավելցուկի (բնականից բարձր) մակարդակի մոտավորապես մեկ երրորդը պայմանավորված է նրանով, որ մարդը ինտենսիվորեն ոչնչացնում է անտառները։ Նույն գործառույթն է կատարում նաեւ բերրի հողերի անապատացման անընդհատ արագացող գործընթացը։

Այս ամենը նշանակում է ավելի քիչ բուսականություն, որը կարող է արդյունավետորեն կլանել ածխաթթու գազը, ինչը շատ առումներով խթանում է ջերմոցային էֆեկտը: Այս երևույթի պատճառներն ու հետևանքները փոխկապակցված են. ամեն տարի մթնոլորտ արտանետվող երկվալենտ ածխածնի երկօքսիդի ծավալն ավելանում է մոտավորապես 0,5%-ով, ինչը խթանում է ինչպես ավելորդ ջերմության հետագա կուտակումը, այնպես էլ մոլորակի մակերեսի վրա բուսական ծածկույթի քայքայումը:

- Քլորֆտորածխածիններ.Ինչպես արդեն ասացինք, այս միացությունները ջերմոցային էֆեկտ են ապահովում 25%-ով։ Այս երեւույթի պատճառներն ու հետեւանքները երկար ժամանակ ուսումնասիրվել են։ Մթնոլորտում հայտնվում են շնորհիվ արդյունաբերական արտադրություն, հատկապես հնացած: Վտանգավոր և թունավոր սառնագենտները պարունակում են այդ նյութերը հսկայական քանակությամբ, և դրանց արտահոսքը կանխելու միջոցները ակնհայտորեն չեն տալիս ակնկալվող արդյունքը: Նրանց արտաքին տեսքի հետևանքները նույնիսկ ավելի վատն են.

• Նախ, դրանք չափազանց թունավոր են մարդկանց և կենդանիների համար, իսկ բուսական աշխարհի համար ֆտորի և քլորի միացությունների մոտ լինելն այնքան էլ օգտակար չէ:
• Երկրորդ, այդ նյութերը կարող են զգալիորեն արագացնել ջերմոցային էֆեկտի զարգացումը:
• Երրորդ, դրանք ոչնչացնում են, ինչը պաշտպանում է մեր մոլորակը ագրեսիվ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումից:

-Մեթան.Ամենակարևոր գազերից մեկը, որի ավելացված պարունակությունը մթնոլորտում ենթադրում է «ջերմոցային էֆեկտ» տերմինը։ Պետք է իմանալ, որ ընդամենը հարյուրի համար վերջին տարիներիննրա ծավալը մոլորակի մթնոլորտում կրկնապատկվել է։ Սկզբունքորեն, դրա մեծ մասը գալիս է ամբողջովին բնական աղբյուրներից.

• Ասիայում։
• Կենդանական համալիրներ.
• Կենցաղային կեղտաջրերի մաքրման համակարգեր խոշոր բնակավայրերում.
• Օրգանական նյութերի փտումով և քայքայմամբ՝ ճահիճների խորքերում, աղբավայրերում։

Կա ապացույց, որ զգալի քանակությամբ մեթանի արտանետումները գալիս են օվկիանոսների խորքերից: Թերեւս այս երեւույթը բացատրվում է բակտերիաների մեծ գաղութների կենսագործունեությամբ, որոնց համար մեթանը նյութափոխանակության հիմնական կողմնակի արտադրանքն է։

Հարկավոր է հատկապես ընդգծել նավթարդյունահանող ձեռնարկությունների կողմից ջերմոցային էֆեկտի զարգացման «ներդրումը»՝ այդ գազի զգալի քանակություն արտանետվում է մթնոլորտ՝ որպես կողմնակի արտադրանք։ Բացի այդ, Համաշխարհային օվկիանոսի մակերեսին նավթամթերքի անընդհատ ընդլայնվող թաղանթը նույնպես նպաստում է օրգանական նյութերի արագացված տարրալուծմանը, որն ուղեկցվում է մեթանի արտանետումներով։

- Ազոտի օքսիդ.Մեծ ծավալներով այն ձևավորվում է բազմաթիվ քիմիական արտադրությունների ընթացքում։ Դա վտանգավոր է ոչ միայն ջերմոցային մեխանիզմին ամենաակտիվ մասնակցությամբ։ Բանն այն է, որ մթնոլորտային ջրի հետ զուգակցվելիս այս նյութը կազմում է իրական ազոտական ​​թթու, նույնիսկ եթե թույլ կոնցենտրացիայի մեջ է: Հենց այստեղից է ծագում այն ​​ամենը, ինչը չափազանց բացասաբար է ազդում մարդկանց առողջության վրա։

Կլիմայի գլոբալ խաթարումների տեսական սցենարներ

Այսպիսով, որո՞նք են ջերմոցային էֆեկտի գլոբալ հետևանքները: Դժվար է դա միանշանակ ասել, քանի որ գիտնականները դեռ հեռու են միանշանակ եզրակացությունից։ Ներկայումս կան միանգամից մի քանի սցենար. Համակարգչային մոդելներ մշակելու համար հաշվի են առնվում բազմաթիվ տարբեր գործոններ, որոնք կարող են արագացնել կամ դանդաղեցնել ջերմոցային էֆեկտի զարգացումը: Դիտարկենք այս գործընթացի կատալիզատորները.

• Վերը նկարագրված գազերի արտազատումը տեխնածին գործունեության պատճառով:
• CO 2 արտանետում բնական ածխաջրածինների ջերմային տարրալուծման հետևանքով: Հետաքրքիր է իմանալ, որ մեր մոլորակի ընդերքը պարունակում է ածխաթթու գազ 50000 անգամ ավելի, քան օդային տարածքում. Իհարկե, մենք խոսում ենքքիմիապես կապված ածխածնի երկօքսիդի մասին։
• Քանի որ ջերմոցային էֆեկտի հիմնական հետևանքները մոլորակի մակերևույթի վրա ջրի և օդի ջերմաստիճանի բարձրացումն է, ծովերի և օվկիանոսների մակերևույթից խոնավության գոլորշիացումը մեծանում է: Որպես հետևանք, մթնոլորտի թափանցելիությունը ինֆրակարմիր ճառագայթման համար ավելի է վատանում:
• Օվկիանոսները պարունակում են մոտ 140 տրիլիոն տոննա ածխաթթու գազ, որը, երբ ջրի ջերմաստիճանը բարձրանում է, նույնպես սկսում է ինտենսիվորեն արտանետվել մթնոլորտ՝ նպաստելով ջերմոցային գործընթացի ավելի դինամիկ զարգացմանը։
• Մոլորակի արտացոլման անկումը, որը հանգեցնում է նրա մթնոլորտի կողմից ջերմության արագացված կուտակմանը: Դրան նպաստում է նաեւ անապատացումը։

Ո՞ր գործոններն են դանդաղեցնում ջերմոցային էֆեկտի զարգացումը:

Ենթադրվում է, որ հիմնական տաք հոսանքը՝ Գոլֆստրիմը, անընդհատ դանդաղում է։ Հետագայում դա կառաջացնի ջերմաստիճանի զգալի նվազում, ինչը կդանդաղեցնի ջերմոցային գազերի կուտակման ազդեցությունը։ Բացի այդ, գլոբալ տաքացման յուրաքանչյուր աստիճանի դեպքում մոլորակի ողջ տարածքում ամպամածության տարածքը ավելանում է մոտավորապես 0,5%-ով, ինչը նպաստում է տիեզերքից Երկիրը ստացած ջերմության քանակի զգալի նվազմանը:

Խնդրում ենք նկատի ունենալ. ջերմոցային էֆեկտի էությունը ընդհանուր ջերմաստիճանի բարձրացումն է երկրի մակերեսը. Դրանում, իհարկե, ոչ մի լավ բան չկա, բայց վերը նշված գործոններն են, որ հաճախ նպաստում են այս երեւույթի հետեւանքները մեղմելուն։ Սկզբունքորեն, սա է պատճառը, որ շատ գիտնականներ կարծում են, որ գլոբալ տաքացման թեման ինքնին պատկանում է ամբողջովին բնական երևույթների կատեգորիային, որոնք պարբերաբար տեղի են ունեցել Երկրի պատմության ընթացքում:

Որքան բարձր է գոլորշիացման արագությունը, այնքան մեծանում է տարեկան տեղումների քանակը: Սա հանգեցնում է ինչպես ճահիճների վերականգնման, այնպես էլ բուսական աշխարհի արագացված աճի, որը պատասխանատու է մոլորակի մթնոլորտում ավելցուկային ածխաթթու գազի օգտագործման համար: Ակնկալվում է նաև, որ տեղումների ավելացումը ապագայում կնպաստի ծանծաղ արևադարձային ծովերի տարածքի զգալի ընդլայնմանը։

Դրանցում ապրող մարջանները ածխաթթու գազի ամենակարևոր օգտագործողներն են։ Քիմիապես կապված լինելով՝ նա գնում է կառուցելու նրանց կմախքը։ Ի վերջո, եթե մարդկությունը գոնե մի փոքր նվազեցնի անտառահատումների տեմպերը, ապա նրանց տարածքը արագ կվերականգնվի, քանի որ նույն ածխաթթու գազը հիանալի խթանիչ է բույսերի տարածման համար: Այսպիսով, որո՞նք են ջերմոցային էֆեկտի հնարավոր հետևանքները:

Մեր մոլորակի ապագայի հիմնական սցենարները

Առաջին դեպքում գիտնականները ենթադրում են, որ գլոբալ տաքացումը տեղի կունենա բավականին դանդաղ։ Եվ այս տեսակետը բազմաթիվ կողմնակիցներ ունի։ Նրանք կարծում են, որ Համաշխարհային օվկիանոսը, որը էներգիայի հսկա կուտակիչ է, կկարողանա երկար ժամանակ կլանել ավելորդ ջերմությունը։ Կարող է պահանջվել ավելի քան մեկ հազարամյակ, մինչև մոլորակի կլիման իսկապես արմատապես փոխվի:

Գիտնականների երկրորդ խումբը, մյուս կողմից, համեմատաբար կողմ է արագ տարբերակաղետալի փոփոխություն. Ջերմոցային էֆեկտի այս խնդիրը ներկայումս շատ տարածված է, այն քննարկվում է գրեթե բոլոր գիտական ​​կոնգրեսում։ Ցավոք, այս տեսության համար բավարար ապացույցներ չկան: Ենթադրվում է, որ վերջին հարյուր տարվա ընթացքում ածխաթթու գազի կոնցենտրացիան աճել է առնվազն 20-24%-ով, իսկ մեթանի քանակը մթնոլորտում աճել է 100%-ով։ Ամենահոռետեսական սցենարով ենթադրվում է, որ մոլորակի ջերմաստիճանը մինչև այս դարի վերջը կարող է բարձրանալ ռեկորդային 6,4 ° C-ով:

Այսպիսով, այս դեպքում Երկրի մթնոլորտում ջերմոցային էֆեկտը պարզապես մահ կբերի առափնյա շրջանների բոլոր բնակիչներին։

Համաշխարհային օվկիանոսի մակարդակի կտրուկ աճ

Բանն այն է, որ ջերմաստիճանի նման անոմալիաները հղի են Համաշխարհային օվկիանոսի մակարդակի չափազանց կտրուկ և գործնականում անկանխատեսելի բարձրացմամբ։ Այսպիսով, 1995-ից 2005 թթ. այս ցուցանիշը 4 սմ էր, թեև գիտնականները պայքարում էին միմյանց հետ, որ չպետք է ակնկալեն բարձրացում մի քանի սանտիմետրից բարձր: Եթե ​​ամեն ինչ շարունակվի նույն տեմպերով, ապա 21-րդ դարի վերջում Համաշխարհային օվկիանոսի մակարդակը ներկայիս նորմայից առնվազն 88-100 սմ բարձր կլինի։ Մինչդեռ մեր մոլորակի մոտ 100 միլիոն մարդ ապրում է ծովի մակարդակից ընդամենը 87-88 սմ բարձրության վրա:

Մոլորակի մակերեսի արտացոլման նվազեցում

Երբ մենք գրում էինք, թե ինչ է ջերմոցային էֆեկտը, հոդվածում բազմիցս նշվում էր, որ այն խթանում է Երկրի մակերեսի արտացոլման հետագա նվազումը, ինչին նպաստում են անտառահատումները և անապատացումը։

Շատ գիտնականներ վկայում են, որ բևեռների սառցե գլխարկը կարող է նվազեցնել մոլորակի ընդհանուր ջերմաստիճանը առնվազն երկու աստիճանով, իսկ սառույցը, որը ծածկում է բևեռային ջրերի մակերեսը, մեծապես խոչընդոտում է ածխաթթու գազի և մեթանի արտանետումների գործընթացը մթնոլորտ: Բացի այդ, բևեռային սառցաբեկորների շրջանում ընդհանրապես ջրի գոլորշի չկա, ինչը զգալիորեն խթանում է համաշխարհային ջերմոցային էֆեկտը։

Այս ամենն այնքան կազդի համաշխարհային ջրային ցիկլի վրա, որ տորնադոների հաճախականությունը, որոնք հրեշավոր են իրենց կործանարար ուժով փոթորիկների և տորնադոների ուժով, մի քանի անգամ կավելանան, ինչը մարդկանց համար գործնականում անհնարին կդարձնի ապրել նույնիսկ այն տարածքներում, որոնք շատ հեռու են Երկրից: օվկիանոսների ափերը. Ցավոք սրտի, ջրի վերաբաշխումը կբերի հակառակ երեւույթի. Այսօր երաշտը խնդիր է երկրագնդի 10%-ի համար, իսկ ապագայում նման շրջանների թիվը կարող է միանգամից հասնել 35-40%-ի։ Սա տխուր հեռանկար է մարդկության համար։

Մեր երկրի համար կանխատեսումն այս դեպքում շատ ավելի բարենպաստ է։ Կլիմայագետները կարծում են, որ Ռուսաստանի տարածքի մեծ մասը բավականին հարմար կլինի նորմալ հողագործության համար, կլիման շատ ավելի մեղմ կդառնա։ Անշուշտ, ափամերձ տարածքների մեծ մասը (իսկ մեզ մոտ շատ է) ուղղակի ջրով է լցվելու։

Երրորդ սցենարը ենթադրում է, որ կարճ ժամանակահատվածջերմաստիճանի բարձրացումը կփոխարինվի գլոբալ սառեցմամբ. Մենք արդեն խոսել ենք Գոլֆստրիմի դանդաղեցման, հետեւանքների մասին։ Պատկերացրեք, որ այս տաք հոսանքն ամբողջությամբ դադարում է... Իհարկե, ամեն ինչ չի հասնի «Վաղվա օրը» ֆիլմում նկարագրված իրադարձություններին, բայց մոլորակը հաստատ շատ ավելի սառը կդառնա։ Այնուամենայնիվ, ոչ երկար ժամանակ:

Որոշ մաթեմատիկոսներ հավատարիմ են այն տեսությանը (իհարկե, մոդելավորված), ըստ որի Երկրի վրա ջերմոցային էֆեկտը կհանգեցնի նրան, որ 20-30 տարի Եվրոպայում կլիման ավելի տաք չի դառնա, քան մեր երկրում: Նրանք առաջարկում են նաև, որ սրանից հետո տաքացումը կշարունակվի, ինչի սցենարը նկարագրված է երկրորդ տարբերակում։

Արդյունք

Ինչ էլ որ լիներ, բայց գիտնականների կանխատեսումներում այնքան էլ լավ բան չկա։ Մեզ մնում է հուսալ, որ մեր մոլորակը ավելի բարդ և կատարյալ մեխանիզմ է, քան մենք պատկերացնում ենք։ Թերևս հնարավոր է խուսափել նման տհաճ հետևանքներից։

ջերմոցային էֆեկտ- Արեգակնային ճառագայթումը Երկրի մակերեսին ավելի մեծ չափով փոխանցելու (մթնոլորտում գտնվող գազերի) կարողությունը՝ համեմատած Արեգակի կողմից տաքացած Երկրի արտանետվող ջերմային ճառագայթման հետ։ Արդյունքում Երկրի մակերեսի և օդի մակերեսային շերտի ջերմաստիճանը ավելի բարձր է, քան կլիներ ջերմոցային էֆեկտի բացակայության դեպքում։ Երկրի մակերեսի միջին ջերմաստիճանը պլյուս 15°C է, իսկ առանց ջերմոցային էֆեկտի այն կլիներ մինուս 18°։ Ջերմոցային էֆեկտը Երկրի վրա կյանքի պահպանման մեխանիզմներից մեկն է:

Մարդկային գործունեությունը վերջին 200 տարիների ընթացքում և հատկապես 1950 թվականից ի վեր հանգեցրել է մթնոլորտում ջերմոցային գազերի կոնցենտրացիայի շարունակական աճին: Մթնոլորտի անխուսափելի արձագանքը, որը հետևում է, բնական ջերմոցային էֆեկտի մարդածին աճն է: Ջերմոցային էֆեկտի ընդհանուր մարդածին ուժեղացում +2,45 վտ/մ2 (Կլիմայի փոփոխության միջազգային կոմիտե IPCC):

Այս գազերից յուրաքանչյուրի ջերմոցային էֆեկտը կախված է երեք հիմնական գործոններից.

ա) ակնկալվող ջերմոցային էֆեկտը հաջորդ տասնամյակների կամ դարերի ընթացքում (օրինակ՝ 20, 100 կամ 500 տարի), որն առաջացել է մթնոլորտ արդեն արտանետված գազի մեկ ծավալից՝ համեմատած ածխածնի երկօքսիդի ազդեցության հետ՝ որպես միավոր.

բ) մթնոլորտում դրա բնորոշ տևողությունը և

գ) գազի արտանետումների ծավալը.

Առաջին երկու գործոնների համակցությունը կոչվում է «Ջերմոցային հարաբերական ներուժ» և արտահայտվում է CO2 ներուժի միավորներով:

Ջերմոցային գազեր:

Դեր ջրի գոլորշի, մթնոլորտում պարունակվող գլոբալ ջերմոցային էֆեկտը մեծ է, բայց դժվար է միանշանակ որոշել: Քանի որ կլիման տաքանում է, մթնոլորտում ջրի գոլորշիների քանակը կավելանա՝ դրանով իսկ ուժեղացնելով ջերմոցային էֆեկտը:

Դ ածխածնի երկօքսիդ կամ ածխածնի երկօքսիդ (CO2) (64% ջերմոցային էֆեկտում),տարբերվում են ըստ

համեմատած այլ ջերմոցային գազերի հետ՝ ջերմոցային էֆեկտի համեմատաբար ցածր ներուժ, բայց մթնոլորտում բավականին երկար կյանք՝ 50-200 տարի և համեմատաբար բարձր կոնցենտրացիան: Ածխածնի երկօքսիդի կոնցենտրացիան մթնոլորտում 1000-ից 1800 թթ կազմում էր 270-290 մաս/միլիոն ծավալով (ppmv), իսկ 1994 թվականին այն հասավ 358 ppmv-ի և շարունակում է աճել։ 21-րդ դարի վերջին կարող է հասնել 500 ppmv-ի: Կոնցենտրացիայի կայունացմանը կարելի է հասնել արտանետումների զգալի կրճատման միջոցով: Մթնոլորտում ածխաթթու գազի հիմնական աղբյուրը էներգիայի արտադրության համար հանածո վառելիքի (ածուխ, նավթ, գազ) այրումն է։

CO2-ի աղբյուրները

(1) Արտանետումներ մթնոլորտ՝ հանածո վառելիքի այրման և ցեմենտի արտադրության արդյունքում 5.5±0.5

(2) Արևադարձային և հասարակածային գոտիներում լանդշաֆտի վերափոխման հետևանքով օդի արտանետում, հողի դեգրադացիա 1.6±1.0.

Կլանումը տարբեր ջրամբարների կողմից

(3) Կուտակումը մթնոլորտում 3.3±0.2

(4) Համաշխարհային օվկիանոսի կողմից կուտակում 2.0±0.8

(5) Կենսազանգվածում կուտակում Հյուսիսային կիսագունդ 0,5±0,5

(6) Հաշվեկշռի մնացորդային անդամ, բացատրվում է հողի էկոհամակարգերի կողմից CO2-ի կլանմամբ (պարարտացում և այլն) = (1+2)-(3+4+5)=1,3±1,5

Մթնոլորտում ածխաթթու գազի կոնցենտրացիայի ավելացումը պետք է խթանի ֆոտոսինթեզի գործընթացը։ Սա այսպես կոչված պարարտացումն է, որի շնորհիվ, որոշ գնահատականներով, արտադրանք օրգանական նյութերկարող է աճել 20-40%-ով ածխաթթու գազի ներկայիս կոնցենտրացիայի կրկնակի դեպքում:

մեթան (CH4) -Նրա ջերմոցային գազերի ընդհանուր արժեքի 19%-ը (1995թ. դրությամբ): Մեթանը արտադրվում է անաէրոբ պայմաններում, ինչպիսիք են տարբեր տեսակի բնական ճահիճները, սեզոնային և մշտական ​​սառցե շերտերը, բրնձի պլանտացիաները, աղբավայրերը, ինչպես նաև որոճողների և տերմիտների գործունեության արդյունքում: Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ մեթանի ընդհանուր արտանետումների մոտ 20%-ը կապված է հանածո վառելիքի տեխնոլոգիաների հետ (վառելիքի այրում, ածխահանքերից արտանետումներ, բնական գազի արդյունահանում և բաշխում):

գազ, նավթավերամշակում): Ընդհանուր առմամբ, մարդածին ակտիվությունն ապահովում է մթնոլորտ մեթանի ընդհանուր արտանետումների 60-80%-ը: Մեթանը մթնոլորտում անկայուն է։ Այն հեռացվում է դրանից տրոպոսֆերայի հիդրօքսիլ իոնի (OH) հետ փոխազդեցության պատճառով։ Չնայած այս գործընթացին, մթնոլորտում մեթանի կոնցենտրացիան մոտավորապես կրկնապատկվել է նախաարդյունաբերական ժամանակների համեմատ և շարունակում է աճել տարեկան մոտ 0,8% տեմպերով:

Ջերմաստիճանի բարձրացումը և խոնավության ավելացումը (այսինքն՝ տարածքի տեւողությունը անաէրոբ պայմաններում) էլ ավելի են մեծացնում մեթանի արտանետումը։ Այս կերպարը-

դրական օրինակ հետադարձ կապ. Ընդհակառակը, մակարդակի նվազում ստորերկրյա ջրերցածր խոնավության պատճառով պետք է հանգեցնի մեթանի արտանետումների նվազմանը (բացասական արձագանք):

ընթացիկ դերը ազոտի օքսիդ (N2O)ընդհանուր ջերմոցային էֆեկտը կազմում է ընդամենը մոտ 6%: Աճում է նաև ազոտի օքսիդի կոնցենտրացիան մթնոլորտում։ Ենթադրվում է, որ նրա մարդածին աղբյուրները մոտավորապես բնականի կեսն են: Մարդածին ազոտի օքսիդի աղբյուրներն են գյուղատնտեսությունը (մասնավորապես՝ արևադարձային խոտհարքները), կենսազանգվածի այրումը և ազոտ պարունակող արդյունաբերությունը։ Նրա հարաբերական ջերմոցային ներուժը (290 անգամ

ածխածնի երկօքսիդի պոտենցիալից բարձր) և մթնոլորտում բնորոշ կյանքի տևողությունը (120 տարի) նշանակալի են՝ փոխհատուցելով դրա ցածր կոնցենտրացիան:

Քլորֆտորածխածիններ (CFC)- Դրանք մարդու կողմից սինթեզված և քլոր, ֆտոր և բրոմ պարունակող նյութեր են։ Նրանք ունեն շատ ուժեղ հարաբերական ջերմոցային ներուժ և զգալի կյանք մթնոլորտում: Նրանց վերջնական դերը ջերմոցային էֆեկտում կազմում է 7%: Աշխարհում քլորոֆտորածխածինների արտադրությունը ներկայումս վերահսկվում է օզոնային շերտի պաշտպանության վերաբերյալ միջազգային պայմանագրերով, ներառյալ այդ նյութերի արտադրության աստիճանական կրճատման, դրանց փոխարինումը ավելի քիչ օզոնը քայքայող նյութերով, դրա հետագա ամբողջական դադարեցմամբ: Արդյունքում մթնոլորտում CFC-ների կոնցենտրացիան սկսեց նվազել։

Օզոն (O3)կարևոր ջերմոցային գազ է, որը գտնվում է ինչպես ստրատոսֆերայում, այնպես էլ տրոպոսֆերայում: Այն ազդում է ինչպես կարճ, այնպես էլ երկար ալիքների ճառագայթման վրա, և հետևաբար ճառագայթման հավասարակշռության մեջ դրա ներդրման վերջնական ուղղությունն ու մեծությունը մեծապես կախված են օզոնի ուղղահայաց բաշխումից, հատկապես տրոպոպաուզային մակարդակում: Հաշվարկները ցույց են տալիս +0,4 վտ/մ2 դրական արդյունք:

Ներածություն

1. Ջերմոցային էֆեկտ. պատմական նախադրյալներ և պատճառներ

1.1. Պատմական տեղեկություններ

1.2. Պատճառները

2. Ջերմոցային էֆեկտ՝ առաջացման մեխանիզմ, ուժեղացում

2.1. Ջերմոցային էֆեկտի մեխանիզմը և դրա դերը կենսոլորտում

գործընթացները

2.2. Արդյունաբերական դարաշրջանում ջերմոցային էֆեկտի բարձրացում

3. Ջերմոցային էֆեկտի ավելացման հետեւանքները

Եզրակացություն

Օգտագործված գրականության ցանկ

Ներածություն

Երկրի վրա կյանքին ապահովող էներգիայի հիմնական աղբյուրը արևային ճառագայթումն է. էլեկտրամագնիսական ճառագայթումԵրկրի մթնոլորտ թափանցող արև. Արևային էներգիան նույնպես աջակցում է ամեն ինչին մթնոլորտային գործընթացներ, որոնք որոշում են եղանակների փոփոխությունը՝ գարուն-ամառ-աշուն-ձմեռ, ինչպես նաև եղանակային պայմանների փոփոխությունը։

Արեգակնային էներգիայի մոտ կեսը գալիս է տեսանելի մասսպեկտրը, որը մենք ընկալում ենք որպես արևի լույս. Այս ճառագայթումը բավական ազատորեն անցնում է երկրագնդի մթնոլորտով և կլանվում է ցամաքի և օվկիանոսների մակերեսով՝ տաքացնելով դրանք: Բայց չէ՞ որ արեգակնային ճառագայթումն ամեն օր գալիս է Երկիր բազմաթիվ հազարամյակների ընթացքում, ինչու՞ այս դեպքում Երկիրը չի գերտաքանում և չի վերածվում փոքրիկ Արեգակի։

Փաստն այն է, որ և՛ Երկիրը, և՛ ջրի մակերեսը, և՛ մթնոլորտը, իրենց հերթին, նույնպես էներգիա են արձակում, միայն թե մի փոքր այլ ձևով՝ որպես անտեսանելի ինֆրակարմիր, կամ ջերմային ճառագայթում:

Բավական է միջինը երկար ժամանակԻնֆրակարմիր ճառագայթման տեսքով այնքան էներգիա է գնում դեպի արտաքին տարածություն, որքան այն մտնում է արևի լույսի տեսքով: Այսպիսով, հաստատվում է մեր մոլորակի ջերմային հավասարակշռությունը։ Ամբողջ հարցն այն է, թե ինչ ջերմաստիճանում կհաստատվի այդ հավասարակշռությունը։ Եթե ​​մթնոլորտ չլիներ, Երկրի միջին ջերմաստիճանը կլիներ -23 աստիճան։ Պաշտպանիչ գործողությունմթնոլորտը, որը կլանում է երկրի մակերեսի ինֆրակարմիր ճառագայթման մի մասը, հանգեցնում է նրան, որ իրականում այս ջերմաստիճանը +15 աստիճան է։ Ջերմաստիճանի բարձրացումը մթնոլորտում ջերմոցային էֆեկտի հետևանք է, որն ավելանում է մթնոլորտում ածխաթթու գազի և ջրային գոլորշու քանակի ավելացմամբ։ Այս գազերը բոլորից լավ կլանում են ինֆրակարմիր ճառագայթումը:

Վերջին տասնամյակների ընթացքում մթնոլորտում ածխաթթու գազի կոնցենտրացիան ավելի ու ավելի է ավելանում։ Սա այն պատճառով; որ տարեցտարի ավելանում են հանածո վառելիքի և փայտի այրման ծավալները։ Արդյունքում, Երկրի մակերեսին մոտ օդի միջին ջերմաստիճանը բարձրանում է մոտ 0,5 աստիճանով մեկ դարում։ Եթե ​​վառելիքի այրման ներկայիս տեմպերը և հետևաբար ջերմոցային գազերի կոնցենտրացիայի աճը շարունակվի ապագայում, ապա, ըստ որոշ կանխատեսումների, կլիմայի էլ ավելի տաքացում է սպասվում հաջորդ դարում։

1. Ջերմոցային էֆեկտ. պատմական նախադրյալներ և պատճառներ

1.1. Պատմական տեղեկություններ

Ջերմոցային էֆեկտի մեխանիզմի գաղափարն առաջին անգամ արտահայտվել է 1827 թվականին Ժոզեֆ Ֆուրիեի կողմից «Ծանոթագրություն երկրագնդի և այլ մոլորակների ջերմաստիճանների մասին» հոդվածում, որտեղ նա դիտարկել է Երկրի կլիմայի ձևավորման տարբեր մեխանիզմներ, մինչդեռ. նա դիտարկել է որպես Երկրի ընդհանուր ջերմային հավասարակշռության վրա ազդող գործոններ (արևային ճառագայթման միջոցով տաքացում, ճառագայթման միջոցով սառեցում, ներքին ջերմությունԵրկիր), ինչպես նաև ջերմության փոխանցման և կլիմայական գոտիների ջերմաստիճանի վրա ազդող գործոններ (ջերմահաղորդականություն, մթնոլորտային և օվկիանոսային շրջանառություն):

Մթնոլորտի ազդեցությունը ճառագայթման հավասարակշռության վրա դիտարկելիս Ֆուրիեն վերլուծեց Մ. դը Սոսյուրի փորձը ներսից սևացած, ապակիով ծածկված անոթով։ Դե Սոսյուրը չափեց ջերմաստիճանի տարբերությունը արևի ուղիղ ճառագայթների տակ գտնվող այդպիսի նավի ներսի և դրսի միջև: Նման «մինի-ջերմոցի» ներսում ջերմաստիճանի բարձրացումը արտաքին ջերմաստիճանի համեմատ Ֆուրիեն բացատրել է երկու գործոնի ազդեցությամբ՝ արգելափակելով կոնվեկտիվ ջերմափոխանակությունը (ապակին կանխում է տաքացած օդի արտահոսքը ներսից և սառը օդի ներհոսքը դրսից։ ) և ապակու տարբեր թափանցիկությունը տեսանելի և ինֆրակարմիր տիրույթներում:

Հենց վերջին գործոնն է ստացել ջերմոցային էֆեկտի անվանումը հետագա գրականության մեջ՝ տեսանելի լույսը կլանելով՝ մակերեսը տաքանում է և ջերմային (ինֆրակարմիր) ճառագայթներ արձակում; Քանի որ ապակին թափանցիկ է տեսանելի լույսի համար և գրեթե անթափանց ջերմային ճառագայթման համար, ջերմության կուտակումը հանգեցնում է ջերմաստիճանի այնպիսի բարձրացման, որի դեպքում ապակու միջով անցնող ջերմային ճառագայթների քանակը բավարար է ջերմային հավասարակշռություն հաստատելու համար:

Ֆուրիեն ենթադրում էր, որ Երկրի մթնոլորտի օպտիկական հատկությունները նման են ապակու օպտիկական հատկություններին, այսինքն՝ նրա թափանցիկությունը ինֆրակարմիր տիրույթում ավելի ցածր է, քան օպտիկական տիրույթի թափանցիկությունը։

1.2. Պատճառները

Ջերմոցային էֆեկտի էությունը հետևյալն է. Երկիրը էներգիա է ստանում Արեգակից, հիմնականում սպեկտրի տեսանելի մասում, և ինքն է արտանետում հիմնականում ինֆրակարմիր ճառագայթներ արտաքին տարածություն։

Այնուամենայնիվ, նրա մթնոլորտում պարունակվող շատ գազեր՝ ջրային գոլորշի, CO2, մեթան, ազոտի օքսիդ և այլն, թափանցիկ են տեսանելի ճառագայթների համար, բայց ակտիվորեն կլանում են ինֆրակարմիրը՝ դրանով իսկ պահպանելով մթնոլորտի ջերմության մի մասը:

Վերջին տասնամյակների ընթացքում մթնոլորտում ջերմոցային գազերի պարունակությունը կտրուկ աճել է։ Հայտնվեցին նաև նոր, նախկինում գոյություն չունեցող նյութեր, որոնք ունեն «ջերմոցային» կլանման սպեկտր՝ հիմնականում ֆտորածխածիններ։

Ջերմոցային էֆեկտ առաջացնող գազերը ոչ միայն ածխաթթու գազն են (CO2): Դրանք ներառում են նաև մեթան (CH4), ազոտի օքսիդ (N2O), հիդրոֆտորածխածիններ (HFC), պերֆտորածխածիններ (PFCs), ծծմբի հեքսաֆտորիդ (SF6): Այնուամենայնիվ, հենց ածխաջրածնային վառելիքի այրումն է, որն ուղեկցվում է CO2-ի արտանետմամբ, որը համարվում է աղտոտման հիմնական պատճառը:

Ջերմոցային գազերի արագ աճի պատճառն ակնհայտ է. մարդկությունն այժմ մեկ օրում այրում է այնքան հանածո վառելիք, որքան այն գոյացել է հազարավոր տարիների ընթացքում նավթի, ածխի և գազի հանքավայրերի ձևավորման ժամանակ: Այս «մղումից» կլիմայական համակարգը դուրս եկավ «հավասարակշռությունից» և մենք տեսնում ենք ավելիներկրորդական բացասական երևույթներ՝ հատկապես շոգ օրեր, երաշտներ, ջրհեղեղներ, եղանակի հանկարծակի փոփոխություններ, և դա է ամենամեծ վնասը պատճառում։

Հետազոտողները կանխատեսում են, որ եթե ոչինչ չձեռնարկվի, հաջորդ 125 տարվա ընթացքում CO2-ի գլոբալ արտանետումները կեռապատկվեն: Բայց չպետք է մոռանալ, որ ապագա աղտոտման աղբյուրների մի զգալի մասը դեռ կառուցված չէ։ Վերջին հարյուր տարվա ընթացքում հյուսիսային կիսագնդում ջերմաստիճանն աճել է 0,6 աստիճանով։ Առաջիկա հարյուրամյակում ջերմաստիճանի կանխատեսվող աճը կլինի 1,5-ից 5,8 աստիճանի սահմաններում։ Ամենահավանական տարբերակը 2,5-3 աստիճան է։

Այնուամենայնիվ, կլիմայի փոփոխությունը կապված չէ միայն ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Փոփոխությունները վերաբերում են նաև այլ կլիմայական երևույթներին։ Գլոբալ տաքացման ազդեցությամբ բացատրվում են ոչ միայն ինտենսիվ շոգը, այլև սաստիկ հանկարծակի սառնամանիքները, ջրհեղեղները, սելավները, տորնադոները, փոթորիկները։ Կլիմայական համակարգը չափազանց բարդ է մոլորակի բոլոր մասերում միատեսակ և հավասար փոփոխություններ սպասելու համար: Իսկ գիտնականներն այսօր հիմնական վտանգը տեսնում են հենց միջին արժեքներից շեղումների աճի մեջ՝ զգալի և հաճախակի ջերմաստիճանի տատանումներ։

2. Ջերմոցային էֆեկտ՝ մեխանիզմ, ուժեղացում

2.1 Ջերմոցային էֆեկտի մեխանիզմը և դրա դերը կենսոլորտային գործընթացներում

Երկրի վրա կյանքի և բոլոր բնական գործընթացների հիմնական աղբյուրը Արեգակի ճառագայթային էներգիան է: Էներգիա արեւային ճառագայթումՄեր մոլորակ ժամանող բոլոր ալիքների երկարությունները միավոր ժամանակի մեկ միավորի տարածքի վրա, որոնք ուղղահայաց են արևի ճառագայթներին, կոչվում է արեգակնային հաստատուն և կազմում է 1,4 կՋ/սմ2: Սա Արեգակի մակերևույթից արտանետվող էներգիայի միայն մեկ երկու միլիարդերորդ մասն է: Երկիր մտնող արեգակնային էներգիայի ընդհանուր քանակից մթնոլորտը կլանում է -20%-ը։ Մթնոլորտի խորքերը ներթափանցող և Երկրի մակերևույթ հասնող էներգիայի մոտավորապես 34%-ը արտացոլվում է մթնոլորտի ամպերի, դրա մեջ պարունակվող աերոզոլների և հենց Երկրի մակերեսի կողմից։ Այսպիսով, արեգակնային էներգիայի -46%-ը հասնում է երկրագնդի մակերեսին և կլանվում նրա կողմից։ Իր հերթին, ցամաքի և ջրի մակերեսը արտանետում է երկար ալիքի ինֆրակարմիր (ջերմային) ճառագայթում, որը մասամբ գնում է տիեզերք, մասամբ մնում մթնոլորտում՝ մնալով իր բաղկացուցիչ գազերում և տաքացնելով օդի մակերեսային շերտերը։ Երկրի այս մեկուսացումը տիեզերքից բարենպաստ պայմաններ ստեղծեց կենդանի օրգանիզմների զարգացման համար։

Մթնոլորտի ջերմոցային էֆեկտի բնույթը պայմանավորված է տեսանելի և հեռավոր ինֆրակարմիր տիրույթներում դրանց տարբեր թափանցիկությամբ: 400-1500 նմ ալիքի երկարության միջակայքը (տեսանելի լույս և մոտ ինֆրակարմիր) կազմում է էներգիայի 75%-ը արեւային ճառագայթում, գազերի մեծ մասը չի կլանում այս միջակայքում; Ռեյլի ցրումը գազերում և ցրումը մթնոլորտային աերոզոլների վրա չեն խանգարում այդ ալիքի երկարությունների ճառագայթմանը ներթափանցել մթնոլորտի խորքերը և հասնել մոլորակների մակերեսին։ Արևի լույսը կլանում է մոլորակի մակերեսը և նրա մթնոլորտը (հատկապես մերձ ուլտրամանուշակագույն և IR շրջաններում ճառագայթումը) և տաքացնում դրանք։ Մոլորակի տաքացած մակերեսը և մթնոլորտը ճառագայթում են հեռավոր ինֆրակարմիր տիրույթում. օրինակ, Երկրի դեպքում () ջերմային ճառագայթման 75%-ը ընկնում է 7,8-28 մկմ միջակայքում, Վեներայի համար՝ 3,3-12 մկմ։ .

Սպեկտրի այս հատվածում ներծծվող գազեր պարունակող մթնոլորտը (այսպես կոչված ջերմոցային գազեր՝ H2O, CO2, CH4 և այլն) էապես անթափանց է իր մակերևույթից արտաքին տարածություն ուղղվող նման ճառագայթման համար, այսինքն՝ ունի մեծ օպտիկական հաստությունը: Այս անթափանցության պատճառով մթնոլորտը դառնում է լավ ջերմամեկուսիչ, ինչը, իր հերթին, հանգեցնում է նրան, որ կլանված արեգակնային էներգիայի վերարտադրումը արտաքին տարածություն տեղի է ունենում մթնոլորտի վերին սառը շերտերում։ Արդյունքում, Երկրի արդյունավետ ջերմաստիճանը որպես ռադիատորի ավելի ցածր է, քան նրա մակերեսի ջերմաստիճանը։

Այսպիսով, երկրագնդի մակերևույթից եկող հետաձգված ջերմային ճառագայթումը (ինչպես ջերմոցի վրայի թաղանթ) ստացել է ջերմոցային էֆեկտի փոխաբերական անվանումը։ Գազերը, որոնք փակում են ջերմային ճառագայթումը և կանխում ջերմության արտահոսքը դեպի արտաքին տարածություն, կոչվում են ջերմոցային գազեր։ Ջերմոցային էֆեկտի պատճառով վերջին հազարամյակում Երկրի մակերեսի միջին տարեկան ջերմաստիճանը կազմում է մոտ 15°C։ Առանց ջերմոցային էֆեկտի այս ջերմաստիճանը կնվազի մինչև -18°C, իսկ Երկրի վրա կյանքի գոյությունը կդառնա անհնար։ Մթնոլորտի հիմնական ջերմոցային գազը ջրային գոլորշին է, որն արգելափակում է Երկրի ջերմային ճառագայթման 60%-ը։ Մթնոլորտում ջրի գոլորշու պարունակությունը որոշվում է մոլորակային ջրի շրջապտույտով և (լայնության և բարձրության ուժեղ տատանումներով) գրեթե հաստատուն է։ Երկրի ջերմային ճառագայթման մոտավորապես 40%-ը թակարդում է այլ ջերմոցային գազերը, այդ թվում՝ ավելի քան 20%-ը՝ ածխածնի երկօքսիդը: Հիմնական բնական աղբյուրներ CO2 մթնոլորտում - հրաբխային ժայթքումներ և բնական անտառային հրդեհներ: Երկրի գեոբիոքիմիական էվոլյուցիայի արշալույսին ածխաթթու գազը ստորջրյա հրաբուխների միջոցով մտավ Համաշխարհային օվկիանոս, հագեցրեց այն և արտանետվեց մթնոլորտ: Մթնոլորտում CO2-ի քանակի ճշգրիտ գնահատականներ դեռևս չկան դրա զարգացման վաղ փուլերում: Խաղաղ և Ատլանտյան օվկիանոսների ստորջրյա լեռնաշղթաների բազալտային ապարների վերլուծության արդյունքների համաձայն՝ ամերիկացի երկրաքիմիկոս Դ. Մարեյսը եզրակացրել է, որ CO2-ի պարունակությունը մթնոլորտում իր գոյության առաջին միլիարդ տարիներին հազար անգամ ավելի մեծ է եղել, քան ներկա՝ մոտ 39%։ Այնուհետեւ մակերեսային շերտում օդի ջերմաստիճանը հասել է գրեթե 100°C-ի, իսկ օվկիանոսներում ջրի ջերմաստիճանը մոտեցել է եռման կետին («գերջերմոցային» էֆեկտ)։ Ֆոտոսինթետիկ օրգանիզմների և ածխածնի երկօքսիդի միացման քիմիական գործընթացների գալուստով սկսեց գործել մի հզոր մեխանիզմ՝ մթնոլորտից և օվկիանոսից CO2-ը նստվածքային ապարների մեջ հեռացնելու համար: Ջերմոցային էֆեկտը սկսեց աստիճանաբար նվազել մինչև կենսոլորտում հավասարակշռության հասնելը, որը տեղի ունեցավ մինչև ինդուստրացման դարաշրջանի սկիզբը և որը համապատասխանում է մթնոլորտում ածխածնի երկօքսիդի նվազագույն պարունակությանը` 0,03%: Անթրոպոգեն արտանետումների բացակայության դեպքում ցամաքային և ջրային բիոտայի, հիդրոսֆերայի, լիթոսֆերայի և մթնոլորտի ածխածնի ցիկլը գտնվում էր հավասարակշռության մեջ: Հրաբխային ակտիվության պատճառով ածխաթթու գազի արտանետումը մթնոլորտ գնահատվում է տարեկան 175 միլիոն տոննա: Տեղումները կարբոնատների տեսքով կապում են մոտ 100 մլն տոննա, ածխածնի օվկիանոսային պաշարը մեծ է՝ այն 80 անգամ գերազանցում է մթնոլորտայինը։ Երեք անգամ ավելի, քան մթնոլորտում, ածխածինը կենտրոնացած է բիոտայում, և CO2-ի ավելացման դեպքում ցամաքային բուսականության արտադրողականությունը մեծանում է:

Ֆիլիպ դը Սոսյուրը մի անգամ փորձ արեց՝ նա կափարիչով ծածկված բաժակը հանեց արևի տակ, որից հետո չափեց ապակու ներսում և դրսում ջերմաստիճանը։ Ներսում և դրսում ջերմաստիճանը տարբեր էր՝ փակ ապակու մեջ մի փոքր ավելի տաք էր։ Մի փոքր ավելի ուշ՝ 1827 թվականին, ֆիզիկոս Ժոզեֆ Ֆուրիեն ենթադրեց, որ պատուհանագոգի ապակին կարող է ծառայել որպես մեր մոլորակի մոդել, նույնը տեղի է ունենում մթնոլորտի շերտերի տակ։

Եվ պարզվեց, որ նա ճիշտ էր, հիմա յուրաքանչյուր դպրոցական գոնե մեկ անգամ լսել է «ջերմոցային էֆեկտ» տերմինը, ահա թե ինչ է կատարվում Երկրի հետ հիմա, ինչ է կատարվում մեզ հետ։ Ջերմոցային էֆեկտի խնդիրը գլոբալ բնապահպանական խնդիրներից է, որը կարող է աղետալի վնաս հասցնել մեր մոլորակին, նրա բուսական և կենդանական աշխարհին: Ինչու է ջերմոցային էֆեկտը վտանգավոր: Որո՞նք են դրա պատճառները և հետևանքները: Կա՞ն այս խնդիրը լուծելու ուղիներ:

Սահմանում

Ջերմոցային էֆեկտ - երկրի մակերևույթի և օդի ջերմաստիճանի բարձրացում, որը կլիմայի փոփոխություններ է առաջացնում: Ինչպե՞ս է դա տեղի ունենում:

Պատկերացրեք, որ մենք նույն բաժակի մեջ ենք Ֆիլիպ դը Սոսյուրի լաբորատորիայի պատուհանագոգին: Դրսում եղանակը տաք է, ապակու վրա ընկած արևի ճառագայթները թափանցում են ապակու միջով՝ տաքացնելով դրա հատակը։ Այն իր հերթին կլանված էներգիան ինֆրակարմիր ճառագայթման տեսքով հաղորդում է ապակու ներսում գտնվող օդին՝ դրանով իսկ տաքացնելով այն։ Ինֆրակարմիր ճառագայթումը չի կարող ետ անցնել պատերի միջով՝ ներսում ջերմություն թողնելով։ Ապակու ներսում ջերմաստիճանը բարձրանում է, և մենք տաքանում ենք։

Երկիր մոլորակի մասշտաբների դեպքում ամեն ինչ մի փոքր ավելի բարդ է գործում՝ հաշվի առնելով, որ ապակու փոխարեն մենք ունենք մթնոլորտի շերտեր, և դրա հետ միասին. արևի ճառագայթներՋերմոցային էֆեկտը ստեղծվում է բազմաթիվ այլ գործոններով։

Ջերմոցային էֆեկտի պատճառները

Մարդկային գործունեությունը ջերմոցային էֆեկտի ձևավորման հիմնական գործոններից մեկն է։ Հատկանշական է, որ ջերմոցային էֆեկտը եղել է դեռ մի քանի դար առաջ տեխնիկական և արդյունաբերական առաջընթացբայց ինքնին վտանգ չի ներկայացնում: Այնուամենայնիվ, գործարաններից օդի աղտոտվածությամբ, արտանետումներով վնասակար նյութեր, ինչպես նաև ածուխի, նավթի և գազի այրման պատճառով իրավիճակը վատթարացավ։ Ածխաթթու գազը և միաժամանակ ձևավորված այլ վտանգավոր միացությունները նպաստում են ոչ միայն բնակչության շրջանում ուռուցքաբանական հիվանդությունների աճին, այլև օդի ջերմաստիճանի բարձրացմանը։

Մեքենաներ և բեռնատարներ նպաստում են նաև օդ արտանետվող վնասակար նյութերի կոկտեյլին՝ դրանով իսկ ուժեղացնելով ջերմոցային էֆեկտը:

գերբնակեցումստիպում է սպառման և պահանջարկի մեքենան ավելի արդյունավետ աշխատել. բացվում են նոր գործարաններ, անասնապահական ֆերմաներ, արտադրվում են ավելի շատ մեքենաներ՝ հարյուրավոր անգամներ ավելացնելով ճնշումը մթնոլորտի վրա։ Բնությունն ինքն է մեզ առաջարկում լուծումներից մեկը՝ անվերջանալի անտառային տարածքներ, որոնք կարող են մաքրել օդը և նվազեցնել ածխաթթու գազի մակարդակը մթնոլորտում։ Այնուամենայնիվ, մարդ մեծ թվով հատում է անտառները.

Գյուղատնտեսության ոլորտում, դեպքերի ճնշող մեծամասնությունում. քիմիական պարարտանյութեր, նպաստելով ջերմոցային գազերից մեկի՝ ազոտի արտազատմանը։ Կա օրգանական գյուղատնտեսություն, որի մասին կարող եք կարդալ այստեղ։ Այն բացարձակապես անվնաս է Երկրի մթնոլորտի համար, քանի որ օգտագործում է բացառապես բնական պարարտանյութեր, բայց, ցավոք, նման տնտեսությունների տոկոսը չափազանց փոքր է, որպեսզի իրենց գործունեությամբ «ծածկեն» ոչ էկոլոգիական գյուղատնտեսական տնտեսությունները։

Միաժամանակ ջերմոցային գազերի ավելացմանը նպաստում են հսկայական աղբավայրերը, որտեղ աղբը երբեմն ինքնաբուխ բռնկվում է կամ շատ երկար ժամանակ փտում՝ արտանետելով նույն ջերմոցային գազերը։

Ջերմոցային էֆեկտի հետևանքները

Ջերմաստիճանի անբնական աճը ենթադրում է տարածքի կլիմայի փոփոխություն, և, հետևաբար, բուսական և կենդանական աշխարհի բազմաթիվ ներկայացուցիչների վերացում, որոնք հարմարեցված չեն այս կլիմայական պայմաններին: Մեկը էկոլոգիական խնդիրառաջացնում է մեկ այլ՝ տեսակների հյուծում:

Նաև գտնվելով «գոլորշու սենյակի» պայմաններում՝ սառցադաշտերը քաղցրահամ ջրի վիթխարի «պահեստներ» են։ - դանդաղ, բայց հաստատ հալվում է: Դրա շնորհիվ Համաշխարհային օվկիանոսի մակարդակը կբարձրանա, ինչը նշանակում է, որ այն կհեղեղի ափամերձ տարածքները, իսկ ցամաքային տարածքը կնվազի։

Որոշ բնապահպաններ կանխատեսում են, որ ծովի օվկիանոսի մակարդակը, ընդհակառակը, կնվազի, իսկ 200 տարի հետո. Բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության տակ այն կսկսի դանդաղ չորանալ։ Կբարձրանա ոչ միայն օդի ջերմաստիճանը, այլև ջրի ջերմաստիճանը, ինչը նշանակում է, որ չեն գոյատևի շատ օրգանիզմներ, որոնց կենսահամակարգն այնքան լավ է կազմակերպված, որ ջերմաստիճանի 1-2 աստիճանով անկումը վնասակար է: Օրինակ, ամբողջ կորալային խութերը արդեն մարում են՝ վերածվելով մեռած հանքավայրերի կույտերի։

Չի կարելի անտեսել ազդեցությունը մարդու առողջության վրա։ Օդի ջերմաստիճանի բարձրացումը նպաստում է կյանքին սպառնացող այնպիսի վիրուսների ակտիվ տարածմանը, ինչպիսիք են Էբոլան, քնաբեր հիվանդությունը, թռչնագրիպը, դեղին տենդը, տուբերկուլյոզը և այլն։ Ջրազրկումից և ջերմային հարվածներից մահացությունը կավելանա։

Լուծումներ

Չնայած այն հանգամանքին, որ խնդիրը գլոբալ է, դրա լուծումը կայանում է մի քանիսի մեջ պարզ գործողություններ. Դժվարությունն այն է, որ հնարավորինս շատ մարդիկ պետք է կատարեն դրանք:

6. Դաստիարակել հարազատներին, ընկերներին, ծանոթներին, երեխաների մեջ դաստիարակել բնության հանդեպ հոգատարության անհրաժեշտությունը։ Ի վերջո, ցանկացած խնդիր կարելի է լուծել՝ համատեղ գործելով։

Մի շարք օբյեկտիվ պատճառներով սրված ջերմոցային էֆեկտը բացասական հետևանքներ է ստացել մոլորակի էկոլոգիայի համար։ Իմացեք ավելին, թե ինչ է ջերմոցային էֆեկտը, որոնք են առաջացած բնապահպանական խնդիրների լուծման պատճառներն ու ուղիները։

Ջերմոցային էֆեկտ. պատճառներ և հետևանքներ

Ջերմոցային էֆեկտի բնույթի մասին առաջին հիշատակումը հայտնվեց 1827 թվականին ֆիզիկոս Ժան Բատիստ Ժոզեֆ Ֆուրիեի հոդվածում։ Նրա աշխատանքը հիմնված էր շվեյցարացի Նիկոլա Թեոդոր դե Սոսյուրի փորձի վրա, ով չափում էր ջերմաստիճանը բանկայի ներսում մգեցված ապակիներով, երբ այն ենթարկվում էր արևի լույսի: Գիտնականը պարզել է, որ ներսում ջերմաստիճանն ավելի բարձր է՝ կապված այն բանի հետ, որ ջերմային էներգիան չի կարող անցնել ամպամած ապակու միջով։

Օգտագործելով այս փորձը որպես օրինակ՝ Ֆուրիեն նկարագրեց, որ Երկրի մակերես հասնող ոչ բոլոր արևային էներգիան է արտացոլվում տիեզերքում: Ջերմոցային գազը ջերմային էներգիայի մի մասը թակարդում է մթնոլորտի ստորին շերտերում: Այն բաղկացած է.

• ածխաթթու;
• մեթան;
• օզոն;
• ջրի գոլորշի.

Ի՞նչ է ջերմոցային էֆեկտը: Սա ցածր մթնոլորտային շերտերի ջերմաստիճանի բարձրացում է ջերմոցային գազերի ջերմային էներգիայի կուտակման պատճառով: Երկրի մթնոլորտը (նրա ստորին շերտերը) գազերի պատճառով պարզվում է, որ բավականին խիտ է և չի անցնում տիեզերք. ջերմային էներգիա. Արդյունքում Երկրի մակերեսը տաքանում է։

2005 թվականի դրությամբ երկրագնդի մակերեսի միջին տարեկան ջերմաստիճանը վերջին հարյուրամյակի ընթացքում աճել է 0,74 աստիճանով։ Առաջիկա տարիներին ակնկալվում է, որ այն արագորեն կբարձրանա տասնամյակում 0,2 աստիճանով։ Սա գլոբալ տաքացման անշրջելի գործընթաց է։ Եթե ​​դինամիկան շարունակվի, ապա 300 տարի հետո բնապահպանական անուղղելի փոփոխություններ կլինեն։ Ուստի մարդկությանը սպառնում է անհետացում։

Գիտնականներն անվանում են գլոբալ տաքացման այնպիսի պատճառներ, ինչպիսիք են.

• մարդկային խոշոր արդյունաբերական գործունեություն. Դա հանգեցնում է մթնոլորտ գազերի արտանետումների ավելացման, ինչը փոխում է դրա կազմը և հանգեցնում փոշու պարունակության ավելացմանը.

• հանածո վառելիքի (նավթ, ածուխ, գազ) այրում ջերմաէլեկտրակայաններում, մեքենաների շարժիչներում։ Արդյունքում ավելանում են ածխաթթու գազի արտանետումները։ Բացի այդ, աճում է էներգիայի սպառման ինտենսիվությունը՝ երկրագնդի բնակչության տարեկան աճի 2%-ով, էներգիայի կարիքն ավելանում է 5%-ով;
• գյուղատնտեսության բուռն զարգացում։ Արդյունքը մթնոլորտում մեթանի արտանետումների ավելացումն է (օրգանական պարարտանյութերի ավելցուկ արտադրությունը քայքայման հետևանքով, կենսագազի կայաններից արտանետումներ, անասնաբուծության/թռչնաբուծության կենսաբանական թափոնների քանակի ավելացում).
• աղբավայրերի քանակի ավելացում, ինչի պատճառով էլ մեթանի արտանետումները աճում են.
• անտառահատում. Այն դանդաղեցնում է մթնոլորտից ածխաթթու գազի կլանումը:

Գլոբալ տաքացման հետևանքները հրեշավոր են մարդկության և ամբողջ մոլորակի կյանքի համար: Այսպիսով, ջերմոցային էֆեկտը և դրա հետևանքները շղթայական ռեակցիա են առաջացնում։ Տեսեք ինքներդ.

1. Ամենամեծ խնդիրն այն է, որ ջերմաստիճանի բարձրացման պատճառով Երկրի մակերեսը սկսում է հալվել բևեռային սառույցինչը հանգեցնում է ծովի մակարդակի բարձրացմանը:

2. Դա կբերի հովիտներում բերրի հողերի հեղեղմանը։

3. Խոշոր քաղաքների (Սանկտ Պետերբուրգ, Նյու Յորք) և ամբողջ երկրների (Նիդեռլանդներ) հեղեղումները կհանգեցնեն սոցիալական խնդիրների՝ կապված մարդկանց տեղափոխելու անհրաժեշտության հետ։ Արդյունքում հնարավոր են բախումներ, անկարգություններ։

4. Մթնոլորտի տաքացման պատճառով ձյան հալման շրջանը կրճատվում է՝ դրանք ավելի արագ են հալչում, իսկ սեզոնային անձրեւներն ավելի արագ են ավարտվում։ Արդյունքում ավելանում է չոր օրերի թիվը։ Մասնագետների կարծիքով՝ տարեկան միջին ջերմաստիճանի մեկ աստիճանով բարձրացման դեպքում մոտ 200 մլն հա անտառներ կվերածվեն տափաստանների։

5. Կանաչ տարածքների քանակի նվազման պատճառով կնվազի ֆոտոսինթեզի արդյունքում ածխաթթու գազի վերամշակումը։ Ջերմոցային էֆեկտը կուժեղանա, իսկ գլոբալ տաքացումը կարագանա։

6. Երկրի մակերեւույթի տաքացման պատճառով ջրի գոլորշիացումը կավելանա, ինչը կբարձրացնի ջերմոցային էֆեկտը։

7. Ջրի եւ օդի ջերմաստիճանի բարձրացման պատճառով մի շարք կենդանի էակների կյանքին սպառնացող վտանգ կառաջանա։

8. Սառցադաշտերի հալման և Համաշխարհային օվկիանոսի մակարդակի բարձրացման պատճառով սեզոնային սահմանները կփոխվեն, և կլիմայական անոմալիաները (փոթորիկներ, փոթորիկներ, ցունամիներ) կհաճախանան։

9. Երկրի մակերևույթի ջերմաստիճանի բարձրացումը բացասաբար կանդրադառնա մարդու առողջության վրա, և բացի այդ, կհրահրի վտանգավոր վարակիչ հիվանդությունների զարգացման հետ կապված համաճարակաբանական իրավիճակների զարգացում։

Ջերմոցային էֆեկտ. խնդրի լուծման ուղիներ

Ջերմոցային էֆեկտի հետ կապված գլոբալ բնապահպանական խնդիրները կարելի է կանխել։ Դա անելու համար մարդկությունը պետք է համակարգված կերպով վերացնի գլոբալ տաքացման պատճառները:

Ինչ պետք է արվի առաջին հերթին.

1. Նվազեցրեք մթնոլորտ արտանետումների քանակը: Դրան կարելի է հասնել, եթե ամենուր գործարկվեն ավելի էկոլոգիապես մաքուր սարքավորումներ և մեխանիզմներ, տեղադրվեն զտիչներ և կատալիզատորներ; ներմուծել «կանաչ» տեխնոլոգիաներ և գործընթացներ։
2. Կրճատել էներգիայի սպառումը: Դրա համար անհրաժեշտ կլինի անցնել ավելի քիչ էներգատար արտադրանքի արտադրությանը. բարձրացնել արդյունավետությունը էլեկտրակայաններում; ներգրավել բնակավայրերի ջերմաարդիականացման ծրագրեր, ներդնել էներգաարդյունավետության բարձրացման տեխնոլոգիաներ։
3. Փոխել էներգիայի աղբյուրների կառուցվածքը. Արտադրված էներգիայի ընդհանուր քանակի ավելացում, որից ստացվել է մասնաբաժինը այլընտրանքային աղբյուրներ(արև, քամի, ջուր, հողի ջերմաստիճան): Կրճատել հանածո էներգիայի աղբյուրների օգտագործումը.
4. Մշակել էկոլոգիապես մաքուր և ցածր ածխածնային տեխնոլոգիաներ գյուղատնտեսությունև արդյունաբերություն։
5. Բարձրացնել վերամշակված հումքի օգտագործումը.
6. Վերականգնել անտառները, արդյունավետորեն զբաղվել անտառային հրդեհներավելացնել կանաչ տարածքների տարածքը.

Ջերմոցային էֆեկտի պատճառով առաջացած խնդիրների լուծման ուղիները հայտնի են բոլորին։ Մարդկությունը պետք է գիտակցի, թե ինչի են հանգեցնում իր անհետևողական գործողությունները, գնահատի մոտալուտ աղետի մասշտաբները և մասնակցի մոլորակի փրկությանը: