Парниковый эффект и изменение климата

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение профессионального образования

“Ульяновский государственный  технический университет”

Кафедра БЖД и ПЭ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ по БЖД

 

“Парниковый эффект и изменение климата ”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                        Выполнила:

                                                                   Студентка группы:

                                                 ФКбд-13

 

                                                            Ефремова александра

                                                                Проверил: доцент,

                                                      К.Биолог.Н.

                                                     Фалова О.Е.

                

 

 

 

 

 

Ульяновск 2011

 

                          Оглавление

 

1. Введение
2. Сущность парникового эффекта
3. Пути исследования изменения климата
4. Последствия парникового эффекта
5. Факторы изменения климата
6. Заключение

       7.   Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

Мир становится теплее, и  человечество в значительной мере ответственно за это, говорят эксперты. Но многие факторы, влияющие на изменение климата, еще не изучены, а другие и вовсе  не изучены.

Некоторые засушливые места  в Африке за последние 25 лет стали  еще более сухими. Редкие озера, приносящие людям воду, высыхают. Усиливаются  песчаные ветры. Дожди прекратились там еще в 1970-х. Все более острой становится проблема питьевой воды. Согласно компьютерным моделям такие местности  продолжат высушиваться и станут совсем непригодными для жизни.

Добыча угля распространена по всей планете. В атмосферу выбрасывается  огромное количество углекислого газа (СО₂) при сжигании угля. Так как развивающиеся страны идут по следам своих индустриальных соседей, объем СО₂  удвоится в течение XXI века.

Большинство специалистов, изучая комплексность климатической  системы Земли, связывают повышение  глобальной температуры и грядущие изменения климата с увеличение уровня СО₂ в атмосферном воздухе.

Жизнь процветает на планете  около четырех миллиардов лет. В  течение этого времени колебания  климата были радикальными, от ледникового периода – длившегося 10 000 лет – до эпохи стремительного потепления. С каждым изменением неопределенное число видов жизненных форм изменялись, развивались и выживали. Другие ослабли или просто вымерли.

Сейчас многие эксперты считают, что человечество подвергает опасности  мировую экологическую систему  в связи с глобальным потеплением, вызванное так называемым парниковым эффектом. Испарение продуктов цивилизации  в форме парниковых газов, таких  как диоксид углерода (СО₂), задержали достаточно отраженного от земной поверхности тепла, чтоб средняя температура у поверхности Земли повысилась на пол градуса Цельсия в течение ХХ столетия. Если такое направление современной индустрии сохранится, то климатическая система изменится повсеместно – таяние льдов, повышение уровня Мирового океана, уничтожение растений засухами, превращение местностей в пустыни, перемещение зеленых зон.

Но этого может и  не быть. Климат на планете зависит  от комбинации многих факторов, взаимодействующих  по отдельности друг с другом и  в комплексных путях, которые  еще не до конца изучены. Возможно, что потепление, наблюдавшееся в  течение прошлого столетия, произошло  вследствие естественных колебаний, несмотря на то, что его скорости значительно  превышали тех, что наблюдались  в течение последних десяти веков. Более того, компьютерные симуляции  могут быть неточными.

Тем не менее, в 1995 году, после  долгих лет интенсивного изучения Международная  конференция по проблеме изменения  климата, спонсируемая Объединенными  нациями, ориентировочно заключила, что  «многие доказательства свидетельствуют, что влияния человечества на глобальный климат огромны». Объем этих влияний, как замечают специалисты, неизвестно, так как не определен ключевой фактор, включая степень воздействия облаков и океанов на изменение глобальной температуры. Возможно, потребуется десяток лет или больше дополнительного исследования, чтобы исключить эти неопределенности.

Тем временем, многое уже  известно. И хотя специфика обстоятельств  хозяйственной деятельности человека остаются неясными, наша способность  изменять состав атмосферы бесспорна.

 

Сущность парникового  эффекта.

 

Воздух, которым мы дышим, является необходимым условием нашей жизни  во многих аспектах. Без нашей атмосферы  средняя температура на Земле  составила бы около –18 ⁰С вместо сегодняшних 15 ⁰С. Весь поступающий на Землю солнечный свет (около 180 Вт/м²) приводит к тому, что Земля излучает инфракрасные волны как гигантский радиатор. Отраженное тепло просто бы беспрепятственно возвращалось в космос.

Из-за атмосферы, однако, только часть этого тепла  напрямую возвращается в космос. Оставшееся задерживается в нижних слоях  атмосферы, которые содержат ряд  газов – водяной пар, СО₂, метан и другие – которые собирают исходящее инфракрасное излучение. Как только эти газы нагреваются, некоторое накопленное ими тепло вновь поступает на земную поверхность. В целом, этот процесс называется парниковый эффект, главной причиной которого является избыточное содержание в атмосфере парниковых газов. Чем больше в атмосфере будет содержаться парниковых газов, тем больше тепла, отраженного земной поверхностью, будет задерживаться. Так как парниковые газы не препятствуют поступлению солнечной энергии, то температура у земной поверхности будет повышаться.

С повышением температуры увеличится испарение воды из океанов, озер, рек  и т.д. Так как нагретый воздух может содержать в себе больший  объем водяного пара, это создает  мощный эффект обратной связи: чем теплее становится, тем выше содержание водяного пара в воздухе, а это, в свою очередь, увеличивает парниковый эффект.

Человеческая деятельность мало влияет на объем водяного пара в атмосфере. Но мы выбрасываем другие парниковые газы, что делает парниковый эффект все более и более интенсивным. Ученые считают, что увеличение объема выбросов СО₂, в основном от сжигания ископаемого топлива, объясняет, по крайней мере, около 60 % потепления на Земле, наблюдавшегося с 1850 года. Концентрация диоксида углерода в атмосфере возрастает примерно на 0,3 % в год, и сейчас составляет примерно на 30 % выше, чем до индустриальной революции. Если это выразить в абсолютных измерителях, то каждый год человечество добавляет примерно 7 миллиардов тонн. Несмотря на то, что это небольшая часть по отношению ко всему количеству углекислого газа в атмосфере – 750 миллиардов тонн, и еще меньшая по сравнению с количеством СО₂, содержащимся в Мировом океане – примерно 35 триллионов тонн, она остается весьма значительной. Причина: естественные процессы находятся в равновесии, в атмосферу поступает такой объем СО₂, который оттуда изымается. А человеческая деятельность только добавляет СО₂.

Если текущие темпы сохранятся, то содержание углекислого газа в  атмосфере увеличится вдвое к 2060 году по сравнением с доиндустриальным уровнем, а к концу столетия – в четыре раза. Это очень обеспокоивает, так как жизненный цикл СО₂ в атмосфере составляет более ста лет, по сравнению с восьмидневным циклом водяного пара.

Метан, основной компонент природного газа, является причиной 15 % потепления в современное время. Генерируемый бактериями на рисовых полях, разлагающимся мусором, продуктами сельского хозяйства и ископаемого топлива, метан циркулирует в атмосфере около десятилетия. Сейчас его в атмосфере в 2,5 раза больше, чем в XVIII веке.

Другой парниковый газ – это оксид азота, продуцируемый как сельским хозяйством, так и промышленностью – различные растворители и хладагенты, как хлорфторуглероды (фреоны), которые запрещены международным соглашением вследствие их разрушающего действия на защитный озоновый слой Земли.

Неослабевающее накопление парниковых газов в атмосфере привело  ученых к решению, что в нынешнем столетии средняя температура повысится  от 1 до 3,5 ⁰С. (см. приложение № 1) Для многих это может показаться немного. Для объяснения приведем пример. Аномальное похолодание в Европе, длившееся с1570 по 1730 годы, вынудившее европейских фермеров забросить свои поля, было вызвано изменением температуры всего в пол градуса Цельсия. Можно представить какие последствия может иметь повышение температуры на 3,5 ⁰С.

 

                    Пути исследования изменения климата.

 

В современное время становится популярным изобретение разных компьютерных моделей изменения климата на Земле. Они основаны на вариантах  взаимодействия различных климатических  факторов, таких как почва, воздух, вода, ледники и солнечная энергия. Эти общие циркуляционные модели состоят из уравнений, показывающие изученные зависимости атмосферной  физики и океанической циркуляции.

Для каждой части планеты ученые рассчитали эффект таких факторов как  температура, вращение Земли, часть  поверхности выше уровня моря и другие климатические условия.

Но насколько правдоподобны  эти проекты ? Совершенной считается модель, если при введение информации о климатических условий на Земле несколько сотен лет назад она выдает точное описание сегодняшнего климата. Очень редко сегодняшние модели выдают результат сопоставимый с настоящим глобальным климатом без различных неточностей.

От части это объясняется тем, что только самые мощные компьютеры могут справиться с этой задачей. А от части – тем, что некоторые аспекты климатического изменения не до конца изучены. Создатели моделей предупреждают, что их создания еще не достаточно совершенны, чтобы определять детальный эффект в конкретных регионах. Модели разбивают всю поверхность Земли на квадраты со стороной обычно 200 км, но такие факторы как океанические бури, шторм и облачная активность действуют на значительно меньших участках. В этих случаях модели могут определять примерный результат.

Компьютерные модели обычно проектируют  парниковый эффект в далеком будущем, и они все лучше и лучше  приспосабливаются к быстро растущему  объему знаний человечества. К тому же невероятно сложно правильно учесть влияние человека на всемирные колебание климата.

Согласно Кевину Тренберту, ведущему американскому специалисту в Национальном центре атмосферных исследований в Колорадо, все компьютерные модели предсказывают глобальное потепление, но они могут определить только пределы изменения температуры. Потепление может составить один градус Цельсия в этом веке, или оно может быть в более чем в три раза больше. «Использование таких моделей – это важный и незаменимый инструмент, – говорит Тренберт, – но они не могут решить проблему парникового эффекта».

 

 

 

 

 

 

 

Последствия парникового  эффекта.

 

Какова срочность действий, рассмотренных  в 1997 на конференции по изменению  климата в Киото, Япония, на которой  промышленные нации принципиально  согласились сократить выбросы  парниковых газов ? Не один другой вопрос не оспаривается так горячо среди ученых и политиков как этот. Некоторые считают, что немедленные действия неоправданны: ощутимые изменения климата, говорят они, достаточно постепенны, чтобы мы могли адаптироваться к ним. И даже если все выбросы парниковых газов в атмосферу прекратятся завтра, планета все равно будет еще нагреваться несколько десятилетий, из-за длинного жизненного цикла газов в атмосфере.

С другой стороны, есть доказательства, что некоторые события могут  радикально изменить климат период нескольких десятков дней. Возможно наибольший страх  – это внезапный крах огромного  Атлантического транспортировочного  пояса – системы, которая приносит теплую воду к северу от экватора, делающей Европу на несколько градусов теплее. Испарение этого приходящего  потока оставляет этот пояс с большей  концентрацией соли, чем оставшуюся Северную Атлантику, которая содержит устойчивый избыток воды из континентальных  бассейнов. Пояс становится холоднее и плотнее по мере того, как он достигает Гренландии, где совсем тонет.

Но что, если порожденное человеком  глобальное потепление изменит температурную  разницу между потоками и, в то же время увеличит количество осадков, разбавляя соленость направленного  на север потока ? Весь Атлантический транспортировочный пояс может прекратиться, как свидетельствуют океанические осадочные породы, это уже было несколько раз в прошлом. Эффект будет губительный. По некоторым расчетам, в Ирландии будет такая же температура, как сегодня в Шпицбергене, который расположен на сотни километров выше полярного круга. Почти вся северная Европа будет непригодна для жизни.

Но никто не знает наверняка, случатся ли такие вещи. Помимо этого, специфический эффект человека на изменение  климата останется еще долгое время неопределенным, пока наши знания увеличатся, а модели улучшатся.

«Следующие десять лет покажут», говорит Тим Барнетт, климатолог из Института океанографии, Калифорния «Мы должны подождать этот срок, чтобы по-настоящему все увидеть».

 

              Факторы изменения климата.

 

После проведенной оценки мнений различных  специалистов можно определить, что  климат изменяется вследствие различных  комбинаций различных климатических  факторов, механизм многих из которых  еще не понят современной наукой. Приведем перечень основных климатических  факторов.