Парниковый эффект: что это такое, причины возникновения

Почему возникает парниковый эффект?

Причина появления парникового эффекта заключается в разнице между излучениями, исходящими от Солнца и земной поверхности. Солнце с его температурой 5778 °С дает преимущественно видимый свет, весьма чувствительный для наших глаз. Поскольку воздух способен пропускать этот свет, солнечные лучи с легкостью проходят сквозь него и нагревают земную оболочку.

Предметы и объекты у поверхности имеют среднюю температуру около 14… 15 °С, поэтому излучают энергию в инфракрасном диапазоне, не способную проходить через атмосферу в полном объеме.Впервые подобный эффект был смоделирован физиком Филиппом де Соссюром, который выставил на солнце накрытый стеклянной крышкой сосуд, а после измерил разницу температур внутри него и снаружи.

Достойное

неделя
месяц
год
век

Интервью с Игорем Ашмановым. Драка с Соловьевым. Как брали Крым. Мы все под колпаком. Интернет — это зона порока.
(5/1)

Белорусский апофеоз
(5/1)

Цена успеха
(5/1)

Казнить нельзя помиловать
(3.67/3)

Белорусский апофеоз
(5/1)

Цена успеха
(5/1)

«Массовое скотство, защита от которого общества и политики перестала осуществляться после убийства И.В.Сталина, и есть тот внутренний фактор, который привёл СССР к краху»
(4/4)

Размышления о «Древе Познания»
(3.8/5)

Казнить нельзя помиловать
(3.67/3)

Свобода личности или свобода индивида
(3.67/3)

В России готовят восстание Спартака, а в Белоруссию будут забрасывать диверсантов из подразделения Бранденбург-800?
(3.5/2)

О деятельности Фонда концептуальных технологий «Алтай» после 18.06.2018 года
(5/11)

Бильярд, как модель глобальной игры в фильме «Классик»
(5/8)

Как тесты конкурса «Лидеры России» отбирают либералов с нужным мышлением
(5/8)

О создании фильма «Час Быка»
(5/7)

Россия на взлёте, народ на излёте.. Москва – столица Всемирной Хазарии?
(5/7)

История библейского проекта «от А до Я» в мультфильме «Падал прошлогодний снег»
(5/7)

У Щетинина теперь все законно
(5/7)

Рабы пока немы: ОПГ против Глобального Родителя
(5/7)

Чисто чтобы не забыть, первыми в космос вышли русские
(5/110)

Центральный банк России работает на её уничтожение
(5/64)

Ну, за самодержание!…
(5/64)

7 советов от гениального врача Николая Амосова .
(5/57)

Белые ночи почтальона Алексея Тряпицына: отчёт «победителям»?
(5/52)

Другой взгляд на пенсионный вопрос или какое государство нам нужно
(5/50)

Самые яркие примеры смекалки у советских солдат
(5/46)

Смотрите ж: всё стоит она!
(5/38)

Возможные последствия

Мало знать, что такое парниковый эффект, чтобы понять, насколько он опасен. И чтобы оценить глобальность и серьёзность проблемы, следует рассмотреть угрожающие планете и всему живому последствия. Они могут быть следующими:

Загрязнение атмосферы и уплотнение его слоёв способствуют глобальному потеплению. Уже давно учёные, занимающиеся исследованием климатических условий, заметили повышение среднегодовых температур на несколько градусов. И такие изменения могут нарушить общий баланс, привести к жаре и засухе в некоторых южных регионах.
Из-за парникового эффекта и вызванного им потепления происходит активное таяние ледников. Уровень воды в океанах стремительно растёт, прибрежные районы могут оказаться полностью затопленными спустя несколько десятков лет. А если учесть, что на этих территориях осуществляется выращивание различных культур, то огромный ущерб будет нанесён сельскому хозяйству, а это, в свою очередь, может спровоцировать острую нехватку продуктов питания.
Из-за повышения уровня вод в мировых океанах затопленными могут оказаться многие прибрежные города, а в будущем даже целые страны. В итоге людям будет просто негде жить. Причём над некоторыми регионами уже нависла реальная угроза.
Под воздействием вызванных парниковым эффектом высоких температур гораздо быстрее испаряется влага, и это оказывает самое непосредственное губительное воздействие на растительность Земли. Сокращение её объёмов усугубит проблемы и ухудшит состав воздуха. В итоге спустя века может настать момент, когда дышать на планете будет просто нечем.
Жара – это угроза для здоровья многих людей, особенно страдающих сердечно-сосудистыми и эндокринными заболеваниями. Неспроста в летний период смертность на всей Земле заметно увеличивается.
Из-за парникового эффекта и обусловленных им серьёзных климатических изменений может пострадать не только флора планеты, но и фауна, то есть животный мир. Некоторые его представители уже считаются вымирающими, в том числе и из-за усиления парникового эффекта.
Человечество уже испытывает на себе мощь природных аномалий: сильнейших осадков, ураганов, наводнений, цунами, смерчей, землетрясений и прочих явлений, угрожающих жизни людей.

Парниковый эффект и проблемы, порождаемые им

Тающий ледник

По этой причине началось глобальное потепление. Если процесс не будет остановлен, потепление будет продолжаться все более активными темпами. Результаты этого процесса заметны уже сегодня, и они катастрофичны. Быстрыми темпами тают горные ледники, арктическая и антарктическая ледяные шапки также теряют свои прежние размеры. Это приводит к повышению уровня океанов, затоплению участков суши, изменению климата.

Погибают многие животные – так, белый медведь оказался на грани вымирания вовсе не из-за истребления, а из-за климатических изменений. Полярные льды тают, и ему негде охотиться. Взрослые, здоровые особи погибают от истощения.

Интересный факт: лучшим примером парникового эффекта в действии является планета Венера. Из-за плотной густой атмосферы тепло не может свободно покидать поверхность, разогревая ее до 460 градусов Цельсия. Меркурий гораздо ближе к Солнцу, но не имеет столь плотной атмосферы, и потому разогревается в дневное время «только» до 430 градусов.

Действия, способные спасти Землю

На сегодняшний день известны все вредные факторы, которые приводят к накоплению парниковых газов, и мы знаем, что нужно делать, чтобы это остановить. Не стоит думать, что один человек ничего не изменит. Конечно, эффекта может добиться только все человечество, но кто знает – может, еще сотня людей в этот момент читает подобную статью?

Сохранение лесов

Остановка вырубки лесов. Растения – наше спасение! Кроме того, нужно не только сохранять существующие леса, но и активно высаживать новые.

Понять эту проблему должен каждый человек.

Фотосинтез настолько силен, что способен обеспечить нас огромным количеством кислорода. Его хватит для нормальной жизни людей и устранения вредных газов из атмосферы.

Использование электромобилей

Отказ от использования автомобилей на топливе. Каждый автомобиль выделяет огромное количество парниковых газов в год, так почему бы не сделать выбор в пользу здоровья окружающей среды? Ученые уже предлагают нам электромобили – экологически чистые машины, которые не используют топливо. Минус «топливный» автомобиль – еще один шаг к устранению парниковых газов. Во всем мире пытаются ускорить этот переход, но пока современные разработки таких машин далеки от совершенства. Даже в Японии, где наибольшее использование таких автомобилей, не готовы полностью переходить на их использование.

Альтернатива углеводородному топливу

Изобретение альтернативной энергии. Человечество не стоит на месте, так почему же мы «застряли» на использовании угля, нефти и газа? Сжигание этих природных компонентов приводит к накоплению парниковых газов в атмосфере, поэтому пора перейти на экологически чистый вид энергии.

Мы не можем полностью отказаться от всего того, что выделяет вредные газы. Зато мы можем способствовать увеличению кислорода в атмосфере. Не только настоящий мужчина должен посадить дерево – это обязан сделать каждый человек!

Что главное в решении любой проблемы? Не закрывать на нее глаза. Возможно, мы не замечаем вреда от парникового эффекта, но это точно заметят последующие поколения. Мы можем прекратить сжигать уголь и нефть, сохранить природную растительность планеты, отказаться от обычного автомобиля в пользу экологически чистого – и все для чего? Для того чтобы наша Земля существовала и после нас.

Однажды Филипп де Соссюр провел опыт: выставил на солнце стакан, накрытый крышкой, после чего измерил температуру внутри стакана и снаружи. Температура внутри и за его пределами различалась — в закрытом стакане она была немного теплее. Чуть позже, в 1827 году физик Жозеф Фурье выдвинул гипотезу, что стакан на подоконнике может служить моделью нашей планеты — под слоями атмосферы происходит то же самое.

И он оказался прав, ныне каждый школьник хоть раз слышал термин «парниковый эффект», это то, что сейчас происходит с Землей , то, что сейчас происходит с нами. Проблема парникового эффекта — одна из глобальных экологических проблем , которая может повлечь за собой катастрофический ущерб для нашей планеты, ее флоры и фауны . Чем опасен парниковый эффект? Каковы его причины и последствия? Существуют ли пути решения данной проблемы?

Количественное определение парникового эффекта

Суммарная энергия солнечного излучения, поглощаемого в единицу времени планетой радиусом R{\displaystyle R} и сферическим альбедо A{\displaystyle A} равна:

E=πR2Er2(1−A),{\displaystyle E=\pi R^{2}{\frac {E_{0}}{r^{2}}}(1-A),}

где E{\displaystyle E_{0}} — солнечная постоянная, и r{\displaystyle r} — расстояние до Солнца.

В соответствии с законом Стефана — Больцмана равновесное тепловое излучение L{\displaystyle L} планеты с радиусом R{\displaystyle R}, то есть площадью излучающей поверхности 4πR2{\displaystyle 4\pi R^{2}}:

L=4πR2σT¯E4,{\displaystyle L=4\pi R^{2}\sigma {\bar {T}}_{\text{E}}^{4},}

где T¯E{\displaystyle {\bar {T}}_{\text{E}}} — эффективная температура планеты.

Таблица 1
Планета	Атм. давление у поверхности, атм.	T¯E{\displaystyle {\bar {T}}_{\text{E}}}	T¯S{\displaystyle {\bar {T}}_{\text{S}}}	ΔT¯{\displaystyle \Delta {\bar {T}}}	T¯max{\displaystyle {\bar {T}}_{\text{max}}}	T¯min{\displaystyle {\bar {T}}_{\text{min}}}	ΔT{\displaystyle \Delta T}
Венера	90	231	735	504	—	—	—
Земля	1	249	288	39	313	200	113
Луна	—	—	393	113	280
Марс	0,006	210	218	8	300	147	153

Температуры даны в кельвинах, T¯max{\displaystyle {\bar {T}}_{\text{max}}} — средняя максимальная температура в полдень на экваторе, T¯min{\displaystyle {\bar {T}}_{\text{min}}} — средняя минимальная температура.

Количественно величина парникового эффекта ΔT¯{\displaystyle \Delta {\bar {T}}} определяется как разница между средней приповерхностной температурой атмосферы планеты T¯S{\displaystyle {\bar {T}}_{\text{S}}} и её эффективной температурой T¯E{\displaystyle {\bar {T}}_{\text{E}}}. Парниковый эффект существенен для планет с плотными атмосферами, содержащими газы, поглощающие излучение в инфракрасной области спектра, и пропорционален плотности атмосферы. Следствием парникового эффекта является также сглаживание температурных контрастов как между полярными и экваториальными зонами планеты, так и между дневными и ночными температурами.

Причины возникновения и усиления

Основные причины возникновения и усиления парникового эффекта – это наличие в составе атмосферы парниковых газов и постоянное и быстрое увеличение их количества.

В таблице приведены данные о газах, оказывающих максимальное влияние на потепление:

Наименование газа	Степень влияния на потепление
Водяной пар (H₂O)	40-78%
Углекислый газ (CO₂)	9-26%
Метан (CH₄)	5-9%
Озон (O₃)	3-7%

Водяной пар

Водяной пар оказывает самое сильное влияние на парниковый эффект и причины его возникновения.

Важно: Кажется, что нет ничего страшного в том, что предприятие в результате своей деятельность вырабатывает пары воды. Но на самом деле, одна тонна водяного пара эквивалентна 360 кг

углекислого газа в плане влияния на парниковый эффект.

Водяной пар, как и другие парниковые газы, является непрозрачным для теплового излучения. На данный момент влияние выбросов парообразной воды в атмосферу сильно недооценивается.

Водяной пар, накапливаясь, разогревает воздух, что провоцирует испарение воды, в результате чего водяного пара становится еще больше. Когда в атмосферу попадает углекислый газ, температура также увеличивается, что снова вызывает испарение воды. Получается, что пары воды тесно взаимосвязаны с CO₂, между ними есть положительная обратная связь, в результате которой оба этих газа совместно влияют на потепление.

Основными источниками выбросов водяных паров являются атомные электростанции. Ежегодно АЭС вырабатывают тысячи миллионов тонн водяного пара.

Углекислый газ

Углекислый газ является вторым по способности вызывать потепление. Основные потребители двуокиси углерода – это мировой океан и растения. Однако при перегнивании растений выделяется примерно столько же СО₂, сколько и потребляется.

Вулканические выделения

Сгорание в воздухе органических соединений

Дыхание живых существ на планете

Перегнивание умерших растений

Океанические выделения

Естественные пожары

Выбросы заводов, перерабатывающих топливо (уголь, природный газ, нефть)
Вырубка лесов

Метан

Парниковый потенциал метана выше, чем у двуокиси углерода в 28 раз, но его содержание значительно меньше, поэтому итоговое воздействие на увеличение температуры тоже меньше примерно в три раза. Однако содержание CH₄ очень сильно растет с каждым годом, так за последний год количество метана в сравнении с предыдущим годом увеличилось больше, чем в сто раз.

Источники, из которых метан попадает в атмосферу:

Естественные источники:

Болота и водоемы, океаны
Тундра
Геохимические процессы
Насекомые (в основном термиты)

Антропогенные источники:

Свалки
Рисовые поля
Животные (в основном коровы)
Горение биомасс
Добыча угля

Количество крупного рогатого скота из года в год увеличивается. Желудок коровы в процессе переваривания пищи выделяет метан, причем в значительных количествах, поэтому животноводство сильно вредит окружающей природе.

Интересный факт: один из аргументов людей, призывающих перестать использовать животных в качестве еды, основан именно на выделении скотом огромного количества метана. Спрос на мясо растет, поэтому животных разводят больше, леса вырубают под пастбища и поля с кормом, а помимо этого еще и вносится значительный вклад в разрушение озонового слоя и усиление парникового эффекта.

Озон

Озон бывает двух видов:

Стратосферный
Тропосферный

Стратосферный озон создает озоновый слой – защитный купол от вредного излучения. Тропосферный озон, наоборот, является вредным, а его парниковый вклад составляет четверть от вклада углекислого газа.

Источники, которые вызывают рост количества этого ядовитого газа:

Выхлопные газы автотранспорта
Промышленные выбросы

Приземленный озон является токсичным для человека и животных и вызывает болезни дыхательной системы. Он также вреден и для растительного мира. ВОЗ признала озон токсическим веществом беспорогового действия, то есть любое его количество вредно для человека.

Оксид азота

Парниковый потенциал оксида азота практически в триста раз выше, чем у СО₂. Этот газ активно разрушает озоновый слой. Оксид азота содержится в очень малой концентрации, но любое увеличение его количества значительно усиливает парниковый эффект.

Техногенные причины образования оксида азота:

Автомобильные выхлопы (80%)
Нефте- и коксохимическая промышленности
Цветная металлургия

Фреон

Парниковая активность этого газа превышает этот же показатель углекислого газа в 1500-8500 раз. Фреон распадается на части под воздействием ультрафиолета в атмосфере и начинает реагировать с озоном. Происходящая реакция способствует разрушению озонового слоя.

Плюсы и минусы

Основным последствием парникового эффекта является изменение климата, выражающееся в увеличении влажности в атмосфере и возрастании её приповерхностной температуры.

Если потепление климата при этом будет глобальным, вполне вероятны такие неприятные последствия:

таяние ледников и, как следствие, повышение уровня моря;
увеличение частоты возникновения экстремальных погодных явлений;
уменьшение разницы в температурах экватора и полюсов;
уменьшение количества дней в году, характеризующихся благоприятной погодой;
закисление океана растворённым углекислым газом;
внезапное высвобождение метана из отложений под морским дном и многолетней мерзлоты.

Не обойдётся при этом и без социальных последствий: повышение уровня моря грозит затоплением, упадками урожайности и вспышками голода в различных регионах. Также сильное повышение температуры окружающей среды вызывает развитие опасных заболеваний.

Но и снижение концентрации парниковых газов, и в частности углекислого газа, также приводит к изменению климата. По одной из гипотез именно это явилось причиной возникновения ледниковых периодов. Поэтому наличие в атмосфере парниковых газов имеет и положительную сторону.

Парниковый эффект: причины и последствия

Первое упоминание о природе парникового эффекта появилось в 1827-м в статье ученого-физика Жана Батиста Жозефа Фурье. Его труды были основаны на опыте швейцарца Никола Теодора де Соссюра, который измерил температуру внутри сосуда с затемненным стеклом, когда его поставили под солнечный свет. Ученый выяснил, что температура внутри выше из-за того, что тепловая энергия не может пройти сквозь мутное стекло.

На примере этого опыта Фурье описал, что не вся солнечная энергия, достигающая поверхности Земли, отражается в космос. Парниковый газ удерживает в нижних слоях атмосферы часть тепловой энергии. Он состоит из:

углекислоты;
метана;
озона;
водяного пара.

Что такое парниковый эффект? Это увеличение температуры нижних атмосферных слоев из-за скопления тепловой энергии, которую удерживают парниковые газы. Атмосфера Земли (ее нижние слои) из-за газов получается достаточно плотной и не пропускает в космос тепловую энергию. В результате поверхность Земли нагревается.

По состоянию на 2005 год среднегодовая температура земной поверхности выросла на 0,74 градуса за последнее столетие. В ближайшие годы ожидается ее стремительное повышение по 0,2 градуса за каждое десятилетие. Это необратимый процесс глобального потепления. Если динамика сохранится, то через 300 лет произойдут непоправимые экологические изменения. Поэтому человечеству грозит вымирание.

Ученые называют такие причины возникновения глобального потепления, как:

масштабная промышленная деятельность человека. Она ведет к увеличению выброса газов в атмосферу, что изменяет ее состав и приводит к росту запыленности;

сжигание ископаемого топлива (нефти, угля, газа) на тепловых электростанциях, в двигателях автомобилей. В результате увеличиваются выбросы углекислоты. Кроме того, растет интенсивность энергопотребления — при увеличении населения земного шара на 2% в год потребность в энергии увеличивается на 5%;
бурное развитие сельского хозяйства. Результат — увеличение выбросов метана в атмосферу (чрезмерная выработка удобрений из органики в результате гниения, выбросы из биогазовых станций, увеличение количества биологических отходов при содержании скота/птицы);
увеличение количества свалок, из-за чего растут выбросы метана;
вырубка лесов. Она приводит к замедлению поглощения углекислого газа из атмосферы.

Последствия глобального потепления чудовищны для человечества и жизни на планете в целом. Итак, парниковый эффект и его последствия вызывают цепную реакцию. Убедитесь в этом сами:

1. Самая большая проблема заключается в том, что из-за повышения температуры на поверхности Земли начинают таять полярные льды, из-за чего повышается уровень моря.

2. Это приведет к затоплению плодородных земель в долинах.

3. Затопление крупных городов (Санкт-Петербург, Нью-Йорк) и целых стран (Нидерланды) приведет к социальным проблемам, связанным с необходимостью переселения людей. В итоге возможны конфликты и массовые беспорядки.

4. Из-за прогревания атмосферы период таяния снегов сокращается: они тают быстрее, а сезонные дожди быстрее заканчиваются. В результате увеличивается количество засушливых дней. По подсчетам специалистов, при повышении среднегодовой температуры на один градус около 200 млн га лесных массивов превратятся в степи.

5. Из-за уменьшения количества зеленых насаждений снизится переработка углекислого газа в результате фотосинтеза. Парниковый эффект усилится, и глобальное потепление ускорится.

6. Из-за нагревания поверхности Земли увеличится испарение воды, что усилит парниковый эффект.

7. Из-за повышения температуры воды и воздуха возникнет угроза для жизни ряда живых существ.

8. Из-за таяния ледников и роста уровня Мирового океана сдвинутся сезонные границы, участятся климатические аномалии (штормы, ураганы, цунами).

9. Рост температуры на поверхности Земли негативно скажется на здоровье людей, а кроме того, спровоцирует развитие эпидемиологических ситуаций, связанных с развитием опасных инфекционных заболеваний.

Как избежать серьёзных последствий

Проблема парникового эффекта на Земле очень актуальна, поэтому многие учёные активно разрабатывают и продумывают пути решения.

Во-первых, следует полностью пересмотреть энергопотребление. От горючих природных ископаемых и твёрдых топливных материалов желательно отказаться, перейдя на природный газ или альтернативные и пока недостаточно проработанные природные источники, такие как солнце, вода, ветер.
Во-вторых, парниковый эффект и его влияние на планету Земля ослабнут, если человечество будет вести политику сбережения и экономии энергии. Для этого можно, например, полноценно утеплять дома и использовать строительные и отделочные материалы, удерживающие тепло. Также на производственных и промышленных предприятиях следует установить оборудование, которое сократит расход энергии.
В-третьих, одним из способов борьбы с парниковым эффектом может стать переоборудование транспортной системы. Отказываться от автомобилей необязательно, но можно приобретать работающие без оседающих в нижних слоях атмосферы выхлопных газов, например, на солнечных батареях или электроэнергии. Разработка альтернативных источников ведётся, но её результаты пока неизвестны.
В-четвёртых, следует восстанавливать леса на Земле, остановить их вырубку, высаживать новые деревья. И если каждый житель планеты внесёт вклад, то это уже существенно отразится на общей ситуации. Кроме того, стоит пересмотреть выращивание различных культур, а именно отказаться от загрязняющих атмосферу и усиливающих эффект парника химических удобрений и опрыскиваний ядами.
В-пятых, нужно оптимизировать систему переработки отходов, чтобы не загрязнять атмосферу и планету. На промышленных предприятиях должны устанавливаться очистные сооружения, минимизирующие выхлопы. Сами отходы должны полноценно утилизироваться или же перерабатываться и использоваться в качестве вторичного сырья. Кроме того, для сокращения количества свалок при производстве следует использовать полностью разлагающиеся и безвредные материалы.

Теперь сущность парникового эффекта и его влияния на атмосферу вам ясны, и вы знаете, почему планете угрожает опасность. Устранить такое явление очень сложно, но если всё человечество пересмотрит своё отношение к Земле и начнёт действовать, то серьёзных последствий удастся избежать.

Действия, способные спасти Землю

Некоторые ученые, изучая пути решения данной экологической проблемы, указывают на необходимость ее переосмысления и принятия всеми слоями общества. Способствовать решению данной проблемы должны все люди. Экономия электроэнергии и воды благоприятствует снижению скорости потребления природных ресурсов, при сжигании которых выбрасывается большое количество углекислого газа.

Кроме того, важно популяризировать передвижение на велосипедах. Это снизит количество выхлопных газов в городах

Сейчас также ведутся разработки альтернативных источников топлива, которые могут заменить бензин.