B Парниковый эффект и парниковые газы. Радиационный баланс. Роль человека в современных изменениях климата и деятельность по предотвращению их последствий.
С. Аррениус открыл парниковый эффект атмосферы.
Парниковый эффект – подъем температуры на поверхности планеты в результате тепловой энергии, которая появляется в атмосфере из-за нагревания газов. Основные газы, которые ведут к парниковому эффекту на Земле – это водяные пары и углекислый газ.
Благодаря парниковому эффекту (greenhouse effect) средняя для всего земного шара температура у поверхности земли +15, тогда как в его отсутствие она была бы –23.
1. Все парниковые газы составляют лишь 2% от массы атмосферы.
2. Из этого количества молекулы воды составляют 97.5%, а СО2 2.4%
3. Без этих двух газов средняя температура поверхности Земли была бы -18С, а не +14С
Антропогенный рост концентрации в атмосфере парниковых газов приводит к повышению приземной температуры и изменению климата. Список парниковых газов, подлежащих ограничению в рамках Рамочной Конвенции ООН об изменении климата (1992) определен в Приложении "А" к Киотскому протоколу (подписан в Киото (Япония) в декабре 1997 года 159 государствами) и включает двуокись углерода (CO2) и метан (CH4), закись азота (N2O), перфторуглероды (ПФУ), гидрофторуглероды (ГФУ) и гексафторид серы (SF6).
Существующие концентрации парникового газа определяют, каков будет эффект от прибавления новых молекул этого газа.
Фреоны – линейный эффект , закись азота и метан – как Х0.5 СО2 – как логарифм Х, для паров воды – почти нет эффекта.
Климат зависит от внутренних физико-химических процессов (горообразование, движение материков и поднятия моря) и радиационного баланса Земли.Земля не только получает солнечное тепло, она и отдает его путем излучения. Разность между приходом и расходом лучистой энергии Солнца называется радиационным балансом. Радиационный баланс Земли в целом определяется разницей количества приходящего коротковолнового солнечного излучения (0.15 – 4 мкм) и исходящего длинноволнового (3-100 мкм)
Величина радиационного баланса земной поверхности определяется уравнением:
R=Q(1-a)-I
где Q — суммарная солнечная радиация, приходящаяся на единицу горизонтальной поверхности; а — отражательная способность земной поверхности для коротковолновой радиации; I — эффективное излучение, равное разности собственного излучения земной поверхности и противоизлучения атмосферы.
Факторы радиационного баланса:
1. Парниковые газы: прямые и опосредованные эффекты (единицы – сотни млн. лет)
2. Солнечная активность (единицы – сотни млн. лет)
3. Изменения характера движения Земли вокруг Солнца: циклы Миланковича (десятки- сотни тыс. лет)
4. Вулканизм и аэрозоли (единицы – сотни лет)
5. Активность человека и биоты
Увеличение парникового эффекта ведет к глобальному потеплению.
Доказательства антропогенной причины роста парникового эффекта:
1. Рост начался в техногенную эпоху
2. Техногенная эмиссия росла параллельно
3. По росту доли легких изотопов С13 и С12 в атмосфере (ими обогащено ископаемое топливо)
4. Есть антропогенные выбросы (фреоны) которые растут параллельно с увеличением концентрации СО2, метана и оксидов азота в атмосфере
Стратегии борьбы с приростом парниковых газов (ПГ) в атмосфере:
Через снижение эмиссии ПГ и через увеличение стока ПГ:
- Ограничение эмиссии ПГ запрет применения - Лесовосстановление и фреонов лесоразведение, залужение
- Прекращение сведения лесов и борьба с пожарами-консервация бореальных болот
- Энергосбережение
- Консервация природных ископаемых
- Альтернативные источники энергии и технологии
