Климат планет.

Главная
Космодинамика
Гостевая
Контакты
Климат планет

Планета  Земля.
Обзорные статьи. Климат. Экология. Прогнозы. Физика.

Климат

Это интересно

Информер новостей

 

Что такое «парниковый эффект»?

Парник позволяет солнечному свету проходить сквозь прозрачные стены и крышу. Энергия солнца греет растения и все то, что находится в парнике. Они, в свою очередь, нагревают воздух. Этот же процесс происходит снаружи: теплый воздух поднимается, на его место поступает холодный. В закрытом пространстве парника теплый воздух никуда не исчезает. Так нагревается сам парник.

Похожий эффект происходит в атмосфере Земли. Солнечные лучи проходят сквозь прозрачный воздух, нагревая сушу и воду.  Нижний слой атмосферы получает тепло от контакта с теплой землей и водой. Сам по себе воздух солнцем не нагревается.

Часть тепла, отдаваемая Землей, попадает снова в космос. Если бы на этом весь процесс заканчивался, то средняя температура на Земле не превышала бы -18°C, а это на 33° ниже, чем сейчас. Минус восемнадцать — это намного холоднее, чем было во время ледниковых периодов.

Почему мы до сих пор не замерзли? Потому что существуют так называемые парниковые газы диоксид углерода, метан, пары воды и др. – они согревают нас и нашу планету. Вот как это работает.

 

 

 

 

Молекулы парниковых газов поглощают часть тепла. Затем они возвращают тепло в атмосферу, нагревая ее больше, чем она должна была быть.

Парниковый эффект сам по себе проблемы не представляет. Как мы уже знаем, он является важной составляющей жизни на Земле. Но после 1800 года произошло существенное увеличение уровня СО2. В течение сотен тысяч лет уровень СО2 в атмосфере и средняя мировая температура были тесно связаны. Обратите внимание на правую часть графика. Уровень СО2 в атмосфере увеличивается. Это значение росло постепенно со временокончания последнего ледникового периода (12 000 лет назад) до 280 промилле в 1880 г. Данные на конец исторического периода соответствуют полученным из керна антарктического льда. Фактически, с помощью исследования ледового керна мы получаем данные за еще более давний период, чем указано на графике. За последние 600 000 лет концентрация СО2 никогда не была выше 300 промилле… до сих пор. В 2004 г. она составила 379 промилле.

    Зеленая линия показывает уровень СОКрасно-пурпурная — температуру.

Что вызвало резкое увеличение? Причина – вследствие промышленной революции увеличились объемы сжигания органического топлива: угля, нефти и газа.

Будущее климата Земли тяжело прогнозировать: оно очень сложно. Взаимосвязь уровня СО2 в атмосфере и температурой известна. Поэтому есть опасения, что мы с вами попадаем в теплую эру.

Да, раньше уже были отклонения в мировой температуре. Сначала может показаться, что мы находимся лишь в теплой фазе циклического периода. Но есть одна важная особенность: концентрация СО2 в атмосфере сейчас значительно выше, чем в другие теплые периоды в прошлом. Мы знаем, что эффект увеличения концентрации СО2 в атмосфере ощущается через определенное время. Это означает, что глобальное потепление будет продолжаться, даже без увеличения уровня СО2. В этот раз будет все по-другому.


Атмосфера Земли

Атмосфера Земли состоит в основном из азота (78%) и кислорода (21%). Из оставшихся веществ большую часть (1%) составляет аргон. Эти газы прозрачны для солнечного света, проходящего через них и нагревающего поверхность Земли. Теплая земля и океаны в свою очередь нагревают нижнюю часть атмосферы. Часть этого тепла снова попадает в космос. Если бы на этом все заканчивалось, то средняя температура на Земле не превышала бы -18°C вместо нынешних 15°C. Причина дополнительного тепла в том, что в атмосфере присутствуют газы, поглощающие энергию до выхода ее в космос и медленно возвращающие эту энергию обратно в атмосферу. Именно эти газы образуют «парниковый эффект», их так и называют – парниковые газы.

Так как 99,9% атмосферы состоит из азота, кислорода и аргона, для других газов остается очень мало места. Но даже небольшой объем парниковых газов оказывает существенное влияние на климат.

Есть два фактора, определяющих влияние, оказываемое конкретным парниковым газом. Первый – фактор глобального потепления (ФГП): способность поглощать и отдавать тепло. ФГП для диоксида углерода принят за 1. Значения для других газов показывают их интенсивность в сравнении с СО2.

Второй фактор – количество газа в атмосфере. В этой таблице показаны оба фактора для некоторых парниковых газов. Хотя СО2 по сравнению с другими газами является более слабым, его количество в атмосфере – наибольшее, поэтому оказываемое им влияние значительно.

  Фактор глобального потепления Концентрация (частей на млрд.)
Диоксид углерода – CO2 1 379,000
Метан – CH4 21 1,760
Оксид азота – N2O 310 320
Хлорофторуглероды — ХФК от 5 000 до 14 000 менее 1
    * частей на млрд.

Диоксид углерода

Когда мы дышим, то поглощаем кислород из воздуха, и выделяем СО2. Эта часть дыхательного процесса позволяет растениям и животным получать энергию. СО2 выделяется во время лесных пожаров и при вулканической активности. Люди вносят свой вклад в этот процесс, сжигая дерево, уголь и топливо.

Метан

Метан образуется естественным путем при помощи так называемых метан-продуцирующих бактерий, питающихся веществами животного и растительного происхождения при отсутствии кислорода. Такие бактерии живут в стоячей воде, в болотах, именно они - причина образования метановых пузырьков – «болотного газа». Метан-продуцирующие бактерии живут в пищеварительной системе животных, они помогают переваривать траву и другие органические вещества, превращая их в питательные. Много метана образуют термиты. Каждый термит выделяет ежедневно половину микрограмма газа, но в мире их настолько много, что в целом получается 20 миллионов тонн ежегодно.

Некоторые виды сельскохозяйственной деятельности также выделяют метан. Рис обычно выращивают на затопленной почве. Стоячая вода, аналогично болоту, способствует деятельности метан-продуцирующих бактерий.

Домашний скот производит больше метана, чем дикие животные. Коровы ежедневно выделяют 50 литров этого газа, весь крупный рогатый скот и овцы – около 100 миллионов тонн в год.

Оксид азота

N2O — газ, выделяемый нитратом аммония, широко используемым удобрением, повышающим урожайность всходов.

Хлорфторкарбонаты

Химические ХФК – производные хлора, фтора, азота и углерода. Естественным путем не образуются. Впервые эти соединения были синтезированы в 1892 г., но применения им в то время не нашли. Позже они оказались хорошей основой для аэрозолей и хладагентом в холодильниках. Возникла проблема. Попадая в атмосферу, ХФК переходят в стратосферу, разрушая присутствующие там молекулы озона. Озон – вид кислорода, в этом веществе три атома кислорода образуют одну молекулу О3. Обычно кислород образует молекулы О2.

Озоновый слой уменьшает проникновение ультрафиолетовых лучей. Это излучение опасно для человека, является причиной катаракты и рака кожи, влияет на рост и воспроизводство других организмов. Из-за такой международной угрозы использование ХФК в 1987 г. было запрещено. Хотя ХФК крайне опасные парниковые газы, существуют они в атмосфере в очень небольших количествах. Сейчас, когда они запрещены, их содержание в будущем уменьшится.

 

Источник   http://www.planetseed.com/ru/science  

Copyright © Автор Ю.Ф.Супрун.