воскресенье, 27 декабря 2009 г.

Наслідку парникового ефекту

Яка терміновість дій, розглянутих в 1997 на конференції по зміні клімату в Кіото, Японія, на якій промислові нації принципово погодилися скоротити викиди парникових газів ? Не одне інше питання не оспаривается так гаряче серед учених і політиків як цей. Деякі вважають, що негайні дії невиправдані: відчутні зміни клімату, говорять вони, досить поступові, щоб ми могли адаптуватися до них. І навіть якщо всі викиди парникових газів в атмосферу припиняться завтра, планета однаково буде ще нагріватися кілька десятиліть, через довгий життєвий цикл газів в атмосфері.
З іншого боку, є доказу, що деякі події можуть радикально змінити клімат період декількох десятків днів. Можливо найбільший страх - це раптовий крах величезного Атлантичного транспортувального пояса - системи, що приносить теплу воду до півночі від екватора, що робить Європу на кілька градусів тепліше. Випар цього прихожого потоку залишає цей пояс із більшою концентрацією солі, чим Північну Атлантику, що залишилася, що містить стійкий надлишок води з континентальних басейнів. Пояс стає холодніше й щільніше в міру того, як він досягає Гренландії, де зовсім тоне.
Але що, якщо породжене людиною глобальне потепління змінить температурну різницю між потоками й, у той же час збільшить кількість опадів, розбавляючи солоність спрямованого на північ потоку ? Весь Атлантичний транспортувальний пояс може припинитися, як свідчать океанічні осадові породи, це вже було кілька разів у минулому. Ефект буде згубний. По деяких розрахунках, в Ірландії буде така ж температура, як сьогодні в Шпицбергене, що розташований на сотні кілометрів вище полярного кола. Майже вся північна Європа буде непридатна для життя.
Але ніхто не знає напевно, чи трапляться такі речі. Крім цього, специфічний ефект людини на зміну клімату залишиться ще довгий час невизначеним, поки наші знання збільшаться, а моделі покращаться.
«Наступні десять років покажуть», говорить Тім Барнетт, кліматолог з Інституту океанографії, Каліфорнія «Ми повинні почекати цей строк, щоб по-справжньому все побачити».

Фактори зміни клімату
Після проведеної оцінки думок різних фахівців можна визначити, що клімат змінюється внаслідок різних комбінацій різних кліматичних факторів, механізм багатьох з яких ще не зрозумілий сучасною наукою. Приведемо перелік основних кліматичних факторів.

1. Сонячна радіація.Що пролетів 149 мільярдів кілометрів, сонячне світло нагріває верхній шар атмосфери з інтенсивністю 180 Вт/м2. Одна третина цього тепла відбивається назад у космос. частина, Що Залишилася, проходить крізь атмосферу, нагріваючи земну поверхню

2. Атмосфера. Тонкий баланс газів в атмосфері дає Землі середню температуру 15 0С. Парникові гази – водяна пара, З2, метан, оксиди азоту й інші – затримують енергію, відбиту земною поверхнею, і відбивають її назад на землю.

3. Океани. Покриваючи 71 % площі земної поверхні, океани є головним джерелом атмосферної водяної пари. Океани можуть довгий час зберігати тепло й транспортувати його на тисячі кілометрів. Коли тепла вода збирається в одному місці, випар і утворення хмар можуть збільшитися. Морські організми споживають величезна кількість диоксида вуглецю.
4. Круговорот води. Підвищення температури повітря може означати збільшення випару води й танення льоду на воді й землі. Також водяна пара це найдійовіший і ефективний парниковий газ. Однак утворення хмар може мати ефект похолодання.

5. Хмари. Роль хмар не до кінця вивчена, але відомо, що хмари мають двояку дію: прохолоджують, затінюючи земну поверхню, і нагрівають, затримуючи відбите земною поверхнею тепло.

6. Льодовики й сніжні покриви. Яскравий білий колір льодовиків і сніжних покривів відбиває сонячне світло назад у космос, прохолоджуючи планету. Танення льодів в океанах знижує температуру води. У Північній півкулі площа сніжних покривів зменшилася за останні 25 років на 10 %, але істотного зменшення обсягу льодів в Антарктиді ще не спостерігалося. Хоча ймовірність, що це трапиться, безупинно зростає.

7. Земна поверхня. Коли сонячна енергія попадає на земну поверхню, вона перетворюється в тепло, частина якого швидко відбивається в атмосферу. Тому топографія (взаємне розташування окремих пунктів місцевості 1) і обробка землі впливають на клімат. Гірські ряди можуть блокувати рух хмар, створюючи посушливі місцевості по напрямку вітру. Пухкі землі можуть усмоктувати бульшее кількість вологи, роблячи повітря більше сухим. Тропічний ліс може поглинути великий обсяг вуглекислого газу, але якщо ліс буде вирубаний, ця ж сама місцевість стане джерелом метану. Якщо ж такий ліс спалити, виділиться велика кількість вуглекислого газу. У середньому по планеті на спалювання лісів доводиться половина збільшення обсягу З2 в атмосфері.

8. Вплив людини. Додаючи парникові гази в атмосферу, людство викликає глобальне потепління. Спалювання палива – це головна причина збільшення концентрації З2. Скотарство, сіяння рису й сміттєві смітники збільшили рівень змісту метану в атмосфері. Аерозолі, промислові викиди сульфатів відбивають вступник сонячне світло, образуя тимчасовий локалізований ефект похолодання.

В 1992 році в Ріо-де-Жанейро провідні індустріальні країни взяли на себе зобов'язання до 2000 року зменшити викиди в атмосферу вуглекислого газу до рівня 1990 року. При вступі на посаду в 1993 році президент США Білл Клінтон підкреслював важливість досягнення намічених у Ріо-де-Жанейро цілей. Але наприкінці жовтня 1999 року заявив, що тільки до 2008 року промислові країни можуть повернутися до рівня викидів парникових газів в 1990 році, та й то лише в тому випадку, якщо Китай теж візьме на себе зобов'язання прийняти у своїй країні відповідні закони.
Зараз у середньому житель США спалює щорічно стільки палива, що вивільняється 19 тонн вуглекислого газу (у Німеччині - 11 тонн, у Китаї - дві, в Індії - одна тонна).
Сутність парникового ефекту

Повітря, яким ми дихаємо, є необхідною умовою нашого життя в багатьох аспектах. Без нашої атмосфери середня температура на Землі склала б біля –18 0С замість сьогоднішніх 15 0С. Весь вступник на Землю сонячне світло (близько 180 Вт/м2) приводить до того, що Земля випромінює інфрачервоні хвилі як гігантський радіатор. Відбите тепло просто б безперешкодно верталося в космос.
Через атмосферу, однак, тільки частина цього тепла прямо вертається в космос.Що залишилося затримується в нижніх шарах атмосфери, які містять ряд газів – водяна пара, З2, метан і інші – які збирають вихідне інфрачервоне випромінювання. Як тільки ці гази нагріваються, деяке накопичене ними тепло знову надходить на земну поверхню. У цілому, цей процес називається парниковий ефект, головною причиною якого є надлишковий зміст в атмосфері парникових газів. Чим більше в атмосфері буде втримуватися парникових газів, тим більше тепла, відбитого земною поверхнею, буде затримуватися. Тому що парникові гази не перешкоджають надходженню сонячної енергії, то температура в земної поверхні буде підвищуватися.
З підвищенням температури збільшиться випар води з океанів, озер, рік і т.д. Тому що нагріте повітря може містити в собі більший обсяг водяної пари, це створює потужний ефект зворотного зв'язку: чим тепліше стає, тим вище зміст водяної пари в повітрі, а це, у свою чергу, збільшує парниковий ефект.
Людська діяльність мало впливає на обсяг водяної пари в атмосфері. Але ми викидаємо інші парникові гази, що робить парниковий ефект усе більше й більше інтенсивним. Учені вважають, що збільшення обсягу викидів З2, в основному від спалювання викопного палива, пояснює, принаймні, близько 60 % потепління на Землі, що наблюдались із 1850 року. Концентрація диоксида вуглецю в атмосфері зростає приблизно на 0,3 % у рік, і зараз становить приблизно на 30 % вище, ніж до індустріальної революції. Якщо це виразити в абсолютних вимірниках, то щороку людство додає приблизно 7 мільярдів тонн. Незважаючи на те, що це невелика частина стосовно всієї кількості вуглекислого газу в атмосфері – 750 мільярдів тонн, і ще менша в порівнянні з кількістю З2, що втримується у Світовому океані – приблизно 35 трильйонів тонн, вона залишається досить значної. Причина: природні процеси перебувають у рівновазі, в атмосферу надходить такий обсяг З2, що звідти вилучається. А людська діяльність тільки додає З2.
Якщо поточні темпи збережуться, то зміст вуглекислого газу в атмосфері збільшиться вдвічі до 2060 року по порівнянням з доиндустриальным рівнем, а до кінця сторіччя – у чотири рази. Це дуже обеспокоивает, тому що життєвий цикл ІЗ2 в атмосфері становить більше ста років, у порівнянні з восьмиденним циклом водяної пари.
Метан, основний компонент природного газу, є причиною 15 % потепління в сучасний час. Генерируемый бактеріями на рисових полях, що розкладається сміттям, продуктами сільського господарства й викопного палива, метан циркулює в атмосфері біля десятиліття. Зараз його в атмосфері в 2,5 рази більше, ніж в XVIII столітті.
Інший парниковий газ – це оксид азоту, продуцируемый як сільським господарством, так і промисловістю – різні розчинники й холодоагенти, як хлорфторуглероды (фреони), які заборонені міжнародною угодою внаслідок їхньої руйнуючої дії на захисний озоновий шар Землі.
Неослабне нагромадження парникових газів в атмосфері привело вчених до рішення, що в нинішнім сторіччі середня температура підвищиться від 1 до 3,5 0С. (см. додаток № 1) Для багатьох це може здатися небагато. Для пояснення приведемо приклад. Аномальне похолодання в Європі, що тривала з1570 по 1730 роки, що змусив європейських фермерів закинути свої поля, було викликано зміною температури всього в підлогу градуса Цельсия. Можна представити які наслідки може мати підвищення температури на 3,5 0С.
Планета стає тепліше, і людство значною мірою відповідально за це, говорять експерти. Але багато факторів, що впливають на зміну клімату, ще не вивчені, а інші й зовсім не вивчені.
Деякі посушливі місця в Африці за останні 25 років стали ще більш сухими. Рідкі озера, що приносять людям воду, висихають. Підсилюються піщані вітри. Дощі припинилися там ще в 1970-х. Усе більше гострої стає проблема питної води. Відповідно до комп'ютерних моделей такі місцевості продовжать висушуватися й стануть зовсім непридатними для життя.
Видобуток вугілля поширений по всій планеті. В атмосферу викидається величезна кількість вуглекислого газу (З2) при спалюванні вугілля. Тому що країни, що розвиваються, ідуть слідами своїх індустріальних сусідів, обсяг З2 подвоїться протягом XXI століття.
Більшість фахівців, вивчаючи комплексність кліматичної системи Землі, зв'язують підвищення глобальної температури й прийдешні зміни клімату зі збільшення рівня З2 в атмосферному повітрі.
Життя процвітає на планеті біля чотирьох мільярдів років. Протягом цього часу коливання клімату були радикальними, від льодовикового періоду - що тривав 10 000 років - до епохи стрімкого потепління. З кожною зміною невизначене число видів життєвих форм змінювалися, розвивалися й виживали. Інші ослабнули або просто вимерли.
Зараз багато експертів уважають, що людство наражає на небезпеку світову екологічну систему у зв'язку із глобальним потеплінням, викликане так званим парниковим ефектом. Випар продуктів цивілізації у формі парникових газів, таких як диоксид вуглецю (З2), затримали досить відбитого від земної поверхні тепла, щоб середня температура в поверхні Землі підвищилася на підлогу градуса Цельсия протягом ХХ сторіччя. Якщо такий напрямок сучасної індустрії збережеться, то кліматична система зміниться повсюдно - танення льодів, підвищення рівня Світового океану, знищення рослин посухами, перетворення місцевостей у пустелі, переміщення зелених зон.
Але цього може й не бути. Клімат на планеті залежить від комбінації багатьох факторів, взаємодіючих окремо один з одним і в комплексних шляхах, які ще не до кінця вивчені. Можливо, що потепління, що спостерігалося протягом минулого сторіччя, відбулося внаслідок природних коливань, незважаючи на те, що його швидкості значно перевищували тих, що спостерігалися протягом останніх десяти століть. Більше того, комп'ютерні симуляції можуть бути неточними.
Проте, в 1995 році, після довгого років інтенсивного вивчення Міжнародна конференція по проблемі зміни клімату, спонсируемая Об'єднаними націями, орієнтовно уклала, що «багато доказів свідчать, що впливу людства на глобальний клімат величезні». Обсяг цих впливів, як зауважують фахівці, невідомо, тому що не визначений ключовий фактор, включаючи ступінь впливу хмар і океанів на зміну глобальної температури. Можливо, буде потрібно десяток років або більше додаткового дослідження, щоб виключити ці невизначеності.
Тим часом, багато чого вже відомо. І хоча специфіка обставин господарської діяльності людини залишаються неясними, наша здатність змінювати склад атмосфери безперечна.