Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Декабря 2014 в 01:58, реферат
Современное человечество живет в эпоху небывалого развития научно-технического прогресса, сопровождающегося активным воздействием на природную среду. И хотя в последние десятилетия принимаются меры по ее охране и оздоровлению, тем не менее, общее состояние окружающей среды продолжает ухудшаться.
Механизм парникового эффекта достаточно прост. Обычное солнечное излучение при безоблачной погоде и чистой атмосфере сравнительно легко достигает поверхности Земли, поглощается поверхностью почвы, растительностью и др. Нагретые поверхности отдают тепловую энергию снова в атмосферу, но уже в виде длинноволнового излучения, которое не рассеивается, а поглощается молекулами этих газов (СО2 поглощает 18% отдаваемой теплоты), вызывая интенсивное тепловое движение молекул и повышение температуры.
Главная причина глобального потепления это - увеличение содержания в атмосфере парниковых газов, и прежде всего CO2. Огромный "вклад" в парниковый эффект вносит СО2. Источниками поступления углекислого газа в атмосферу являются увеличение объемов сжигания углеводородного топлива, вулканическая деятельность, дыхание растений, животных органического разложение. Однако естественные источники поступления углекислого газа существовали всегда, а значительный рост объемов его поступления в последнее время связано с хозяйственной деятельностью человека. Основными поставщиками углекислого газа за счет сжигания ископаемого топлива (нефть, уголь) служат развитые страны. В целом они выбрасывают его во много раз больше развивающихся стран. Среди "рекордсменов" можно назвать США, Китай, Японию, Великобританию, бывший СССР. Вся Африка выбрасывает углерода за счет сжигания ископаемого топлива в 8 раз, а вся Южная Америка в 2 раза меньше, чем США.5
Атмосферные газы (азот, кислород, водяные пары) не поглощают тепловое излучение, а рассеивают его. Концентрация СО2 ежегодно повышается на 0,8-1,5 мг/кг. Считается, что при возрастании содержания СО2 в воздухе вдвое среднегодовая температура повысится на 3-5 "С, что вы зовет глобальное потепление климата, и через 125 лет можно ожидать массового таяния льдов Антарктиды, подъема среднего уровня Мирового океана, затопления значительной части прибрежной территории и других негативных последствий.6
Таким образом, накопление выбросов газов в атмосфере представляет серьезную опасность. Кроме "парникового эффекта" наличие этих газов обусловливает образование так называемого фотохимического смога. При этом в результате фотохимических реакций углеводороды образу ют весьма токсичные продукты: альдегиды и кетоны. В научной литературе представлены достаточно убедительные доказательства необратимых воздействий парниковых газов на изменение климата, хотя до сих пор продолжаются попытки оспорить их со стороны влиятельных промышленных кругов.
Угроза глобального потепления
Глобальное потепление - одно из наиболее значимых последствий антропогенного загрязнения биосферы. Оно проявляется в изменении климата и биоты: продукционного процесса в экосистемах, сдвиге границ растительных формаций, изменении урожайности сельскохозяйственных культур. Особенно сильные изменения касаются высоких и средних широт Северного полушария. По прогнозам именно здесь наиболее повысится температура атмосферы. Природа этих регионов особенно восприимчива к различным воздействиям и крайне медленно восстанавливается. Зона тайги сдвинется к северу примерно на 100-200 км. Кое-где этот сдвиг будет гораздо меньше или его не будет вовсе. Подъем уровня океана за счет потепления составит 0,1-0,2 м, что может привести к затоплению устьев крупных рек, особенно Сибири.
Средний темп увеличения глобальной средней температуры в течение следующего столетия составит примерно 0,3°С за десятилетие. Такого быстрого увеличения не наблюдалось за последние 10 тыс. лет. К середине 21 в. средняя температура нижних слоев атмосферы повысится примерно на 3°С.
Глобальное потепление приведет к повышению уровня Мирового океана на 50-65 см, в первую очередь за счет таяния ледников суши, а также увеличения объема воды в верхнем слое Океана (в результате так называемого термического расширения). Повышение уровня Мирового океана расценивают как глобальную катастрофу, поскольку, по различным данным, от 30 до 50% населения земного шара живет на его побережье или близкой к нему территории. Серьезная угроза возникнет для некоторых островных государств, приведет к миграции десятков миллионов людей, к затоплению низко расположенных городских районов, продуктивных земель.
Таким образом, в результате человеческой деятельности атмосфера планеты будет нагреваться, этот процесс потепления породит другие процессы, имеющие катастрофические последствия. Поэтому важнейшей задачей является борьба с глобальным потеплением, а, следовательно, с причинами его обуславливающими.
Глобальное потепление вовсе
не означает потепление везде и в любое
Согласно одной из гипотез, глобальное потепление приведёт к остановке или серьёзному ослаблению Гольфстрима. Это вызовет существенное падение средней температуры в Европе (при этом температура в других регионах повысится, но не обязательно во всех), так как Гольфстрим прогревает континент за счёт переноса тёплой воды из тропиков.
Согласно гипотезе климатологов М. Юинга и У. Донна в криоэре существует колебательный процесс в котором, оледенение (ледниковый период) порождается потеплением климата, а дегляциация (выход из ледникового периода) похолоданием. Это связанно с тем что в Кайнозое, являющемся криоэрой, при оттаивании ледяных полярных шапок, увеличивается количество осадков, в высоких широтах, что зимой приводит к локальному повышению альбедо, с последующим снижением температуры глубинных районов континентов северного полушария, с последующим образованием ледников. При замерзании ледяных полярных шапок, ледники в глубинных районах континентов северного полушария, не получая достаточно подпитки в виде осадков, начинают оттаивать
До недавнего времени большинство исследователей считали сжигание ископаемого топлива едва ли не единственной причиной роста содержания СО2 в воздухе в Х1Х и ХХ вв.
Сегодня среди процессов, нарушающих редукцию почвенно-растительного покрова суши стоят такие, как:
1) сведение лесов;
2) земледелие;
3) перевыпас и ряд других нарушений.
Сведение лесов при строительстве. горных разработках, создании водохранилищ и особенно превращение лесных земель в сельскохозяйственные считается важнейшим процессом, ведущим к невозобновимой убыли органического вещества биосферы.25% содержащегося в атмосфере углекислого газа обязаны своим присутствием этому процессу. Сведение лесов и сжигание топлива по масштабам продуцируемого СО2 сейчас примерно уравновешивают друг друга.
Дигрессия лесов происходит при чрезмерном использовании для отдыха и туризма, при загрязнении воздуха и в ряде других случаев (интенсивная пастьба, подтопление местности, осушение близлежащих болот и др.).
Другой парниковый газ - метан СН4 (болотный газ). Его количество в атмосфере планеты также возрастает в последние десятилетия. Источники метана, увеличивающие его концентрацию в атмосфере, могут быть индустриальными (нефтеперерабатывающая промышленность) и природными (горение лесов, осушение и мелиорация болот, выращивание риса, животноводство). Метан очень эффективный поглотитель инфракрасного излучения, хотя и содержится в атмосфере в значительно меньших количествах, чем диоксид углерода. Но скорость годового нарастания концентрации его почти в два раза больше, чем у диоксида углерода. Поступление метана хорошо коррелируется с ростом численности населения земного шара и связано, по-видимому, с расширением площади заливаемых водой рисовых полей, ростом численности крупного рогатого скота, утечками при добыче нефти, угля и газа. К середине XXI в. ожидается увеличение концентрации СН4 в два раза.
С ростом применения в сельском хозяйстве азотных удобрений и массовых процессов сгорания органики увеличивается атмосферная концентрация закиси азота. Количество NO в воздухе прибавляется на 0,3% в год.
Рост концентрации фреонов также может оказать значительное влияние на климат. На проходившей в 1996 г. в Риме очередной конференции стран - участниц Конвенции по предотвращению климатических изменений еще раз была подтверждена необходимость скоординированных международных действий для решения этой проблемы.8
В соответствии с Конвенцией по предотвращению климатических изменений индустриально развитые страны и страны с переходной экономикой приняли на себя обязательства стабилизировать производство парниковых газов, развивающиеся страны приняли на себя обязательства систематически предоставлять отчеты о проводимых мерах в этом направлении.
Многие стороны процесса глобального потепления могут быть благоприятными для человечества (повышение продуктивности растений, расширение возможностей хозяйственного использования территорий с холодным климатом и т.д.). Однако следует учитывать неизбежность ряда трудностей, которые возникнут в связи с этим процессом. Главная из них - необходимость в относительно короткий срок приспособить многие отрасли хозяйственной деятельности к условиям быстро меняющегося климата и других компонентов природной среды".
Вопрос об увеличении продуктивности наземных растений в результате роста концентрации СО2 в воздухе, однако, далеко не так прост, как об этом пишут авторы оптимистических прогнозов.
Скорее всего неверны те утверждения некоторых физиков, что биосфера уже сейчас выполняет функцию буфера и ассимилирует тем больше СО2, чем больше его поступает в атмосферу. Биосфера пока не выполняет такой функции. Наоборот, под действием растущей антропогенной нагрузки она разрушается и становится источником громадных количеств СО2.
Пессимистические прогнозы последствий антропогенного потепления климата основаны на представлении о существовании динамического равновесия между всеми компонентами природной среды и опасности нарушения этого равновесия. В частности, антропогенное потепление климата и связанное с ним уменьшение, а затем и исчезновение масс снега и льда в высоких широтах и на полюсах Земли значительно ослабят меридиональную атмосферную циркуляцию и, как следствие этого, увлажненность материков. Какими бы ни были последствия увеличения СО2 в воздухе, их положительный эффект не идет ни в какое сравнение с отрицательным (таяние материковых ледников и деградация многолетней мерзлоты), который неизбежен в случае "антропогенного перегрева" Земли.
В целом, парниковый эффект атмосферы - это уравнение со многими неизвестными. Большая часть ученых полагает, что потепление реально проявится. Более того, многие утверждают, что глобальное потепление (примерно на 1° в XX в.) уже произошло (по крайней мере, его первая фаза), но оно было как бы замаскировано естественными климатическими изменениями. Однако есть ученые, считающие, что, как это ни парадоксально, ускоряющееся накопление СО2 может привести не к потеплению, а к похолоданию. Подобное мнение основывается на том, что прогноз "перегрева" Земли при удвоении концентрации СО2 в воздухе сделан исходя из ошибочной оценки парникового эффекта этого газа. Считается, что сторонники "перегрева" не учитывают колоссальной роли вод Океана в поглощении антропогенного СО2 и недооценивают значения наземной биоты, и следовательно, почв как мощных ассимиляторов "избыточной" атмосферной углекислоты.
В настоящее время обсуждаются различные меры, которые могли бы воспрепятствовать нарастающему "антропогенному перегреву" Земли. Существует предложение извлекать избыток СО2 из воздуха, сжижать и нагнетать в глубоководные слои океана, используя его естественную циркуляцию. Другое предложение заключается в том, чтобы рассеивать в стратосфере мельчайшие капельки серной кислоты и уменьшать тем самым приход солнечной радиации на земную поверхность.
Огромные масштабы антропогенной редукции биосферы уже сейчас дают основание считать, что решение проблемы СО2 должно осуществляться путем "лечения" самой биосферы, т.е. восстановления почвенного и растительного покрова с максимальными запасами органического вещества всюду, где это возможно.
Одновременно должен быть усилен поиск, направленный на замену ископаемого топлива другими источниками энергии, в первую очередь экологическими безвредными, не требующими расхода кислорода, шире использовать водную, ветровую энергию, а для дальнейшей перспективы - энергию реакцию вещества и антивещества.
Пути решения проблемы чистого воздуха вполне реальна. Первый - борьба с сокращением растительного покрова Земли, планомерное увеличение в его составе специально подобранных пород, очищающих воздух от вредных примесей.
Предстоит провести огромную работу по уменьшению и полному прекращению выброса в атмосферу дыма и других продуктов сгорания. Все более неотложными становятся поиски технологии для "беструбных" промышленных предприятий, работающих по замкнутой технологической схеме - с использованием всех отходов производства.9
Очевидно, что на планете неуклонно нарастают глобальные экологические проблемы. Они стали проявляться с конца пятидесятых годов в виде ухудшающейся атмосферы, воды, почвы, уменьшения численности лесов и тому подобных явлений. Основная причина деградации естественной среды обитания людей связывалась с завоевательским укладом современного капиталистического общества. Оно призвано обеспечить разнообразными благами быстро увеличивающееся народонаселение мира и поэтому вынуждено постоянно увеличивать свои мощности. Это ведет к негативным "побочным" явлениям.
Деятельность человека столь грандиозна по размаху, что уже приобрела глобальный природообразующий масштаб. До сих пор мы по преимуществу искали, как можно больше взять у природы. И поиск в этом направлении будет продолжаться. Но наступает пора столь же целеустремленно поработать и над тем, как отдать природе то, что мы у нее забираем. Нет сомнения, что гений человечества способен решить и эту грандиозную задачу.