В то же время заявлено, что выброс фреонов в атмосферу, в 1986 году, достигавший 1.1 миллиона тонн, к 1996 г. снизился до 160 тысяч тонн. Без Монреальской конвенции к 2010 году мы имели бы 8 миллионов тонн годовых выбросов.

Заключение.

Все глобальные экологические проблемы взаимосвязаны, и ни одна из них не должна рассматриваться в изоляции от других.

Краткий обзор  некоторых факторов воздействия  на природную среду показывает, что  до сих пор не установлено значение многих химических и биохимических  последствий этого воздействия. С другой стороны, уже сегодня  можно оценить все угрожающее многообразие антропогенного вмешательства и наносимого им ущерба окружающей среде.

Источниками вмешательства  являются:

1. Постоянное стремление к росту производства и потребления.
2. Постоянный рост численности населения, который приводит к тому, что даже незначительная нагрузка на природу в каждом отдельном случае в целом превращается в глобальную проблему.
3. Односторонний подход к техническому прогрессу, который в этом столетии привел к появлению целого потока технических товаров и химических продуктов, чуждых природе, а то и враждебных ей.

Во все звенья природной системы проникли несовместимые  с ней чужеродные вещества, угрожающие во многих случаях самому существованию  экосистемы. Возникла необходимость  принятия срочных мер, чтобы спасти природу, т.е. резко сократить истощение естественных природных ресурсов и ограничить применение вредных для природы веществ

Но это не означает, что техника, химия, хозяйственная  деятельность и экономика должны вернуться к каменному веку; наоборот, это означает необходимость продвижения к новым научным достижениям, опирающимся на познание, когда возникает общность с природой, в которой человек обретет долголетие.

Человечество  должно сознавать, что мы только гости  природы.

Возможное потепление климата. Парниковый эффект

1. Введение

Проблема изменения  климата сегодня чрезвычайно  актуальна. Климат на нашей планете  меняется, и меняется достаточно быстро, чего уже не отрицает ни один ученый. Однако, на повестке дня стоят опасения, что к естественному изменению климата добавилось потепление, вызванное деятельностью человека.

Изменение климата  не означает простое повышение температуры. Под устоявшимся термином «глобальное  изменение климата» понимают перестройку  всех геосистем. А потепление рассматривают  лишь как один из аспектов изменений. Данные наблюдений свидетельствуют о повышении уровня Мирового океана, таянии ледников и вечной мерзлоты, усилении

неравномерности выпадения осадков, изменении режима стока рек и других глобальных изменениях, связанных с неустойчивостью климата.

Последствия климатических  изменений проявляются уже сейчас, в том числе в виде увеличения частоты и интенсивности опасных  погодных явлений, распространении  инфекционных заболеваний. Они наносят  значительный экономический ущерб, угрожают стабильному существованию экосистем, а также здоровью и жизни людей. Выводы ученых говорят о том, что продолжающиеся климатические изменения могут в будущем привести к еще более опасным последствиям, если человечество не предпримет соответствующих предупредительных мер.

На явление, ныне называемое парниковым эффектом газообразных примесей атмосферы, впервые указал в 1824 г. французский ученый Жан Батист Жозеф Фурье (1768—1830). Его открытие дополнил в 1861 г. английский физик Джон Тиндаль (1820—1893). Он установил, что, подобно водяному пару, молекулы СО2 также экранируют длинноволновое излучение (4—96 мкм). Если говорить точнее, то его бо’льшую часть.

В 1896 г. шведский ученый Сванте Аррениус (1859—1927) количественно  оценил влияние изменения концентрации атмосферного СО2 на температуру земной поверхности. Он учитывал эффект важной положительной обратной связи между ростом температуры и увеличением содержания паров воды в воздухе, что также должно вести к потеплению климата. Ученый считал, что чередование ледниковых и межледниковых эпох в четвертичном периоде связано с колебаниями концентрации атмосферного СО2 и что человечество ставит незапланированный эксперимент над климатической системой планеты, сжигая ископаемое топливо и увеличивая тем самым парниковый эффект. Кроме того, антропогенное увеличение главного газообразного биогенного вещества должно повлиять на состояние сельского хозяйства и лесоводства. Эти представления С. Аррениуса намного опережали его время и актуальны в наши дни.

Английский геолог Р. Шерлок (1875—1948) в 1922 г., опираясь на идеи предшественника и данные о быстро возрастающем использовании ископаемого топлива, писал, что влияние человека на климат уже началось.

Российский ученый А.Е. Ферсман (1883—1945) примерно в то же время подчеркивал, что произошло бы грандиозное изменение геологических процессов, если бы действительно осуществилось удвоение СО2 в воздухе. Он осмысливал факт антропогенного изменения атмосферы очень широко, с точки зрения геохимика.

Во второй половине ХХ в. проблему СО2 под разными углами зрения разрабатывали американцы Г. Пласс, Х. Сюсс, Р. Ревелл; почти тогда же изучали эту проблему ленинградские ученые М.И. Будыко, И.И. Борзенкова, Э.К. Бютнер, К.Я. Винников, К.И.Кобак и их московские коллеги А.А. Величко, Ю.А. Израэль, Г.О. Голицин, А.Л. Яншин. Начиная с 80-х годов публикации по проблеме потепления климата буквально захлестнули мир науки.

В настоящее  время существует две диаметрально противоположных точки зрения. Сторонники первой точки зрения утверждают, что  в настоящее время происходит глобальное потепление климата. Одни исследователи считают, что это происходит вследствие изменений, происходящих в Космосе, другие – за счет роста парниковых газов. По вопросу причин роста концентрации парниковых газов также есть разногласия. Одни специалисты считают, что в происходящих катаклизмах природы виноват человек, загрязняющий окружающую среду парниковыми газами: диоксидом азота, метаном, фреонами, закисью азота. Другие специалисты считают, что рост концентрации парниковых газов происходит за счет естественных источников – вулканов. И вклад антропогенного фактора очень мал. Действительно, согласно статистических данных от антропогенных источников выбрасывается всего 3,5 % диоксида углерода от общего количества диоксида углерода, поступающего в окружающую среду, а метана – 3,3 %.

Вторая  точка зрения заключается в утверждении, что в настоящее время человечество находится вначале очередного ледникового  периода. И проблема глобального  потепления является наукообразным  мифом. В частности такой точки зрения придерживается известный российский географ, профессор А.П. Капица. Он утверждает, что увеличение концентрации углекислого газа не предшествует глобальному потеплению, а идет после него.

2.   Парниковый эффект

Наблюдаемые изменения в климатической системе Земли ученые связывают с аномальным ростом концентрации в атмосфере так называемых «парниковых газов» (углекислый газ, метан, закись азота и др.). Эти газы задерживают инфракрасное излучение, которое испускает земная поверхность, создавая тем самым «парниковый эффект». Явление парникового эффекта позволяет поддерживать на поверхности Земли температуру, при которой возможно возникновение и развитие жизни. Если бы парниковый эффект отсутствовал, средняя температура поверхности земного шара была бы значительно ниже, чем она есть сейчас.

Схема парникового эффекта

Рис 2. Источники: Okanagan university college in Canada, Department of geography; University of Oxford, school of geography; United States Environmental Protection Agency (EPA), Washington 1995; Climate Change 1995, IPCC Report. 

     Однако  при повышении концентрации парниковых газов увеличивается непроницаемость атмосферы для инфракрасных лучей, что приводит к повышению температуры Земли.

Климат  Земли определяется сложными взаимодействиями между Солнцем, океанами,  поверхностью суши и биосферой. Главной движущей силой для погоды и климата является Солнце. Неравномерное нагревание земной поверхности (чем ближе к экватору, тем сильнее) является одной из главных причин ветров и океанических течений.

     До  настоящего времени изменения климата  Земли происходили естественно  в результате действия следующих основных  факторов: изменение размеров и взаимного расположения материков и океанов,  изменений светимости солнца, изменений параметров орбиты земли, изменений прозрачности атмосферы и ее состава.  Сильные изменения климата были, вероятнее всего, результатом совместного действия многих факторов.

     Прозрачность  атмосферы изменяется значительно  во время извержения  вулканов. Выбросы  аэрозолей  в атмосферу могут  приводить к понижению температуры, вследствие быстрого «затенения» поверхности Земли. Изменения температуры довольно хорошо увязываются с  колебаниями вулканической активности, о чем можно судить по осаждению кислот во льдах. В периоды похолоданий осаждение кислот повышается.

Ныне среднеглобальная температура приземного воздуха близка к 288 К, или +15 °С. Планету в основном нагревает коротковолновая солнечная радиация (0,1—2,4 мкм) от абсолютного нуля (–273 °С) до 255 К (–18 °С), а дообогревает ее еще на 33 К (до +15 °С) длинноволновое противоизлучение атмосферы (в сущности, парниковый эффект). Соотношение между оценками прямого радиационного нагревания и парникового дообогревания 255 : 33 приблизительное; получены и другие значения парникового эффекта современной атмосферы в 21° и 37°. Впрочем, не факт, что среди этих цифр есть достоверная.

     Парниковые  газы (СО2, СН4, N2O, тропосферный О3 и фреоны) и пары воды1 возвращают Земле не все ее длинноволновое излучение. Они  пропускают его в диапазоне 8—13 мкм. Через это окно прозрачности и  еще небольшие щелочки в парниковом покрывале Земли уходит примерно столько тепла, сколько планета получает от Солнца. Однако из-за огромных масштабов сжигания горючих полезных ископаемых, ряда видов производства сельскохозяйственной продукции и сведения лесов паро-газовая шуба Земли становится теплее и теплее. Из-за сжигания ископаемого топлива и сведения лесов с целью изменения землепользования в атмосферу поступает в год более 25 млрд т антропогенного СО2. Большая его часть поглощается океаном, а примерно треть накапливается в атмосфере. В 2000 г. содержание СО2 в воздухе достигло 370 частей на миллион2 (рис. 1).

Рис. 3

Знаменитая  гавайская пила —  кривая изменения  содержания атмосферного СО2 на станции Мауна-Лоа  на Гавайских островах. Кривая считается  глобальным эталоном; на других станциях значения концентраций несколько отличаются, но траектории их хода в основном похожи

Источник: Global Environment Outlook 3. UNEP, 2002 

Роль парниковых газов и паров воды в дополнительном обогреве Земли различна и со временем меняется. Для периода 20—30-летней давности принималось, что пары воды обеспечивают около 60% дообогрева Земли, а парниковые газы — остальные 40%. В доле обогрева Земли парниковыми газами около 60% потока тепла приходится на углекислый газ, а далее идут метан, фреоны и закись азота. В роли парникового газа выступает также и тропосферный озон.

Трудности с  учетом роли водяного пара в современных  моделях климата объясняются  тем, что рост его содержания ведет  к увеличению парникового эффекта, а сопровождающий этот процесс рост облачности увеличивает альбедо (отражающую способность) Земли и снижает ее радиационное нагревание. К этому же ведут такие глобальные процессы, как опустынивание и обезлесение, а также антропогенное увеличение запыленности и особенно выбросы соединений серы в атмосферу.

Краткосрочные похолодания климата наблюдались  после мощных извержений вулканов, которые поставляли в атмосферу  огромное количество аэрозолей серы. В то же время убыль стратосферного озона («озоновые дыры») должна сопровождаться некоторым ростом радиационного нагревания земной поверхности и нижних слоев атмосферы. 

В 2007 г. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) - наиболее авторитетный международный  орган, объединяющий тысячи ученых из 130 стран мира – представила свой «Четвертый оценочный доклад», в котором содержатся обобщенные выводы о прошлых и нынешних климатических изменениях, их воздействии на природу и человека, а также о возможных мерах по противодействию таким изменениям. В этом Докладе говориться, что с 90%-ной вероятностью наблюдаемые изменения климата связаны с деятельностью человека.

Антропогенное происхождение современных климатических  изменений, в частности, подтверждают палеоклиматические исследования, основанные на анализе содержания парниковых газов  в пузырьках воздуха, вмерзших в лед. Они показывают, что такой концентрации СО2 как сейчас не было за последние 650 000 лет (а за эти годы происходило не одно потепление