Парниковый эффект, изменение климата

Средняя температура Земли в настоящее время составляет около + 15°С. При такой температуре поверхность земли и атмосфера находятся в тепловом равновесии, но в последнее столетие деятельность человека привносит дисбаланс в соотношение поглощаемой и выделяемой энер­гии. Динамика глобального климата вызвана разнообразными процесса­ми, приводящими к изменению характеристик потоков лучистой энергии Солнца внутри системы " Солнце - Земля".

Перечислим основные возможные причины изменений климата:

- изменение светимости Солнца или параметров орбиты Земли;

- изменение доли коротковолнового излучения Солнца, подходящего к верхней границе атмосферы и поглощаемого атмосферой или поверх­ностью Земли;

- изменение потока уходящего от Земли длинноволнового излучения на верхней границе тропосферы;

- изменение количества тепла, запасаемого в глубинах океана.

До вмешательства человека в глобальные процессы Земли, процессы, происходящие на ее поверхности и в атмосфере, были связаны с содер­жанием в природе газов, которые ученые назвали " парниковыми ". К ним относятся: диоксид углерода (СО2), оксид азота (N2O), метан (СН₄), озон (О3), водяные пары (HjO) и антропогенные хлорфтороуглероды (ХФУ).

Изменение концентрации любого из этих газов сказывается на рас­пределении потоков излучения в атмосфере по высоте: увеличение коли­чества такого газа может привести к заметному нагреву тропосферы и охла­ждению стратосферы.

Атмосферу можно рассмотреть во всех трех пространственных коор­динатах и во времени. Для этого необходимо ввести модель общей цирку­ляции. Итак, парниковые газы временно удерживают тепло в атмосфере, благодаря чему создается парниковый эффект. Без парникового эффекта температура Земли была бы на 33°С ниже. Предполагают, что вследствие промышленной революции средняя глобальная температура Земли в те­чение XXI в. будет увеличиваться каждое десятилетие на 0, 3°С. Это при­ведет к таянию части вечных льдов и подъему уровня Мирового океана к началу XXII в. на 0, 65 м, что вызовет опасную ситуацию для жизнедея­тельности 800 млн человек. Подвергнутся затоплению низменные терри­тории таких стран, как Бангладеш, Египет, Индонезия, Мальдивы, Мо­замбик, Пакистан, Таиланд, Замбия, Суринам.

Перед лицом глобальной опасности изменения климата в 1992 г. на Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро странами-членами ООН была подписана рамочная Конвенция об изме­нении климата (Россия ратифицировала ее 4 ноября 1994 г.). Главным обязательством стран по Конвенции является разработка и осуществле­ние национальной системы реальных экономических мероприятий в двух направлениях:

- первое направление — ограничение и уменьшение антропогенной эмиссии парниковых газов, прежде всего диоксида углерода;

- - второе - выявление отраслей и сфер национальной экономики, деятель­ность которых особенно неблагоприятна для климата, разработка и реа­лизация национальной системы мероприятий по предотвращению от­рицательных последствий, связанных с климатическими изменениями, адаптация отраслей хозяйства к климатическим изменениям.

Проблема " озонового слоя"

В последние годы непрерывно нарастает интерес общественности к про­блеме изменения содержания в атмосфере озона (О3). Этот газ образует­ся в верхних слоях атмосферы (стратосфере) в очень небольших количе­ствах, отчего его относят к малым примесям воздуха.

- Так, в атмосферном воздухе толщина слоя озона, опоясывающего зем­ную поверхность на уровне моря, составляет не более 4, 5 мм. Этот озоновый экран защищает все живое на Земле от ультрафиолетового излучения. При свободном же попадании на Землю такие лучи способны вызывать у лю­дей рак кожи, а также наносить вред животным и растениям.

- Мощное развитие растительности на континентах в условиях более теплого климата сопровождалось увеличением содержания кислорода в ат­мосфере. В отдельные периоды в воздушной оболочке Земли кислорода было вдвое больше, чем в настоящее время. Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание широкой общественности в 1985 г., когда над Антарктидой было обнару­жено пространство с пониженным (до 50%) содержанием озона, получившее название " озоновой дыры ".

- В настоящее время истощение озонового слоя признано серьезной уг­розой для человечества.

- До 85—90% атмосферного О3 — антропогенного происхождения. На кон­центрацию О3 в атмосфере оказывают влияние температура, сила и на­правленность ветра, топографические особенности и др.

- Озон зачислен в " парниковые" газы, поскольку его молекула имеет полосы поглощения в длинноволновом участке спектра, следовательно, возвращает к земной поверхности часть теплового излучения. Его вклад в общий парниковый эффект атмосферы, по оценкам, составляет до 3% коротковолнового излучения Солнца и его влияние на термический ре­жим является определяющим.

- На структуру и свойства озонового слоя влияют различные хлорфтороорганические соединения и, в частности, фреоны. Почти все количест­во производимого в мире фреона в конечном счете поднимается в верх­ние слои атмосферы и разлагается там под влиянием ультрафиолетовых лучей. Их осколки разрушительно действуют на слой атмосферного озона. Одна молекула хлорфтороорганического соединения разрушает до 10 тыс. молекул озона.

В связи со складывающейся обстановкой и прогнозами ученых о воз­можном росте озоновых дыр, представители 93 стран в 1987 г. подписали в Монреале первый глобальный договор по климату, в соответствии с кото­рым предусматривается постепенное снижение выбросов хлорфтороорганических и других искусственных соединений, которые приводят к раз­рушению озонового слоя.

Ранее, в 1979 г., в Женеве было проведено совещание на высоком уровне по охране окружающей среды, на котором были приняты важные международные документы: " Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния", " Декларация по малоотходной и безот­ходной технологии и использовании отходов".

Страны, участвующие в Конвенции, взяли на себя обязательства по ограничению, постепенному сокращению и предотвращению загрязне­ния воздуха.