Реферат на тему «Проблемы парникового эффекта»

Оглавление

Введение

Глава 1. Теоретические основы парникового эффекта

1.1. Парниковый эффект атмосферы и его влияние на климат земли

1.2. Причины, последствия и способы оптимизации парникового эффекта

1.3. Физика атмосферы и глобальные изменения климата

Глава 2. Оценка проблемы парникового эффекта и пути ее решения

2.1. Проблемы борьбы с парниковым эффектом

2.2. Решение проблемы парникового эффекта

2.3. Перспективы планетарного парникового эффекта

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Парниковый эффект является одной из наиболее серьёзных глобальных проблем. Причиной повышения средней температуры на планете является то, что Земля, нагретая солнечная лучами, испускает в атмосферу тепловое излучение, которое частично поглощается присутствующими там молекулами газов.

В итоге атмосфера, насыщенная парниковыми газами, играет роль теплоизолятора. Но поскольку помимо парниковых, в оболочке планеты присутствуют и двухатомные газы (водяные пары, углекислый газ, метан, озон и некоторые другие) оно проникает в космос.

Парниковый эффект будет оказывать благоприятное влияние для жизни живых существ на земле, если будет соблюдаться баланс между перечисленными компонентами.

Однако, в результате того развития техногенной сферы, в атмосферу повысился выброс парниковых газов, что в свою очередь привело к нарушению теплового баланса.

Согласно оценкам экспертов, проблема парникового эффекта при сохранении своих темпов к новому столетию приведет к необратимым последствиям.

Конечно, такие процессы ведут к накоплению газов в атмосфере и разрушению озонового слоя, а значит, является проблемой, требующей решения, поскольку, безусловно, вредит окружающей среде. Парниковые газы не препятствуют солнечной энергии, поэтому температура на поверхности земли повышается. В свою очередь это приводит к проблеме глобального потепления и затоплению поверхности земли.

Данная проблема имеет глобальный характер и затрагивает абсолютно все страны, поэтому решение данной проблемы осуществляется на глобальном уровне.

Таким образом, проблема парникового эффектов в настоящее время является глобальной экологической проблемой, требующей решения на международном уровне.

Цель работы – рассмотреть проблемы парникового эффекта.

Для решения поставленной цели в работе будут решены следующие задачи:

1. Рассмотреть парниковый эффект атмосферы и его влияние на климат земли;
2. Ознакомиться с причинами, последствиями и способами оптимизации парникового эффекта;
3. Узнать о физике атмосферы и глобальных изменениях климата;
4. Провести анализ борьбы с парниковым эффектом;
5. Оценить решение проблемы парникового эффекта;
6. Исследовать перспективы планетарного парникового эффекта.

Объект исследования – атмосфера Земли.

Предмет исследования – парниковый эффект.

Теоретическая база исследования. В работе использовались труды отечественных и зарубежных авторов, международные договоры, публикации в научных журналах, материалы конференций и семинаров, статистические данные, источники сети Интернет.

В том числе в работе были использованы труды следующих авторов: Будыко М.И., Голицын Г.С., Израэль О.А.Волкова И.Н. Гайнуллин Р.Ф., Яруллина М.Я. Елдышев Ю.Н. Зайцева Н.А., Костяной Г.Н. Паршев А.П. Тимофеев Н.А., Юровский А.В, Мелешко В.П., Катцов В.М, Спорышев П.В., Вавулин С.В., Говоркова В.А, Чезганова С. Г. и др.

Методы исследования: в работе использовались диалектический, формально-логический, сравнительно-правовой методы исследования, общенаучные и частно-научные приемы, включая системный подход; метод анализа и синтеза, обобщения, структуризации и систематизации научного материала, а также методы эмпирического исследования.

Структура курсовой — введение, 2 главы, разделенные на 6 параграфов, заключение, список использованных источников.

Глава 1. Теоретические основы парникового эффекта

1.1. Парниковый эффект атмосферы и его влияние на климат земли

Воздух является ценным источников Земли. Он необходим для жизни всех живых существ и в том числе для человека. Атмосфера является важной защитной оболочкой, которая окружает нашу планету, без нее средняя температура воздуха повысилась бы до 18 ^оС (вместо сегодняшних 15 ^оС).

Тепло, поступающее на Землю, отражается и возвращается обратно в космос. Атмосфера позволяет сохранить часть тепла, задерживая его в нижних слоях. Данное тепло содержит водяные пары (часть газов — СО₂, метан и др.).

При нагреве данных газов, тепло вновь возвращается на землю. Данный процесс и называется парниковым эффектом. Главной причиной данного процесса является избыточное содержание газов в воздухе.

Парниковый эффект является одной из наиболее серьёзных глобальных проблем. Причиной повышения средней температуры на планете является то, что Земля, нагретая солнечная лучами, испускает в атмосферу тепловое излучение, которое частично поглощается присутствующими там молекулами газов. В итоге атмосфера, насыщенная парниковыми газами, играет роль теплоизолятора. Но поскольку помимо парниковых, в оболочке планеты присутствуют и двухатомные газы (водяные пары, углекислый газ, метан, озон и некоторые другие) оно проникает в космос.

Парниковые газы не препятствуют солнечной энергии, поэтому температура на поверхности земли повышается.

 Содержание в атмосфере парниковых газов СО₂ с 1800 г. возросло на 27 — 35%, а концентрация метана увеличилась на 126 — 176%. Это привело к повышению глобальной температуры на 0,2 ± 0,6 °С, на суше — на 0,6-0,8 °С. В основном повышение СО2 в воздухе происходит в результате сжигания ископаемого топлива.

Поэтому основной причиной парникового эффекта можно считать развитие индустрии. Так, до промышленной революции СО2 в воздухе содержалось примерно на 30 % меньше, чем в наши дни. Согласно экспертным оценкам, концентрация диоксида углерода в атмосфере каждый год увеличивается примерно на 0,3 % (то есть, примерно на 7 миллиардов тонн).

При сохранении текущих темпов содержание углекислого газа в воздухе к 2100 году повысится в 4 раза. Это колоссальные масштабы, и такое повышение приведет к серьезным губительным последствиям – глобальному потеплению и затоплению большой части суши.

Парниковый эффект обусловлен наличием в атмосфере не пропускающих инфракрасное излучение газов, но их свойства отличаются друг от друга, а, следовательно, они оказывают разное воздействие на тепловой баланс. Самый большой вклад (от 36 до 72%) вносит водяной пар. Именно его присутствие в атмосфере обеспечивает потепление от изменений углекислого газа, занимающего второе место (вклад составляет от 9 до 26%). Этот компонент является весьма коварным, поскольку углерод трудно удаляется из атмосферы, а, значит, долго сохраняется в ней. На настоящий момент существуют лишь гипотетические пути извлечения углекислого газа из оболочки Земли, а перспективы их практической реализации спорны. Что касается метана, то его вклад оценивается всего лишь в 4−9%. Такой сравнительно небольшой показатель обусловлен тем, что в среднем этот газ находится в атмосфере не более 10 лет, к тому же существуют эффективные механизмы его удаления оттуда (в основном окисление в тропосфере, незначительное окисление в стратосфере, а также поглощение метана почвой и его вступление в реакции с солёной водой морей). Однако повышенные выбросы этого газа очень опасны, поскольку его парниковый потенциал в десятки раз сильнее, чем аналогичный показатель для углекислоты.

Ещё большую активность имеют закись азота и фреоны (больше чем у углекислого газа в 298 и 8 тыс. раз соответственно). Однако их вклад составляет не более десятых процента. Зато 3−7% эффекта даёт озон. Не тот слой газа, который в стратосфере защищает планету от жёсткого солнечного излучения, а токсичный тропосферный озон от промышленных выбросов, вредящий живым организмам и растительности.

Причиной парникового эффекта в общем виде является выделение в атмосферу газов. Конечно, это ведёт к накоплению газов в атмосфере и разрушению озонового слоя, а значит, является проблемой, требующей решения, поскольку, безусловно, вредит окружающей среде.

1.2. Причины, последствия и способы оптимизации парникового эффекта

Парниковый эффект и баланс паров в воздухе имеют взаимосвязь, так как повышение температуры усиливает процесс испарения, а это в свою очередь способствует усилению парникового эффекта, а его усиление повышает температуру воздуха, а повышение температуры способствует усилению испарения и так может продолжаться и продолжаться.

Если говорить о парниковом эффекте углекислого газа, то он характеризуется как относительно невысоко, но этот газ по своей природе не способен быть химически активным, и это обуславливает его длительное нахождение в воздухе.

В основном запас этого газа в воздухе образовался еще в 80-е годы, когда в атмосферу выбрасывалась энергия сжигания ископаемого топлива, количество которой достигала 5-6 гигатонн углерода [8].

Повышение концентрации этого газа в воздухе обусловлено и вырубкой лесов, особенно которые произрастают в тропических и экваториальных поясах. Усиление парникового эффекта обуславливается также и выбросом метана в атмосферу, который образуется в анаэробных условиях, а также является продуктом жизнедеятельности термитов и жвачных животных, и продуктом сгорания горючих ископаемых.

Но так как метан в воздухе окисляется, то его продолжительность жизни в атмосфере намного меньше времени жизни углекислого газа.

Оксид азота (I) — результат сельскохозяйственной деятельности и производства азотсодержащих химикатов.

Фреон — это искусственно созданный парниковый газ, применение которого в настоящее время снижается, так как это требуют условия принятых международных экологических соглашений.

В отношении озона нет единого мнения о его роли в парниковом эффекте.

Суть парникового эффекта заключается в том, что повышается средняя температура воздуха на Земле, в настоящее время эта прибавка составляет около 0,3-0,6°С за последние 100 лет, но прогнозы ученых говорят о том, что в следующие 100 лет эта прибавка достигнет таких значений, как 2 градуса. А это повлечет за собой усиленное таяние ледников, которое в свою очередь обусловит повышение уровня воды на планете, увеличение количества осадков и так далее. Но все это в совокупности станет причиной возникновения различных природных аномалий, которые вызовут различные экономические и социальные катастрофы с вытекающими из них последствиями.

Так, если уровень Мирового океана поднимется в таких размерах, о которых говорят ученые, то это станет причиной затопления обширной прибрежной территории, на которой сейчас проживает почти половина населения планеты, и в контексте этого возникает вопрос, а что будет с людьми, с животным и растительным миром в этом случае. Поднятие уровня воды в Мировом океане изменит структуру водных ресурсов [12]. А глобальное потепление станет причиной изменения границ климатических поясов, а это в свою очередь вызовет изменения в растительном и животном мире этих поясов, произойдут изменения в сельском хозяйстве, и в других отраслях производства.

Так как атмосфера нашей планеты постоянно находится в движении, то это обуславливает распространение загрязняющих веществ в атмосфере, поэтому проблема парникового эффекта касается всех стран без исключения.

На данный момент в процессе международного сотрудничества были разработаны две основные стратегии, это управление и приспособление. Цель стратегии управления в том, чтобы снизить распространение парниковых газов, особенно это касается диоксида углерода. Вторая стратегия приспособления своей целью поставила преобразовать жизнь всего человечества.

Вопросы международного сотрудничества по отношению к парниковому эффекту были рассмотрены в документе Конвенция ООН по изменению климата, которая была принята в 1992 году в Рио-де-Жанейро. Основная цель реализации этой Конвенции заключается в том, чтобы как можно быстрее добиться восстановления баланса парниковых газов.

Для осуществления контроля за исполнением Конвенции был создан Межправительственный комитет по изменению климата.

Причиной парникового эффекта в общем виде является выделение в атмосферу газов. Этому факту могут способствовать следующие виды деятельности человека: сжигание горючих полезных ископаемых; использование автомобилей, выделяющих выхлопные газы; развитие скотоводства; вырубка лесов; производство агрохимии, цемента и другой продукции, сопровождающееся вредными выбросами; образование медленно разлагающегося мусора.

Таким образом, основным последствием парникового эффекта является изменение климата, выражающееся в увеличении влажности в атмосфере и возрастании её приповерхностной температуры. Если потепление климата при этом будет глобальным, вполне вероятны такие неприятные последствия:
Такие климатические изменения неизбежно приведут к смещению ареалов обитания биологических видов и даже вымиранию самых малочисленных из них. Не обойдётся при этом и без социальных последствий: повышение уровня моря грозит затоплением, упадками урожайности и вспышками голода в различных регионах. Также сильное повышение температуры окружающей среды вызывает развитие опасных заболеваний. Но и снижение концентрации парниковых газов, и в частности углекислого газа, также приводит к изменению климата. По одной из гипотез именно это явилось причиной возникновения ледниковых периодов. Поэтому наличие в атмосфере парниковых газов имеет и положительную сторону.

Дальнейшее и неконтролируемое потепление (искусственный эффект) может иметь самые неприятные и даже катастрофические последствия, а значит, человек должен принимать все меры к тому, чтобы во время своей деятельности не допускать превышения разумного содержания газовых выбросов в атмосфере. Решением может быть переход на использование природного газа и альтернативных источников энергии солнца и ветра, а также восстановление лесов. Эти мероприятия провести непросто, но необходимо. Ведь бережное отношение человека к окружающей среде — основа нормальной жизни на планете

1.3. Физика атмосферы и глобальные изменения климата

В последнее время, мы все слышим о глобальном изменении климата на планете, которое будет сопровождаться погодными аномалиями, катаклизмами, усилением парникового эффекта. Все мы знаем определение понятия «парник», то есть это участок земли, который закрыли пленкой, и тем самым создали под ней парниковый эффект, который характеризуется повышением температуры воздуха, отличной от температуры окружающей среды[3].

И вот такой же парниковый эффект создается на нашей планете, только роль пленки в этом случае играет углекислый газ, и это обуславливает повышение температуры воздуха. А это повлечет за собой усиленное таяние ледников, которое в свою очередь обусловит повышение уровня воды на планете, увеличение количества осадков и так далее. Но все это в совокупности станет причиной возникновения различных природных аномалий, которые вызовут различные экономические и социальные катастрофы с вытекающими из них последствиями.

Поэтому многие страны решили сотрудничать в вопросах противодействия глобальному потеплению, и в 1992 году в в Рио-де-Жанейро была разработана и подписана Рамочная конвенция.

Также была создана в 1988 году межправительственная группа по климатическим изменениям (МГКИ), которая поднимает вопросы изменения климата в Организации Объединенных Наций. Исследование этой группы доказывают, что именно деятельность человека и стала причиной этого потепления.

Программа ООН по окружающей среде включает в себя регулирование выполнений положений Венской конвенции об охране озонового слоя (1985), Монреальского протокола (1987) и поправок к нему. И эта деятельность имеет уже свои положительные результаты, так исследования озонового слоя Земли в 2002 году показали, что этот озоновый слой восстанавливается, и если Монреальский протокол будет выполняться, то озоновый слой полностью восстановится к 2050 году[11].

Но, несмотря на это продолжается увеличение содержание метана в воздухе, и это обусловлено тем, что интенсивно развивается рисоводство, скотоводство, а также сжигается большая масса органических веществ.

 Свою негативную роль в загрязнении атмосферы сыграло и использование в промышленном производстве фреонов, которые, как показывают результаты их исследований, оказывают более активное воздействие на атмосферу, чем метан и углекислый газ. Сравнение средних глобальных температур воздуха до индустриализации и в период ее развития показало, что она повысилась в период индустриализации на 0,5-0,6 ^оС. [4].

Теплый климат Европы обусловлен наличием тёплого течения Гольфстрима, который протекает по Атлантическому океану, но в настоящее время направление этого течения изменяется. И это дальнейшее изменение этого течения может стать причиной глобальных климатических изменений не только в Европе, но и в других участках Земли [25].

Глобальное потепление является основной проблемой нашей планеты. Как считают учёные, если не изменится кардинально деятельность человечества, то это приведет к тому, что температура на Земле повысится на 11 градусов. И тогда процесс изменения климата станет необратимым, произойдет замедленнее вращения Земли, исчезнут многие представители животного и растительного мира планеты.

Таяние ледников поднимет уровень воды на планете, что приведет к затоплению огромных территорий. И все это будет сопровождаться различными природными катаклизмами, ураганами, наводнениями и так далее. [6].

Избежать таких негативных последствий можно следующим образом:

— прекратить вырубку зеленых насаждений;

— сократить потребление ископаемого топлива;

— использовать специальные фильтры и катализаторы для удаления диоксида углерода из всех выбросов в атмосферу;

— повысить энергетический КПД теплоэлектростанций за счет использования скрытых экологичных резервов;

— увеличить использование альтернативных источников энергии, ветра, солнца и так далее;

— замена топлива на более экологичное.

Таким образом, парниковый эффект является серьезным последствием развития промышленности. Основным последствием парникового эффекта является изменение климата, выражающееся в увеличении влажности в атмосфере и возрастании её приповерхностной температуры. Данная проблема при сохранении своих темпов уже к новому столетию приведет к серьезному потеплению и таянию ледников.

Глава 2. Оценка проблемы парникового эффекта и пути ее решения

2.1. Проблемы борьбы с парниковым эффектом

При сохранении текущих темпов содержание углекислого газа в воздухе к 2100 году повысится в 4 раза. Общая температура атмосферы повысится на 1-3,5 °C. Это колоссальные масштабы, и такое повышение приведет к серьезным губительным последствиям – глобальному потеплению и затоплению большой части суши. [13].

Несмотря на то, что повышение температуры по регионам будет происходить неравномерно, все же данная проблема имеет глобальный характер и затрагивает абсолютно все страны.

Поэтому решение данной проблемы осуществляется на глобальном уровне.

В рамках ООН с 1990 г. проводились переговоры по заключению рамочного международного соглашения о сохранении климата. В результате на конференции в Рио-де-Жанейро в январе 1992 г. была подписана конвенция по климату, предусматривавшая стабилизацию концентрации парниковых газов в атмосфере на уровне 1990 г. В ней определялись количественные сокращения выбросов; устанавливался для всех стран единый процент снижения уровня парниковых газов независимо от их концентрации; предусматривались совместные действия государств, подписавших конвенцию, направленные на борьбу с климатическими изменениями.

О. Годар вообще считает, что те принципы, которые легли в основу  конвенции, не выдерживают критики, так как с его точки зрения, в качестве базового периода надо было выбрать более ранний период, а можно было в качестве критерия выбрать величину выбросов на душу населения. Но такой критерий, как величина выбросов на душу населения не выгоден крупнейшим странам- производителям, таким как США, где эта величина достигала в 1995 г. 5,4 т углекислого газа на душу населения. Поэтому в качестве критерия выбраны другие показатели, которые в какой-то степени устраивают крупных загрязнителей атмосферы. [17].

Да и не так все просто и с выполнением положений этой Конвенции, так как лишь только некоторые страны начали сокращать выбросы парниковых газов. И по результатам исследований, почти все страны, которые согласились с выполнением положений этой конвенции, подписали ее, не смогут выполнить все ее требования по сокращению выбросов парниковых газов, чтобы достичь уровня 1990 года. А в США и ЕС даже наоборот прогнозируется увеличение таких выбросов на 15% и 5% соответственно[17].

Но как считает Ф. Рокепло [21], если даже увеличится население планеты в два раза, а ВВП увеличится в 25 раз, то все равно добиться, чтобы уровень концентрации парниковых газов 1990года не имел тенденции к росту, можно как в техническом, так и в экономическом плане[21]. Он считал, что для успешной борьбы с климатическими изменениями необходимо разработать и использовать политики предупреждения, смягчения или адаптации к изменениям климата.

Цель политики предупреждения климатических изменений заключается в том, чтобы быстро стабилизировать концентрацию углекислого газа, а чтобы этого добиться, необходимо снизить выбросы этого газа на 50-70% в настоящее время, а затем эту цифру увеличивать [19]. Но как нам кажется, реализация этой политики не выполнима, поэтому в ход должна пойти следующая политика, это политика смягчения или адаптации, цель которой заключается в том, чтобы отсрочить высокое повышение температуры атмосферы, и тем самым уменьшить величину климатических изменений.

Но по подсчётам для того чтобы температура не поднималась выше на 1-2 градуса, необходимо сократить такую величину количества всех выбросов, что такое сокращение возможно только к 2100 году, что совсем нереально. Поэтому Ф. Рокепло предлагает поднять уровень допустимой концентрации углекислого газа в атмосфере, что, конечно же, сделает повышение температуры воздуха выше, чем на 2 градуса. Но даже реализация этого шага требует сокращения количества выбросов на душу населения в два раза. [14].

Но даже выполнение этой политики смягчения требует, чтобы появилась некая политическая сила, которая смогла бы ее реализовать. Поэтому, как говорит Ф. Рокепло необходимы не только средства для реализации этой политики, а нужна и политическая воля, которая бы смогла бы распорядится этими средствами, как на международном, так и на национальном уровнях [16].

Ф. Рокепло считает, что общество еще не понимает до конца опасность климатических изменений, и поэтому это объясняет отсутствие тех социальных движений, которые бы могли повлиять на правительства своих стран. Но в обществе начали создаваться и различные организации, одной из которых является научно-административное сообщество, которое непосредственно занимается вопросами изменения климата, но не хватает такого международного властного органа, способного руководить всеми этими организациями. Но уже тот факт, что на международном уровне поднимается вопрос о климатических изменениях, а также то, что создаются организации, цель создания которых — это проблемы климата, говорит о многом, то есть о том, что общество начинает задумываться о будущем планеты.

Да и нет заинтересованности у представителей промышленного производства в решении проблемы с парниковым эффектом, так как они не видят в этом никакой для себя выгоды.

Однако, отмечает О. Годар, сегодня не существует единой концепции борьбы с изменениями климата. Он выделяет несколько «сообществ», защищающих различные подходы к борьбе с климатическими изменениями.

В настоящее время  разные сообщества представляют свои позиции на решение проблемы.

Эффективность межправительственных переговоров по проблеме климата, по мнению Ф. Рокепло, можно обеспечить, включив их в переговоры по более широкому кругу проблем, в ходе которых каждое правительство сможет продемонстрировать своему населению преимущества, вытекающие из будущих соглашений.

С середины 90-х годов ЕС под выступает за определение юридически обязательных для всех государств уровней снижения выбросов парниковых газов в привязке к определенным срокам (2005, 2010, 2020 гг.) и международную координацию политики в области борьбы с парниковым эффектом.

О. Годар отмечает, что борьбу с парниковым эффектом на национальном уровне, в частности во Франции, можно рассматривать в качестве политического и технического средства разрешения существующих экономических проблем, поскольку она одновременно обеспечивает предупреждение климатических рисков и способствует проведению налоговой реформы, направляющей экономическое развитие [22].

2.2. Решение проблемы парникового эффекта

В настоящее время становится очевидной проблема накопления СО2 в воздухе. В результате этого образуется проблема парникового эффекта.

Данная проблема тесно связана с проблемой потребления энергии. В настоящее время около 80 % всей добываемой энергии вырабатывается при сгорании ископаемого топлива.

Антропогенный годовой выброс диоксида углерода оценивается в ~8 Гт в расчете на углерод (8 ГтС/год) [8]. Из них 6 ГтС приходится сгорание ископаемого топлива, а 2 ГтС — на обезлесение. Это намного меньше по сравнению с естественным ежегодным оборотом углерода в атмосферу и обратно (~200 ГтС) в природном углеродном цикле. Однако постоянное ежегодное прибавление 8 ГтС диоксида углерода достаточно, чтобы нарушить установившийся баланс.

Предполагается, что в среднем 57 % от выделенного диоксида углерода удерживается в атмосфере. Подсчитано, что концентрация диоксида углерода в атмосфере увеличилось с 270 в пред-индустриальной эре до ~338,6-миллионной доли в 1980 г.

Прогнозируется, что в 2030 г. она может достичь значения 600, а в 2060 г. — 1600-миллионной доли [20]. По некоторым расчетам с 1950 по 1973 г. рост промышленного выброса ежегодно составлял ~4,3…4,5 %. С 1973 г. ежегодный темп роста выброса СО₂ составлял ~2,25 %.

Парниковый эффект приводит к повышению температуры и соответственно, к таянию ледников. В свою очередь это приведет к тому, что большая часть суши будет затоплена водой.

Для решение данной проблемы предлагаются следующие мероприятия:

1. Минимизация эмиссии диоксида углерода. Предполагается использовать высокоэффективные способы получения электрической энергии, консервацию энергии и рециркуляцию продуктов.
2. Исключение эмиссии диоксида углерода. Предполагается использование энергии ядерного расщепления, солнца, ветра, геотермальной воды и гидроэнергии, а также использование горения возобновляемой биомассы и сокращение вырубки лесов.
3. Контроль за эмиссией диоксида углерода. Этот путь предполагает:

а) отделение диоксида углерода из промышленных отходящих газов и размещение его на дне океана или в подземных пустотах;

б) утилизация выделенного диоксида углерода в различных отраслях промышленности, в том числе в химической промышленности как источника углерода для химического синтеза.

Третья группа путей снижения накопления диоксида углерода в атмосфере вполне реальна и вызывает большой интерес. Отделение СО₂ из отходящих промышленных газов не представляет большой технической проблемы. Уже существуют крупные энергетические установки, полностью улавливающие диоксид углерода из отходящих газов. [24].

Утилизацию диоксида углерода в промышленном масштабе возможно осуществлять несколькими путями (спользование его в нефтепромыслах для увеличения нефтеотдачи пластов, утилизация СО2 в качестве хладоагента, растворителей, газирования напитков, для ускорения роста растений в парниках и др. Однако особый интерес вызывает использование его как углеродное сырье в промышленном химическом синтезе.

Таким образом, диоксид углерода во всех своих физических состояниях (газообразное, жидкое, твердое) находит разнообразное практическое применение.

Диоксид углерода наиболее широко применяется в пищевой промышленности в качестве хладоагента (в виде сухого льда) для хранения и транспортировки пищевых продуктов и для газирования напитков. Увеличивается применение диоксида углерода для закачки в нефтяные пласты для увеличения их нефтеотдачи. Диоксид углерода применяется в качестве растворителя и экстрагента, для кальцинированной соды (~30 млн т в год), салициловой кислоты, а также выращивания цветов и других растений в парниках, в литейной промышленности и в других отраслях народного хозяйства.

Примером наиболее крупномасштабного применения диоксида углерода в химической промышленности является синтез мочевины. Доля утилизации диоксида углерода в промышленном химическом синтезе составляет всего около 10 %. В будущем по мере развития химии диоксида углерода эта доля должна многократно возрасти.

Синтез на основе диоксида углерода позволяет получать широкий круг полезных химических продуктов.

Таким образом, сам по себе естественный парниковый эффект не несёт в себе ничего отрицательного для человечества. Если бы атмосфера не задерживала тепловое излучение, поверхность Земли имела бы температуру на уровне -18 градусов Цельсия. Благодаря эффекту эта температура составляет 15 градусов. Однако дальнейшее и неконтролируемое потепление (искусственный эффект) может иметь самые неприятные и даже катастрофические последствия, а значит, человек должен принимать все меры к тому, чтобы во время своей деятельности не допускать превышения разумного содержания газовых выбросов в атмосфере. Решением может быть переход на использование природного газа и альтернативных источников энергии солнца и ветра, а также восстановление лесов. Эти мероприятия провести непросто, но необходимо.

2.3. Перспективы планетарного парникового эффекта

Действительно, множество источников указывает, что в последние пол века климат на нашей планете стремительно теплеет [7]. В результате могут растаять арктические и антарктические льды, поднимется уровень мирового океана и, как следствие, затопятся громадные территории.

Основная масса льда, присутствующая на нашей планете, находится в Антарктиде. По прикидкам, в настоящее время объем антарктического льда составляет около 30 млн. км³ [9]. Учитывая, что площадь мирового океана 361,1 млн. км², можно оценить подъем уровня мирового океана в случае полного растапливания всего антарктического льда (1):

                              (1)

При таком подъеме океанских вод действительно произойдет планетарная катастрофа — будут затоплены самые заселенные территории нашей планеты. Но так ли вероятен такой результат даже в случае серьезного глобального потепления? Даже самые рьяные сторонники парникового эффекта полагают, что средне земная температура повышается не более, чем на 0.1-0.2оС в год. И если в результате этого температура в самом холодном месте Земли, в Антарктиде, повысится с -70^оС до -65^оС, то это вряд ли приведет к бурному таянию антарктических ледников.

Похоже, что в более населенном Северном полушарии эффекты долгосрочного глобального потепления наблюдаются более явно [3]. 85 лет назад в Чукотском море погиб сжатый арктическими льдами пароход Челюскин. В то время средняя толщина арктических льдов составляла 6 м. Сегодня она уменьшилась вдвое, что дает возможность осуществления круглогодичной навигации по северному пути из Европы в Азию, почти вдвое сокращая протяжённость традиционного пути.

Другой пример связан с Африкой. В известном романе Э. Хемингуэя «Снега Килиманджаро» говорится о трупе леопарда, вмерзшем в лед на высоте 5 км. Несколько лет назад ряд наших альпинистов совершили восхождение на эту самую высокую точку Африки (высотой около 6 км). При этом они не заметили никаких ледников, а только небольшие островки пожухлого снега.

Таким образом, таяние ледников в Северном полушарии проходит весьма интенсивно. Приводит ли это к глобальному потеплению климата? Отчасти да, но не только. Ведь интенсивное таяние арктических льдов может погасить мощное теплое океаническое течение Гольфстрим (0,1 км³/с), берущее начало у берегов Флориды, затем идущее на север вдоль восточного побережья Америки до Большой Ньюфаундлендской банки, потом пересекающее Атлантический океан и обогревающее Исландию, Скандинавию и затухающее при дальнейшем движении на восток вдоль северного побережья России. Течение это очень мощное и поверхностное: на поверхности воды этого течения имеют температуру 25-26^оС, а на глубине 400 м 10-12^оС. В силу этого оно очень уязвимо — может погаснуть при попадании на поверхность больших масс холодной воды, образующейся из-за интенсивного таяния арктических ледников.

Между тем Гольфстрим оказывает существенное влияние на климат северной Европы. Ведь климат в Евразии суровеет не только при движении с юга на север, но и с запада на восток [4]. Действительно, при сравнении климата в северной Норвегии и Мурманске с территорией на такой же широте на Чукотке выясняется, что температура в Норвегии на 15-20^оС, а в Мурманске более чем на 11^оС выше чукотской. Вследствие этого Мурманск является самым северным российским незамерзающим морским портом, хотя находится далеко за полярным кругом.

Откуда же возникает парниковый эффект, ведущий к потеплению климата? За это отвечают так называемые парниковые газы, к основным из которых относятся водяной пар, углекислый газ, метан и озон. Эти газы прозрачны, так что хорошо пропускают видимые солнечные лучи, однако поглощают инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью. Таким образом, они играют ту же роль, что полиэтиленовая пленка или стекла в садовых теплицах.

Техногенная деятельность современного человечества приводит в первую очередь к росту концентрации СО₂ в земной атмосфере. Ведь 90% используемой человечеством энергии получается сжиганием энергоносителей: нефтепродуктов, газа, угля, дров, торфа и др. В результате их сжигания обязательно потребляется кислород и выделяется углекислый газ. Итогом этого является почти двукратное увеличение концентрации СО₂ в атмосфере за последние 150 лет [1]. Альтернативой сжиганию различных видов топлива являются гидро-, ветро-, гелио-, атомная и водородная энергетики.

В последние десятилетия международное сообщество активно обсуждает проблему выброса СО₂ – Рамочная конвенция ООН об изменении климата (1992), Киотский протокол (1997), Парижское соглашение (2016) [5]. Из этих международных собраний на практические последствия претендовал только Киотский протокол, где каждой стране предлагалось давать квоты на выбросы СО₂ и предусматривались штрафы за их превышение. Однако этот протокол так и не заработал, а все последующие международные совещания о проблемах климата, включая Парижское соглашение от 2016 г., были практически лишь договорами о намерениях.

В протоколах Парижского соглашения было зафиксировано, что энергетическая и климатическая политики России, Китая и Канады приведет к тому, что к концу нашего столетия среднемировая температура повысится на 5^оС, для США и Австралии аналогичная цифра составит 4^оC, для ЕС — 3-3.5^оС. Не очень понятно, почему руководство нашей страны, являющейся одной из самых холодных в мире, так озабочено проблемами глобального потепления, что подписало Парижские соглашения. Повышение среднегодовой температуры даже на декларируемые 5^оС принесет народам, населяющим РФ, только благо. К негативным последствиям глобального потепления можно отнести только возможное замерзание моря у Мурманска, однако с этим, по-видимому, придется смириться.

По-видимому, подписание Парижского соглашения по климату, носящего только рекомендательный характер, вызвано, прежде всего, желанием нашего правительства находиться в русле основных позитивных международных соглашений. Для выполнения рекомендаций Парижа по уменьшению парникового эффекта есть два пути: сокращение выбросов СО₂ и рост поглощения СО₂.

Первый путь снижения парникового эффекта в условиях России связан с постройкой новых и модернизацией старых ГЭС и АЭС. К сожалению, этот путь весьма дорог и долог.

Второй путь снижения парникового эффекта более перспективен. Известно, что мощным поглотителем углекислого газа является растительность, для которой, вследствие фотосинтеза, СО₂ является пищей. По площади лесов Россия занимает первое место в мире, поэтому наша страна является самым мощным поглотителем углекислого газа. Между тем с охраной доставшегося нам лесного богатства дела в нашей стране обстоят совсем неважно. Каждый год у нас сгорает несколько десятков тысяч гектаров лесных угодий. В результате земная атмосфера не только лишается заметной части поглотителей СО₂, но и получает вследствие горения больших объемов древесины мощные выбросы углекислого газа.

Основной причиной регулярных больших лесных пожаров в современных российских условиях является недостаточное финансирование национального лесного хозяйства. По сравнению с советскими временами число работников лесного хозяйства России сократилось в десятки раз. Таким образом наше правительство экономит не только на работающих пенсионерах, которым пенсии не индексируются уже несколько лет, но и на национальном лесном достоянии. Такие эффективные меры пожарной профилактики, как регулярная уборка сухостоя, оконтуривание отдельных лесных квадратов противопожарными полосами и многие другие ушли в далекое советское прошлое.

В принципе имеется возможность исправить существующее положение, не прибегая к значительному увеличению материальных вложений в охрану лесного хозяйства. Для этой цели необходимо вспомнить особенности финансирования пожарной охраны в поздней царской России. Бюджет пожарной охраны определялся размером обязательных страховых взносов, которые должно было уплатить любое предприятие для легализации своей деятельности. В случае пожара пожарная охрана должна была возмещать ущерб из своих фондов. Таким образом, царские пожарные службы были материально заинтересованы в создании эффективной пожарной профилактики, а также в скорейшем тушении пожара, если он все-таки возникнет, чтобы уменьшить соответствующий материальный ущерб.

Заключение

Парниковый эффект – это явление, связанное со скоплением газов в нижних слоях атмосферы, приводящее к нагреву поверхности земли. Атмосфера земли пропускает солнечную радиацию, поглощая при этом длинноволновое излучение с земной поверхности.

Воздух является ценным источников Земли. Он необходим для жизни всех живых существ и в том числе для человека. Тепло, поступающее на Землю, отражается и возвращается обратно в космос. Атмосфера позволяет сохранить часть тепла, задерживая его в нижних слоях. Данное тепло содержит водяные пары. При нагреве данных газов, тепло вновь возвращается на землю. Данный процесс и называется парниковым эффектом. Главной причиной данного процесса является избыточное содержание газов в воздухе. Парниковые газы не препятствуют солнечной энергии, поэтому температура на поверхности земли повышается.

Основной причиной парникового эффекта можно считать развитие индустрии.

Первый путь снижения парникового эффекта в условиях России связан с постройкой новых и модернизацией старых ГЭС и АЭС. К сожалению, этот путь весьма дорог и долог.

Второй путь снижения снижение вырубки лесов и повышение озеленения планеты.

Такие климатические изменения неизбежно приведут к смещению ареалов обитания биологических видов и даже вымиранию самых малочисленных из них. Не обойдётся при этом и без социальных последствий: повышение уровня моря грозит затоплением, упадками урожайности и вспышками голода в различных регионах. Также сильное повышение температуры окружающей среды вызывает развитие опасных заболеваний. Но и снижение концентрации парниковых газов, и в частности углекислого газа, также приводит к изменению. Поэтому данную проблему важно решать.

Список использованной литературы

1. Алексеев В.В. «Рост концентрации СО2 в атмосфере -всеобщее благо?» / Алексеев В.В., Киселева С.В., Чернова Н.И. // Природа. – 2016. – № 9. – 199 с.
2. Арутюнов В.С. Глобальное потепление: катастрофа или благо? // Химия и жизнь XXI век. – 2017. – № 3. – С. 16-22.
3. Боечин И. Что век текущий нам готовит? // Техника – молодежи. – 2017. – № 3. – С. 4-7
4. Будыко М.И. Глобальные климатические катастрофы / Будыко М.И., Голицын Г.С., Израэль О.А. – М.: Гидрометеоиздат, 2016. – 159 с.
5. Волкова И.Н. Экоцикл: глобальное и локальное в устойчивом равновесии природы// Экология и жизнь. – 2016. – № 5. – С. 3-9.
6. Гайнуллин Р.Ф., Яруллина М.Я. Физика атмосферы и глобальные изменения климата // Научный журнал. – 2016. – №4 (5). – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/fizika-atmosfery-i-globalnye-izmeneniya-klimata (дата обращения: 03.05.2020).
7. Доленко Г.Н. Концепции современного естествознания. – Новосибирск: СибУПК, 2017. – 264 с.
8. Доленко Г.Н. Перспективы планетарного парникового эффекта // Проблемы Науки. – 2019. – №12-2 (145). – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-planetarnogo-parnikovogo-effekta (дата обращения: 02.05.2020).
9. Елдышев Ю.Н. Здоровая среда – основа здоровья // Экология и жизнь. – 2018. – № 4. – С. 80-86.
10. Жадин Е.А. Глобальное потепление климата и долгосрочный прогноз аномально холодных зим// ЭКиП. – 2017. – № 3. – С. 4-7.
11. Жилина И. Ю. Проблемы борьбы с парниковым эффектом // Социальные и гуманитарные науки: Отечественная и зарубежная литература. Экономика: Реферативный журнал. – 2017. – №1. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/99-01-027-028-problemy-borby-s-parnikovym-effektom-svodnyy-referat (дата обращения: 01.05.2020).
12. Зайцева Н.А., Костяной Г.Н. Меридиональное изменение поля длинноволновой радиации в атмосфере над Тихим океаном (по данным кораблей погоды) // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. – 2017. – № 12. – С. 1235-1252.
13. Лингарт Ю. Парниковый эффект// Экология и жизнь. – 2019. – № 1. – С. 55-57.
14. Мелешко В.П. «Изучение возможных изменений климата с помощью моделей общей циркуляции атмосферы и океана» / Мелешко В.П., Катцов В.М, Спорышев П.В., Вавулин С.В., Говоркова В.А. // Изменения климата и их последствия. – Спб.: Наука, 2016. – 321 с.
15. Мелешко В.П. Потепление климата: причины и последствия// Химия и жизнь XXI век. – 2017. – № 4. – С. 7-11.
16. Пабат А.А. Глобальная экология и климат: антропогенная и космогенная концепции// Инженерная экология. – 2016. – № 5. – С. 53-61.
17. Паршев А.П. Почему Россия не Америка. – М.: ООО «ТД Алгоритм», 2016. – 473 с.
18. Сорохтин О.Г. Причины изменения глобального климата Земли// ЭКиП. – 2018. – № 4. – С. 35-38.
19. Состояние и комплексный мониторинг природной среды и климат. Пределы изменений / Отв. ред. Ю.А. Израэль. – М.: Наука, 2018. – 242 с.
20. Тимофеев H.А. Радиационные, тепло- и водобалансовые режимы океанов. Климат и изменчивость. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2018. – 256 с.
21. Тимофеев Н.А., Юровский А.В. Реконструкция атмосферных осадков на океанах на основе спутниковой информации // Исслед. Земли из космоса. – 2018. – № 3. – С.51-62.
22. Чезганова С. Г. Нелинейные процессы в атмосфере Земли: динамический хаос. Международный МФНА-АНН научный журнал «Проблемы нелинейного анализа в инженерных системах». – 2016. – №1 (35). – С. 120-126.
23. Шалмагамбетов К.М. Решение проблемы парникового эффекта // Вестник ФГОУ ВО МГАУ. – 2016. – №1 (52). – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/reshenie-problemy-parnikovogo-effekta (дата обращения: 04.05.2020).
24. Эльпинер Л.И. Водные ресурсы, климат и здоровье// Экология и жизнь. – 2019. – № 1. – С. 80-85.
25. Яншин А. «Опасен ли парниковый эффект» // Наука и жизнь. – 2018. – № 12. – С. 56-59.