Hvad er kernen i drivhuseffekten, og hvad er dens fare? Er det muligt at stoppe globale klimaændringer, og hvordan man gør det?
Af de mange problemer, der står overfor den moderne menneskehed, er klimaforandring utvivlsomt en af de mest betydningsfulde og alvorlige. Den globale opvarmning, et hurtigt fald i biodiversiteten, drivhuseffekten, smelten af gletschere, der fører til stigning i havets niveau, kan alle have katastrofale konsekvenser og gøre livet for mennesker på planeten simpelthen uudholdeligt.
Forskere advarer om, at klimaproblemet ikke længere kan sættes på bakbrænderen: i 2030 vil skaden på planetens økosystem være uoprettelig. Det vil sige, du og jeg har kun 12 år tilbage. Hvis folk i den nærmeste fremtid ikke vil finde en løsning på dette problem, vil konsekvenserne af opvarmning af atmosfæren mærkes i århundreder og endda årtusinder. Og det drejer sig ikke om økologi, men menneskehedens overlevelse. Hvorfor bliver det varmere på vores planet? Beskyl effekten af drivhuseffekten, der opstod som følge af menneskelige aktiviteter.
Nogle teori eller hvorfor planeten opvarmes?
Drivhuseffekten er opvarmning af jordens atmosfæres nedre lag, hvilket skyldes en stigning i koncentrationen af visse gasser i den. Dens essens er ret simpelt: solens stråler opvarmer overfladen af planeten, men samtidig er varmen forblevet og kan ikke vende tilbage til det ydre rum - gasser forstyrrer dette. Som et resultat af disse processer øges planetens temperatur.
En betydelig del af solstråling (op til 75%), der falder på jorden, falder på den synlige og næsten infrarøde del af spektret (400-1500 nm). Atmosfæren fanger det næsten ikke, og termisk energi når frit op på overfladen af vores planet. Jorden, opvarmning til gengæld begynder at udsende stråling med en bølgelængde på 7,8-28 mikron, som udledes i rummet, hvilket bidrager til afkøling af planeten. Hovedårsagen til drivhuseffekten er en højere atmosfærisk gennemsigtighed for lys i det optiske område end i infrarød. Faktum er, at nogle gasser indeholdt i luften absorberer eller afspejler den stråling, der kommer fra Jorden. De hedder drivhus. Jo højere deres koncentration er, jo mere solvarme forbliver i atmosfæren.
Drivhusgasser forstyrrer verdens varmebalance, som i høj grad bestemmer klimaet.
Essensen af drivhuseffekten er velkendt for sommerboere og gartnere, der har drivhuse på deres grunde. Ordningen er meget ens: solens stråler, kommer ind, opvarmer jorden, og tag og vægge tillader ikke varmen at forlade strukturen. Derfor, i en drivhus, selv uden opvarmning, er temperaturen altid højere end udenfor.
Nu taler de meget om global opvarmning og klimaændringer. Der er en fejlagtig opfattelse af, at forekomsten af drivhuseffekten er en begivenhed de seneste år eller årtier, og årsagen er udelukkende menneskelig aktivitet. Denne effekt er iboende i enhver atmosfære, og uden at livet på Jorden ville have været umuligt.
Faktisk er vores problem den hurtige stigning i drivhuseffekten, der er blevet observeret i de seneste år. Denne proces kan føre til katastrofale resultater.
Historien om undersøgelsen af dette problem
Undersøgelsen af problemet med drivhuseffekten begyndte i første halvdel af XIX århundrede. I 1827 blev Joseph Fouriers arbejde "En note om jordens og andre planets temperaturer" offentliggjort, hvor han detaljeret undersøgte mekanismerne for klimaformation samt de faktorer, der påvirker ham. Denne videnskabsmand beskrev for det første fænomenet drivhuseffekten, idet man som model brugte et glasbeholder udsat for sollys. Glas er næsten uigennemsigtigt over for infrarød stråling, så denne oplevelse viser forholdsvis præcist essensen af fænomenet. Selve konceptet drivhuseffekten kom i videnskabelig brug meget senere.
Senere blev disse undersøgelser videreført af den svenske fysiker Arrhenius. Det var han, der fremførte teorien om, at nedgangen i koncentrationen af kuldioxid i luften er en af de vigtigste årsager til istiden i planetens historie.
Den aktive undersøgelse af drivhuseffekten og virkningerne af dette fænomen begyndte dog kun i anden halvdel af forrige århundrede. Forskere har studeret forandringen i solstrålingsflux, der opstår, når mængden af drivhusgasser i luften stiger. For at simulere de processer, der forekommer i atmosfæren, er de mest moderne og avancerede computere blevet brugt. Men deres magt er ofte ikke nok, fordi planetarisk klima er et ekstremt komplekst og ikke fuldt ud studeret system.
I de seneste årtier på internationalt plan er de første seriøse skridt taget for at løse dette problem. I 1992 blev FN's rammekonvention om klimaændringer vedtaget. I 1997 blev Kyoto-protokollen og Paris-aftalen (2015) tilføjet. Om dette dokument regulerer foranstaltninger til reduktion af emissioner.
Drivhusgasser og andre årsager til opvarmning
Forskere mener, at drivhuseffekten opstår på grund af følgende gasser:
- metan;
- kuldioxid;
- vanddamp;
- ozon.
Det største bidrag til stigningen i den globale temperatur er lavet af vanddamp (fra 36 til 72%) efterfulgt af CO2 (ca. 9-26%) efterfulgt af methan (4-9%) og ozon (fra 3 til 7%). Andre gasser har ekstremt lave koncentrationer i luften, så deres indflydelse på klimaprocesserne er minimal.
Mængden af vanddamp afhænger stærkt af temperaturen af atmosfærens nedre lag. Jo lavere det er, jo lavere er fugtigheden og den svagere drivhuseffekten. I dette tilfælde bliver overskydende fugt til et sne-isdække på polens poler, hvilket øger reflektiviteten (albedo) og gør luften endnu koldere. Således er global opvarmning (eller afkøling) en selvbærende proces, som under visse forhold kan fortsætte og udvikle sig meget hurtigt. For at starte det behøver du bare en "trigger", og den menneskeskabte faktor kan godt blive dem. I dette tilfælde handler vi om et typisk eksempel på positiv feedback.
De perioder med opvarmning og afkøling, der tidligere havde fundet sted på vores planet, korrelerer perfekt med mængden af kuldioxid i atmosfæren. Dens stigning fører til øget drivhuseffekt og langvarig temperaturstigning.
Desuden påvirker sot og faste aerosolpartikler i den øvre atmosfære også Jordens varmebalance. Deres vigtigste kilder er vulkansk aktivitet og industrielle emissioner. Støv og sod interfererer med sollysets indtrængning, hvilket reducerer planetens temperatur.
Hvor kommer drivhusgasser fra?
I øjeblikket er der enighed blandt forskere om, at de nuværende klimaændringer er forbundet med en stigning i mængden af kuldioxid i atmosfæren og drivhuseffekten - en konsekvens af denne proces. Og opvarmningen har foregået i lang tid. Hovedårsagen til øget drivhuseffekt er menneskelig aktivitet, som er blevet en stærk planetfaktor. Siden begyndelsen af den industrielle revolution - det vil sige i de sidste 250-300 år - er koncentrationerne af metan og kuldioxid i atmosfæren steget med henholdsvis 149% og 31%. Her er de vigtigste kilder til drivhusgasser:
- Den hurtige vækst i industrien. Den største energikilde til vores fabrikker, fabrikker, køretøjer er fossile brændstoffer - olie, naturgas og kul. Som følge af deres anvendelse dannes kuldioxid, hvilket øger drivhuseffekten. Ca. halvdelen af de gasser, der produceres i forbindelse med menneskelig økonomisk aktivitet, forbliver i atmosfæren, resten absorberes af havet og jordbunden. Hvert år øges Jordens befolkning, og det kræver derfor flere og flere fødevarer, industrivarer, biler, hvilket fører til en endnu større udledning af kuldioxid, så fænomenet drivhuseffekten vil stige. Og hvis det i løbet af det sidste århundrede er temperaturen steget med 0,74 grader, så forudsiger forskere i fremtiden en vækst på 0,2 grader for hvert årti;
- Skovrydning og landbrugsudvikling. En anden vigtig grund til at øge koncentrationen af CO2 i atmosfæren er den massive ødelæggelse af skovene. I processen med fotosyntese absorberer træer kuldioxid og frigiver ilt, som er en naturlig regulator af drivhusgaskoncentrationer. Afskovning er først og fremmest nødvendig for at opnå nyt dyrkningsareal for at fodre den hurtigt voksende menneskelige befolkning. Landbrug øger også sit bidrag til stigningen i den globale temperatur. Husdyr er forbundet med dannelsen af en stor mængde methan, som overgår kuldioxid i dets drivhusegenskaber;
- Losseplads. Befolkningsvæksten forventes at øge affaldet. I dag er lossepladser besat af store territorier, der besætter tusindvis af hektar. Hver af dem udsender titusindvis af kubikmeter metan og kuldioxid i atmosfæren. En effektiv løsning på dette problem findes endnu ikke - det betyder, at emissionerne af "affaldsgasser" kun vil vokse.
Hvad truer drivhuseffekten?
Jordens historie har omkring 4,5 milliarder år, og hele tiden har planetens klima ændret sig konstant. I nogle epoker dækkede den frodige tropiske vegetation fra pol til pol, i andre var det en kugle dækket af et flermåler islag. Sammenlignet med sådanne katastrofer synes en temperaturstigning på en eller to grader at være en ægte bagatel: du vil tænke, vi vil også spare på opvarmning! Men ikke alt er så enkelt, konsekvenserne af klimaændringer kan vise sig at være meget mere alvorlige, her er bare nogle af dem:
- En stigning i temperaturen vil føre til smeltning af gletsjere og en stigning i niveauet af havets farvande, hvilket truer med at oversvømme store arealer. Naturligvis bliver ikke planeten til en "vandverden", men mange kystbyer og -territorer kan lide. Få mennesker ved, men siden begyndelsen af det 20. århundrede er havniveauet steget med 17 cm, og siden midten af 90'erne er denne stigningstakt steget til 3,2-3,4 mm om året. Dette problem forværres af den kendsgerning, at størstedelen af jordens befolkning lever i kystområder, og der er også en betydelig del af verdensøkonomien;
- En stigning i temperaturen vil uundgåeligt føre til ændringer i udbredelsen af nedbør, såvel som deres mængde. Og dette resultat er sandsynligvis endnu mere alvorligt end oversvømmelsen af bestemte områder. I nogle områder af kloden vil regnen blive meget sjælden, og de vil gradvist blive til ørkener, mens i andre vil beboere lide af regelmæssige orkaner, oversvømmelser, tsunamier og andre katastrofer. Ifølge forskere vil en yderligere stigning i lufttemperaturen føre til lavere udbytter af store afgrøder i de tropiske og subtropiske regioner på planeten, hvilket kan føre til sult og social omveltning;
- Højere temperaturer påvirker folks sundhed. Læger forventer en stigning i antallet af hjerte-kar-sygdomme, luftvejssygdomme og endda psykiske lidelser.
Drivhuseffekten og dens mulige konsekvenser vil alvorligt påvirke ikke kun mennesker, men også økosystemet på planeten som helhed. Klimaændringer vil fratage mange arter af deres sædvanlige rækkevidde, og det er ikke et faktum, at alle "vores mindre brødre" vil kunne tilpasse sig sådanne dramatiske ændringer. Forsvindelsen af nogle arter vil bryde de sædvanlige fødekæder, hvilket kan føre til en reel "dominoeffekt". Forøgelse af koncentrationen af kuldioxid i atmosfæren og forøgelse af temperaturen i luften fører til forsuring af havet, hvilket negativt påvirker alle, der bor i det.
Hvordan håndteres det?
Mennesket har gentagne gange oplevet klimaændringer. Desuden var de et af drivkraften i historiske fremskridt. Tørke og oversvømmelser mere end en eller to gange førte til krige og omdrejninger, massemigrationer af mennesker, tilbagegang af stater og hele civilisationer. Hvordan undgår man de katastrofale konsekvenser, der afventer os i tilfælde af alvorlige klimaændringer? Er der mulighed for at reducere den såkaldte drivhuseffekt? Hvad kan der gøres for dette?
I dag kender vi alle de faktorer, der fører til akkumulering af drivhusgasser og en stigning i lufttemperaturen. Det vil være meget svært at vende den nuværende tendens, da det vil kræve hele menneskehedens indsats og en radikal omstrukturering af verdensøkonomien. Til en begyndelse skal du bare forstå, at drivhuseffekten er et globalt problem, der truer ikke alle stater, men alle mennesker.
Eksperter mener, at følgende foranstaltninger er nødvendige for at reducere drivhusgasemissionerne i atmosfæren:
- Det er nødvendigt at fundamentalt genopbygge energisektoren og reducere mængden af industrielle emissioner. Den vigtigste kilde til CO2 i dag er brændingen af fossile brændstoffer: olie, kul og gas. For at reducere dem skal menneskeheden skifte til den såkaldte vedvarende energi: solen, vinden, vandet. I de seneste år har deres andel i den samlede balance vokset ganske hurtigt, men disse satser er helt klart ikke nok. Vi skal også opgive brugen af biler med forbrændingsmotorer og overføre til elbiler. Det er klart, at alt det ovennævnte kræver investeringer i multibillion-dollar og snesevis af års hårdt arbejde. Men du skal starte det i dag;
- Forbedring af energieffektiviteten, og det gælder industriel produktion og energiproduktion samt boliger og kommunale tjenester. Energiintensiteten af produkterne skal reduceres væsentligt. Vi har brug for ny teknologi, der ikke vil skade miljøet. Selv elementær isolering af bygningsfacader, installation af moderne vinduer og udskiftning af varmeanlæg kan have en betydelig effekt i form af energibesparelser og dermed reducere brændstofomkostninger og reducere skadelige emissioner.
- En meget effektiv måde at bekæmpe drivhuseffekten på er at reducere affaldet. En person skal lære at bruge ressourcer igen, dette vil muliggøre eliminering af lossepladser, som er en alvorlig kilde til metan, eller i det mindste reducerer deres mængde i det mindste væsentligt.
- Det er nødvendigt at stoppe rovdyrs ødelæggelse af skove og engagere sig i restaurering af grønne områder. Fældning skal ledsages af plantning af nye træer.
Bekæmpelsen af drivhuseffekten og væksten i den gennemsnitlige årstemperatur bør foregå internationalt i tæt samarbejde mellem forskellige lande. De første trin i denne retning er allerede taget, og bevægelsen skal fortsætte. Forskere foreslår at konsolidere kampen mod klimaændringer på niveauet af staters forfatninger. Ikke-statslige organisationers rolle, som konstant rejser dette emne, er også stor. Vi må klart forstå, hvor lille vores planet er, og hvor sårbar det er at mand.
