Efekti serë në atmosferën e planetit tonë shkaktohet nga fakti se rrjedha e energjisë në rrezen infra të kuqe të spektrit, që ngrihet nga sipërfaqja e Tokës, absorbohet nga molekulat e gazit atmosferik dhe rrezatohet përsëri në drejtime të ndryshme, si rezultat. , gjysma e energjisë së përthithur nga molekulat e gazit serrë kthehet përsëri në sipërfaqen e Tokës, duke shkaktuar ngrohjen e saj. Duhet theksuar se efekti serë është një fenomen natyror atmosferik (Fig. 5). Nëse nuk do të kishte fare efekt serë në Tokë, atëherë temperatura mesatare në planetin tonë do të ishte rreth -21 ° C, dhe kështu, falë gazeve serë, është + 14 ° C. Prandaj, thjesht teorikisht, aktiviteti njerëzor, i lidhur me lëshimin e gazeve serrë në atmosferën e Tokës, duhet të çojë në ngrohjen e mëtejshme të planetit. Gazet serrë kryesore, sipas ndikimit të tyre të vlerësuar në balancën termike të Tokës, janë avujt e ujit (36-70%), dioksidi i karbonit (9-26%), metani (4-9%), halokarbonet, oksidi nitrik.

Oriz.

Termocentralet me qymyr, oxhaqet e fabrikave, shkarkimet e makinave dhe burime të tjera ndotjeje të krijuara nga njeriu, së bashku lëshojnë rreth 22 miliardë tonë në atmosferë. dioksid karboni dhe gaze të tjera serrë në vit. Blegtoria, aplikimi i plehrave, djegia e qymyrit dhe burime të tjera prodhojnë rreth 250 milionë tonë metan në vit. Rreth gjysma e të gjitha gazeve serrë të emetuara nga njerëzimi mbeten në atmosferë. Rreth tre të katërtat e të gjitha emetimeve antropogjene të gazeve serrë gjatë 20 viteve të fundit janë shkaktuar nga përdorimi i naftës, gazit natyror dhe qymyrit (Figura 6). Pjesa më e madhe e pjesës tjetër është shkaktuar nga ndryshimet e peizazhit, kryesisht shpyllëzimi.

Oriz.

avujt e ujitështë gazi serrë më i rëndësishëm sot. Megjithatë, avulli i ujit është i përfshirë edhe në shumë procese të tjera, gjë që e bën rolin e tij jo të qartë në kushte të ndryshme.

Para së gjithash, gjatë avullimit nga sipërfaqja e Tokës dhe kondensimit të mëtejshëm në atmosferë, deri në 40% e të gjithë nxehtësisë që hyn në atmosferë transferohet në shtresat e poshtme të atmosferës (troposferë) për shkak të konvekcionit. Kështu, avulli i ujit gjatë avullimit ul disi temperaturën e sipërfaqes. Por nxehtësia e çliruar si rezultat i kondensimit në atmosferë përdoret për ta ngrohur atë, dhe më vonë, për të ngrohur vetë sipërfaqen e Tokës.

Por pas kondensimit të avullit të ujit, formohen pika uji ose kristale akulli, të cilat përfshihen intensivisht në proceset e shpërndarjes. rrezet e diellit, pjesë reflektuese energji diellore përsëri në hapësirë. Retë, të cilat janë vetëm grumbullime të këtyre pikave dhe kristaleve, rrisin pjesën e energjisë diellore (albedo) të reflektuar nga vetë atmosfera përsëri në hapësirë ​​(dhe reshjet e mëtejshme nga retë mund të bien në formën e borës, duke rritur albedon e sipërfaqes).

Sidoqoftë, avulli i ujit, madje i kondensuar në pika dhe kristale, ka ende breza të fuqishëm absorbues në rajonin infra të kuqe të spektrit, që do të thotë se roli i të njëjtave re nuk është aspak i paqartë. Ky dualitet vihet re veçanërisht në rastet e mëposhtme ekstreme - kur qielli mbulohet me re në mot me diell të verës, temperatura në sipërfaqe zvogëlohet dhe nëse e njëjta gjë ndodh në një natë dimri, atëherë, përkundrazi, rritet. Pozicioni i reve ndikon gjithashtu në rezultatin përfundimtar - në lartësi të ulëta, retë e fuqishme reflektojnë shumë energji diellore, dhe ekuilibri mund të jetë në favor të efektit anti-serë në këtë rast, por në lartësi të mëdha, retë e rralla cirrus lejojnë shumë energji diellore poshtë, por edhe retë e rralluara janë një pengesë pothuajse e pakapërcyeshme ndaj rrezatimit infra të kuqe dhe, dhe këtu mund të flasim për mbizotërimin e efektit serë.

Një veçori tjetër e avullit të ujit - atmosfera e lagësht kontribuon në një farë mase në lidhjen e një gazi tjetër serrë - dioksidit të karbonit, dhe transferimin e tij nga reshjet në sipërfaqen e Tokës, ku mund të përdoret në formimin e karbonateve dhe lëndëve djegëse fosile si një rezultat i proceseve të mëtejshme.

Aktiviteti njerëzor ka shumë pak ndikim të drejtpërdrejtë në përmbajtjen e avullit të ujit në atmosferë - vetëm për shkak të rritjes së sipërfaqes së tokës së ujitur, ndryshimeve në zonën e kënetave dhe punës së energjisë, e cila është e papërfillshme ndaj sfondi i avullimit nga e gjithë sipërfaqja ujore e Tokës dhe aktiviteti vullkanik. Për shkak të kësaj, mjaft shpesh i kushtohet pak vëmendje kur merret parasysh problemi i efektit serë.

Megjithatë, efekti indirekt në përmbajtjen e avullit të ujit mund të jetë shumë i madh, për shkak të reagimeve midis përmbajtjes së avullit të ujit atmosferik dhe ngrohjes së shkaktuar nga gaze të tjera serrë, të cilat do t'i shqyrtojmë tani.

Dihet se me një rritje të temperaturës, avullimi i avullit të ujit gjithashtu rritet, dhe për çdo 10 ° C, përmbajtja e mundshme e avullit të ujit në ajër pothuajse dyfishohet. Për shembull, në 0 °C, presioni i avullit të ngopur është rreth 6 mb, në +10 °C - 12 mb dhe në +20 °C - 23 mb.

Mund të shihet se përmbajtja e avullit të ujit varet shumë nga temperatura dhe kur ajo ulet për çfarëdo arsye, së pari, efekti serë i avullit të ujit në vetvete zvogëlohet (për shkak të përmbajtjes së reduktuar), dhe së dyti, ndodh kondensimi i avullit të ujit. , e cila, natyrisht, ngadalëson shumë uljen e temperaturës për shkak të lëshimit të nxehtësisë së kondensimit, por pas kondensimit, reflektimi i energjisë diellore rritet, si nga vetë atmosfera (shpërndarja në pika dhe kristale akulli) dhe sipërfaqja ( reshjet e borës), e cila ul më tej temperaturën.

Me rritjen e temperaturës, sasia e avullit të ujit në atmosferë rritet, efekti i saj serë rritet, gjë që përforcon rritjen fillestare të temperaturës. Në parim, vranësirat gjithashtu rriten (më shumë avuj uji hyn në rajone relativisht të ftohta), por është jashtëzakonisht i dobët - sipas I. Mokhov, rreth 0.4% për shkallë të ngrohjes, gjë që nuk mund të ndikojë shumë në rritjen e reflektimit të energjisë diellore.

Dioksid karboni- Kontribuesi i dytë më i madh në efektin serë sot, nuk ngrin kur temperatura bie dhe vazhdon të krijojë një efekt serë edhe në temperaturat më të ulëta të mundshme në kushte tokësore. Ndoshta për shkak të akumulimit gradual të dioksidit të karbonit në atmosferë për shkak të aktivitetit vullkanik, Toka arriti të dilte nga gjendja e akullnajave më të fuqishme (kur edhe ekuatori ishte i mbuluar me një shtresë të fuqishme akulli), e cila ai ra në fillim dhe në fund të Proterozoikut.

Dioksidi i karbonit është i përfshirë në një cikël të fuqishëm karboni në sistemin litosferë-hidrosferë-atmosferë, dhe ndryshimi i klimës së tokës shoqërohet kryesisht me një ndryshim në ekuilibrin e hyrjes së tij në atmosferë dhe largimit prej tij.

Për shkak të tretshmërisë relativisht të lartë të dioksidit të karbonit në ujë, përmbajtja e dioksidit të karbonit në hidrosferë (kryesisht oqeane) tani është 4x104 Gt (gigaton) karbon (tani e tutje jepen të dhëna për CO2 për sa i përket karbonit), duke përfshirë thellësinë shtresa (Putvinsky, 1998). Atmosfera aktualisht përmban rreth 7.5x102 Gt karbon (Alekseev et al., 1999). Përmbajtja e CO2 në atmosferë nuk ishte gjithmonë e ulët - për shembull, në Arkean (rreth 3.5 miliardë vjet më parë), atmosfera përbëhej nga pothuajse 85-90% dioksid karboni, në një presion dhe temperaturë dukshëm më të lartë (Sorokhtin, Ushakov , 1997). Sidoqoftë, rrjedha e masave të konsiderueshme të ujit në sipërfaqen e Tokës si rezultat i degazimit të pjesës së brendshme, si dhe shfaqja e jetës, siguroi lidhjen e pothuajse të gjithë atmosferës dhe një pjesë të konsiderueshme të dioksidit të karbonit të tretur në ujë në formë të karbonateve (rreth 5.5x107 Gt karbon ruhet në litosferë (raporti IPCC, 2000)). Gjithashtu, dioksidi i karbonit filloi të shndërrohej nga organizmat e gjallë në forma të ndryshme të mineraleve të djegshme. Përveç kësaj, një pjesë e dioksidit të karbonit u sekuestrua për shkak të akumulimit të biomasës, rezervat totale të karbonit në të cilat janë të krahasueshme me ato në atmosferë, dhe duke marrë parasysh dherat, ajo tejkalon disa herë.

Sidoqoftë, ne jemi të interesuar kryesisht për rrjedhat që sigurojnë hyrjen e dioksidit të karbonit në atmosferë dhe e largojnë atë prej saj. Litosfera tani siguron një rrjedhë shumë të vogël të dioksidit të karbonit që hyn në atmosferë kryesisht për shkak të aktivitetit vullkanik - rreth 0,1 Gt karbon në vit (Putvinsky, 1998). Flukse dukshëm më të mëdha vërehen në sistemet e oqeanit (së bashku me organizmat që jetojnë atje) - atmosfera, dhe biota tokësore - atmosfera. Rreth 92 Gt karbon hyn në oqean çdo vit nga atmosfera dhe 90 Gt kthehen përsëri në atmosferë (Putvinsky, 1998). Kështu, rreth 2 Gt karbon hiqen nga atmosfera nga oqeani çdo vit. Në të njëjtën kohë, rreth 100 Gt karbon në vit hyn në atmosferë në proceset e frymëmarrjes dhe dekompozimit të qenieve të gjalla të vdekura tokësore. Në proceset e fotosintezës, bimësia tokësore gjithashtu largon rreth 100 Gt karbon nga atmosfera (Putvinsky, 1998). Siç mund ta shohim, mekanizmi i hyrjes dhe daljes së karbonit nga atmosfera është mjaft i balancuar, duke siguruar flukse afërsisht të barabarta. Jeta moderne e njeriut përfshin në këtë mekanizëm një fluks shtesë të karbonit në atmosferë në rritje për shkak të djegies së lëndëve djegëse fosile (naftë, gaz, qymyr, etj.) - sipas të dhënave, për shembull, për periudhën 1989-99, një mesatare prej rreth 6.3 Gt në vit. Gjithashtu, fluksi i karbonit në atmosferë rritet për shkak të shpyllëzimit dhe djegies së pjesshme të pyjeve - deri në 1.7 Gt në vit (raporti IPCC, 2000), ndërsa rritja e biomasës që kontribuon në thithjen e CO2 është vetëm rreth 0.2 Gt në vit. në vend të pothuajse 2 Gt në vit. Edhe duke marrë parasysh mundësinë e thithjes së rreth 2 Gt karbon shtesë nga oqeani, mbetet ende një fluks shtesë mjaft domethënës (aktualisht, rreth 6 Gt në vit), i cili rrit përmbajtjen e dioksidit të karbonit në atmosferë. Për më tepër, thithja e dioksidit të karbonit nga oqeani mund të ulet në të ardhmen e afërt, madje edhe procesi i kundërt është i mundur - çlirimi i dioksidit të karbonit nga oqeanet. Kjo është për shkak të një ulje të tretshmërisë së dioksidit të karbonit me një rritje të temperaturës së ujit - për shembull, kur temperatura e ujit rritet nga vetëm 5 në 10 ° C, koeficienti i tretshmërisë së dioksidit të karbonit në të zvogëlohet nga afërsisht 1.4 në 1.2.

Pra, rrjedha e dioksidit të karbonit në atmosferë e shkaktuar nga aktiviteti ekonomik nuk është e madhe në krahasim me disa flukse natyrore, megjithatë, moskompensimi i tij çon në një akumulim gradual të CO2 në atmosferë, gjë që shkatërron ekuilibrin e hyrjes dhe daljes së CO2, gjë që ka është formuar gjatë miliarda viteve të evolucionit të Tokës dhe jetës në të.

Fakte të shumta të së kaluarës gjeologjike dhe historike dëshmojnë për marrëdhënien midis ndryshimeve klimatike dhe luhatjeve të përmbajtjes së gazeve serrë. Në periudhën nga 4 deri në 3.5 miliardë vjet më parë, shkëlqimi i Diellit ishte rreth 30% më pak se tani. Megjithatë, edhe nën rrezet e Diellit të ri, "të zbehtë", jeta u zhvillua në Tokë dhe u formuan shkëmbinj sedimentarë: të paktën në një pjesë të sipërfaqes së tokës, temperatura ishte mbi pikën e ngrirjes së ujit. Disa shkencëtarë sugjerojnë se në atë kohë atmosfera e tokës përmbante një bosht 1000 herë më të madh. dioksid karboni se sa është tani, dhe kjo kompensoi mungesën e energjisë diellore, pasi më shumë nxehtësi e rrezatuar nga Toka mbeti në atmosferë. Efekti i serrës në rritje mund të jetë vetëm një nga arsyet klima e ngrohtë më vonë - në epokën mezozoike (epoka e dinosaurëve). Sipas analizës së mbetjeve fosile në Tokë në atë kohë ishte 10-15 gradë më e ngrohtë se tani. Duhet të theksohet se atëherë, 100 milion vjet më parë dhe më herët, kontinentet zinin një pozicion të ndryshëm se në kohën tonë, dhe qarkullimi oqeanik ishte gjithashtu i ndryshëm, kështu që transferimi i nxehtësisë nga tropikët në rajonet polare mund të ishte më i madh. Megjithatë, llogaritjet nga Eric J. Barron, tani në Universitetin e Pensilvanisë, dhe të tjerë tregojnë se jo më shumë se gjysma e ngrohjes mezozoike mund të lidhet me gjeografinë paleokontinentale. Pjesa e mbetur e ngrohjes shpjegohet lehtësisht nga një rritje e dioksidit të karbonit. Ky supozim u parashtrua për herë të parë nga shkencëtarët sovjetikë A. B. Ronov nga Instituti Shtetëror Hidrologjik dhe M. I. Budyko nga Observatori Kryesor Gjeofizik. Llogaritjet që mbështesin këtë sugjerim janë bërë nga Eric Barron, Starley L. Thompson i Qendrës Kombëtare për Kërkime Atmosferike (NCAR). Nga një model gjeokimik i zhvilluar nga Robert A. Berner dhe Antonio C. Lazaga nga Universiteti Yale dhe i ndjeri Robert. Fushat në Teksas u kthyen në shkretëtirë pas një thatësire që zgjati për ca kohë në vitin 1983. Një pamje e tillë, sipas llogaritjeve të modelit kompjuterik, mund të vërehet në shumë vende nëse, si rezultat i ngrohjes globale, lagështia e tokës zvogëlohet në rajonet qendrore të kontinentet, ku është përqendruar prodhimi i drithit.

M. Garrels i Universitetit të Floridës Jugore, rrjedh se dioksidi i karbonit mund të lirohet gjatë aktivitetit jashtëzakonisht të fortë vullkanik në kreshtat e mesit të oqeanit, ku magma në rritje formon një dysheme të re oqeanike. Dëshmitë e drejtpërdrejta të një lidhjeje midis gazeve atmosferike serrë dhe klimës gjatë akullnajave mund të "nxjerren" nga flluskat e ajrit të ngulitura në akullin e Antarktidës, i cili u formua në kohët e lashta nga ngjeshja e borës që binte. Një ekip studiuesish të udhëhequr nga Claude Lauriu nga Laboratori i Glaciologjisë dhe Gjeofizikës në Grenoble studiuan një kolonë akulli 2000 m të gjatë (që korrespondon me një periudhë prej 160 mijë vjetësh) të marrë nga studiuesit sovjetikë në stacionin Vostok në Antarktidë. Analiza laboratorike e gazeve të përfshira në këtë kolonë akulli tregoi se në atmosferën e lashtë përqendrimet e dioksidit të karbonit dhe metanit ndryshuan në harmoni dhe, më e rëndësishmja, "me kohë" me ndryshimet në temperaturën mesatare lokale (u përcaktua nga raporti i përqendrimet e izotopeve të hidrogjenit në molekulat e ujit). Gjatë periudhës së fundit ndërglaciale, e cila ka zgjatur tashmë 10 mijë vjet, dhe në periudhën ndërglaciale që i parapriu (130 mijë vjet më parë) gjithashtu që zgjati 10 mijë vjet, temperatura mesatare në këtë rajon ishte 10 °C më e lartë se gjatë akullnajave. (Në përgjithësi, toka ishte 5°C më e ngrohtë gjatë periudhave të treguara.) Në të njëjtat periudha, atmosfera përmbante 25% më shumë dioksid karboni dhe 100,070 më shumë metan sesa gjatë akullnajave. Është e paqartë nëse ndryshimi i gazeve serrë ishte shkaku dhe efekti ishte ndryshimi i klimës, apo anasjelltas. Me shumë mundësi, shkaku i akullnajave ishin ndryshimet në orbitën e Tokës dhe dinamika e veçantë e avancimit dhe tërheqjes së akullnajave; megjithatë, këto luhatje klimatike mund të jenë përkeqësuar nga ndryshimet në biotën dhe luhatjet në qarkullimin e oqeanit, të cilat ndikojnë në përmbajtjen e gazeve serrë në atmosferë. Të dhëna edhe më të detajuara mbi luhatjet e gazit serrë dhe ndryshimet klimatike janë të disponueshme për 100 vitet e fundit, gjatë të cilave ka pasur një rritje të mëtejshme prej 25% të dioksidit të karbonit dhe 100% të metanit. "Rekorde" temperature mesatare në rruzullin tokësor për 100 vitet e fundit janë studiuar nga dy ekipe kërkimore të udhëhequra nga James E. Hansen i Institutit Goddard për Kërkimet Hapësinore të Administratës Kombëtare të Aeronautikës dhe Hapësirës dhe T. M. L. Wigley i Divizionit Klimatik të Universitetit të Anglisë Lindore.

Mbajtja e nxehtësisë nga atmosfera është komponenti kryesor i bilancit të energjisë së Tokës (Fig. 8). Përafërsisht 30% e energjisë që vjen nga Dielli reflektohet (majtas) ose nga retë, ose nga grimcat, ose nga sipërfaqja e Tokës; 70% e mbetur absorbohet. Energjia e absorbuar riemetohet në rrezen infra të kuqe nga sipërfaqja e planetit.

Oriz.

Këta shkencëtarë përdorën matje nga stacionet e motit të shpërndara nëpër të gjitha kontinentet (ekipi i Divizionit të Klimës përfshiu gjithashtu matjet në det në analizë). Në të njëjtën kohë, metoda të ndryshme të analizimit të vëzhgimeve dhe marrjes parasysh të "shtrembërimeve" u miratuan në të dy grupet, të lidhura, për shembull, me faktin se disa stacione meteorologjike "u zhvendosën" në një vend tjetër për njëqind vjet, dhe disa të vendosura në qytete dhanë të dhëna “të kontaminuara” » ndikimi i nxehtësisë që gjenerohet nga ndërmarrjet industriale ose akumulohet gjatë ditës nga ndërtesat dhe trotuaret. Efekti i fundit, që çon në shfaqjen e "ishujve të nxehtësisë", është shumë i dukshëm në vendet e zhvilluara, si Shtetet e Bashkuara. Megjithatë, edhe nëse korrigjimi i llogaritur për Shtetet e Bashkuara (është marrë nga Thomas R. Karl nga Qendra Kombëtare e të Dhënave Klimatike në Asheville, Karolina e Veriut dhe P. D. Jones nga Universiteti i Anglisë Lindore) shtrihet në të gjitha të dhënat në Globi, në të dy rekordet do të mbetet "<реальное» потепление величиной 0,5 О С, относящееся к последним 100 годам. В согласии с общей тенденцией 1980-е годы остаются самым теплым десятилетием, а 1988, 1987 и 1981 гг. - наиболее теплыми годами (в порядке перечисления). Можно ли считать это «сигналом» парникового потепления? Казалось бы, можно, однако в действительности факты не столь однозначны. Возьмем для примера такое обстоятельство: вместо неуклонного потепления, какое можно ожидать от парникового эффекта, быстрое повышение температуры, происходившее до конца второй мировой войны, сменилось небольшим похолоданием, продлившимся до середины 1970-х годов, за которым последовал второй период быстрого потепления, продолжающийся по сей день. Какой характер примет изменение температуры в ближайшее время? Чтобы дать такой прогноз, необходимо ответить на три вопроса. Какое количество диоксида углерода и других парниковых газов будет выброшено в атмосферу? Насколько при этом возрастет концентрация этих газов в атмосфере? Какой климатический эффект вызовет это повышение концентрации, если будут действовать естественные и антропогенные факторы, которые могут ослаблять или усиливать климатические изменения? Прогноз выбросов - нелегкая задача для исследователей, занимающихся анализом человеческой деятельности. Какое количество диоксида углерода попадет в атмосферу, зависит главным образом от того, сколько ископаемого топлива будет сожжено и сколько лесов вырублено (последний фактор ответствен за половину прироста парниковых газов с 1800 г. и за 20070прироста в наше время). И тот и другой фактор зависят в свою очередь от множества причин. Так, на потреблении ископаемого топлива сказываются рост населения, переход к альтернативным источникам энергии и меры по экономии энергии, а также состояние мировой экономики. Прогнозы в основном сводятся к тому, что потребление ископаемого топлива на земном шаре в целом будет увеличиваться примерно с той же скоростью, что и сегодня намного медленнее, чем до энергетического кризиса 1970-х годов. В результате эмиссия (поступление в атмосферу) диоксида углерода в ближайшие несколько десятилетий, будет увеличиваться на 0,5-2070 в год. Другие парниковые газы, такие как ХФУ, оксиды азота и тропосферный озон, могут вносить в потепление климата почти столь же большой вклад, что и диоксид углерода, хотя в атмосферу их попадает значительно меньше: объясняется это тем, что они более эффективно поглощают солнечную радиацию. Предсказать, какова будет эмиссия этих газов - задача еще более трудная. Так, например, не вполне ясно происхождение некоторых газов, в частности метана; величина выбросов других газов, таких как ХФУ или озон, будет зависеть от того, какие изменения в технологии и политике произойдут в ближайшем будущем.

Shkëmbimi i karbonit midis atmosferës dhe "rezervuarëve" të ndryshëm në Tokë (Fig. 9). Çdo numër tregon, në miliarda tonë, karbon (në formë dioksidi) në vit, ose të ruajtur në një rezervuar. Në këto cikle natyrore, njëri prej të cilëve "mbyllet" me tokën dhe tjetri me oqeanin, nga atmosfera largohet vetëm aq shumë dioksid karboni sa hyn në të, por aktiviteti njerëzor - shpyllëzimi dhe djegia e lëndëve djegëse fosile - çon në faktin se. përmbajtja e karbonit në atmosferë rritet çdo vit me 3 miliardë tonë. Të dhënat janë marrë nga Bert Bolin në Universitetin e Stokholmit

Fig.9

Supozoni se kemi një parashikim të arsyeshëm se si do të ndryshojnë emetimet e dioksidit të karbonit. Çfarë ndryshimesh do të ndodhin në këtë rast me përqendrimin e këtij gazi në atmosferë? Dioksidi i karbonit atmosferik "konsumohet" nga bimët, si dhe nga oqeani, ku përdoret për procese kimike dhe biologjike. Me ndryshimin e përqendrimit të dioksidit të karbonit në atmosferë, me siguri do të ndryshojë edhe shkalla e "konsumit" të këtij gazi. Me fjalë të tjera, proceset që shkaktojnë ndryshime në përmbajtjen e dioksidit të karbonit atmosferik duhet të përfshijnë reagime. Dioksidi i karbonit është "lëndja e parë" për fotosintezën në bimë, kështu që konsumi i tij nga bimët ka të ngjarë të rritet me akumulimin e tij në atmosferë, gjë që do të ngadalësojë këtë akumulim. Në mënyrë të ngjashme, meqenëse përmbajtja e dioksidit të karbonit në ujërat sipërfaqësore të oqeanit është në ekuilibër të përafërt me përmbajtjen e tij në atmosferë, një rritje në thithjen e dioksidit të karbonit nga uji i oqeanit do të ngadalësojë akumulimin e tij në atmosferë. Megjithatë, mund të ndodhë që akumulimi i dioksidit të karbonit dhe gazeve të tjera serrë në atmosferë të vërë në lëvizje mekanizmat e reagimit pozitiv që do të përforcojnë efektin klimatik. Për shembull, ndryshimi i shpejtë i klimës mund të çojë në zhdukjen e pjesëve të pyjeve dhe ekosistemeve të tjera, gjë që do të dobësonte aftësinë e biosferës për të absorbuar dioksidin e karbonit. Për më tepër, ngrohja mund të çojë në një çlirim të shpejtë të karbonit që përmbahet në tokë në përbërjen e lëndës organike të vdekur. Ky karbon, i cili është dy herë më i lartë se në atmosferë, po shndërrohet vazhdimisht në dioksid karboni dhe metan nga bakteret e tokës. Moti më i ngrohtë mund të përshpejtojë "punën" e tyre, gjë që do të përshpejtojë çlirimin e dioksidit të karbonit (nga tokat e thata) dhe metanit (nga zonat e zëna nga fushat e orizit, nga deponitë dhe ligatinat). Shumë metan ruhet gjithashtu në sedimente në shelfin kontinental dhe nën shtresën e përhershme të ngricës në Arktik në formën e clathrates - rrjeta molekulare të përbëra nga metani dhe molekulat e ujit. Ngrohja e ujërave të rafteve dhe shkrirja e permafrostit mund të çojë në çlirimin Përkundër këtyre pasigurive, shumë studiues besojnë se thithja e dioksidit të karbonit nga bimët dhe oqeani do të ngadalësojë akumulimin e këtij gazi në atmosferë - të paktën në 50 deri në 100 vitet e ardhshme në atmosferë, rreth gjysma do të mbetet atje. Nga kjo rrjedh se një dyfishim i përqendrimit të dioksidit të karbonit në krahasim me vitin 1900 (në një nivel prej 600 ppm) do të ndodhë midis viteve 2030 dhe 2080. Megjithatë, gazrat e tjerë serë ka të ngjarë të grumbullohen më shpejt në atmosferë.

Përbërja e tokës. Ajri

Ajri është një përzierje mekanike e gazrave të ndryshëm që përbëjnë atmosferën e Tokës. Ajri është thelbësor për frymëmarrjen e organizmave të gjallë dhe përdoret gjerësisht në industri.

Fakti që ajri është një përzierje, dhe jo një substancë homogjene, u vërtetua gjatë eksperimenteve të shkencëtarit skocez Joseph Black. Gjatë njërës prej tyre, shkencëtari zbuloi se kur nxehet magnezia e bardhë (karbonati i magnezit), lirohet "ajri i lidhur", pra dioksidi i karbonit dhe formohet magnezia e djegur (oksidi i magnezit). Në të kundërt, kur guri gëlqeror shkarkohet, "ajri i lidhur" hiqet. Bazuar në këto eksperimente, shkencëtari arriti në përfundimin se ndryshimi midis alkaleve karbonike dhe kaustike është se i pari përfshin dioksid karboni, i cili është një nga përbërësit e ajrit. Sot e dimë se përveç dioksidit të karbonit, përbërja e ajrit të tokës përfshin:

Raporti i gazeve në atmosferën e tokës i treguar në tabelë është tipik për shtresat e poshtme të saj, deri në një lartësi prej 120 km. Në këto zona shtrihet një rajon homogjen i përzier mirë, i quajtur homosferë. Mbi homosferën shtrihet heterosfera, e cila karakterizohet nga zbërthimi i molekulave të gazit në atome dhe jone. Rajonet janë të ndara nga njëra-tjetra nga një turbopauzë.

Reaksioni kimik në të cilin, nën ndikimin e rrezatimit diellor dhe kozmik, molekulat zbërthehen në atome, quhet fotodissociim. Gjatë zbërthimit të oksigjenit molekular, formohet oksigjeni atomik, i cili është gazi kryesor i atmosferës në lartësi mbi 200 km. Në lartësitë mbi 1200 km, hidrogjeni dhe heliumi, të cilët janë gazrat më të lehtë, fillojnë të mbizotërojnë.

Meqenëse pjesa më e madhe e ajrit është e përqendruar në 3 shtresat më të ulëta atmosferike, ndryshimet në përbërjen e ajrit në lartësitë mbi 100 km nuk kanë një efekt të dukshëm në përbërjen e përgjithshme të atmosferës.

Azoti është gazi më i zakonshëm, që përbën më shumë se tre të katërtat e vëllimit të ajrit të tokës. Azoti modern u formua nga oksidimi i atmosferës së hershme amoniak-hidrogjen me oksigjen molekular, i cili formohet gjatë fotosintezës. Aktualisht, një sasi e vogël azoti hyn në atmosferë si rezultat i denitrifikimit - procesi i reduktimit të nitrateve në nitrite, i ndjekur nga formimi i oksideve të gaztë dhe azotit molekular, i cili prodhohet nga prokariotët anaerobe. Një pjesë e azotit hyn në atmosferë gjatë shpërthimeve vullkanike.

Në atmosferën e sipërme, kur ekspozohet ndaj shkarkimeve elektrike me pjesëmarrjen e ozonit, azoti molekular oksidohet në monoksid azoti:

N 2 + O 2 → 2JO

Në kushte normale, monoksidi reagon menjëherë me oksigjenin për të formuar oksid azoti:

2NO + O 2 → 2N 2 O

Azoti është elementi kimik më i rëndësishëm në atmosferën e tokës. Azoti është pjesë e proteinave, siguron ushqim mineral për bimët. Përcakton shpejtësinë e reaksioneve biokimike, luan rolin e një holluesi të oksigjenit.

Oksigjeni është gazi i dytë më i bollshëm në atmosferën e Tokës. Formimi i këtij gazi shoqërohet me aktivitetin fotosintetik të bimëve dhe baktereve. Dhe sa më të larmishëm dhe të shumtë bëheshin organizmat fotosintetikë, aq më domethënës bëhej procesi i përmbajtjes së oksigjenit në atmosferë. Një sasi e vogël e oksigjenit të rëndë lëshohet gjatë degazimit të mantelit.

Në shtresat e sipërme të troposferës dhe stratosferës, nën ndikimin e rrezatimit diellor ultravjollcë (e shënojmë si hν), formohet ozoni:

O 2 + hν → 2O

Si rezultat i veprimit të të njëjtit rrezatim ultravjollcë, ozoni prishet:

O 3 + hν → O 2 + O

O 3 + O → 2O 2

Si rezultat i reagimit të parë, formohet oksigjeni atomik, si rezultat i oksigjenit të dytë - molekular. Të 4 reagimet quhen mekanizmi Chapman, sipas shkencëtarit britanik Sidney Chapman i cili i zbuloi ato në vitin 1930.

Oksigjeni përdoret për frymëmarrjen e organizmave të gjallë. Me ndihmën e tij ndodhin proceset e oksidimit dhe djegies.

Ozoni shërben për të mbrojtur organizmat e gjallë nga rrezatimi ultravjollcë, i cili shkakton mutacione të pakthyeshme. Përqendrimi më i lartë i ozonit vërehet në stratosferën e poshtme brenda të ashtuquajturës. shtresa e ozonit ose ekrani i ozonit i shtrirë në lartësitë 22-25 km. Përmbajtja e ozonit është e vogël: në presion normal, i gjithë ozoni i atmosferës së tokës do të zinte një shtresë vetëm 2,91 mm të trashë.

Formimi i gazit të tretë më të zakonshëm në atmosferë, argoni, si dhe neoni, heliumi, kriptoni dhe ksenoni, shoqërohet me shpërthime vullkanike dhe prishje të elementeve radioaktive.

Në veçanti, heliumi është produkt i zbërthimit radioaktiv të uraniumit, toriumit dhe radiumit: 238 U → 234 Th + α, 230 Th → 226 Ra + 4 He, 226 Ra → 222 Rn + α (në këto reaksione, α- grimca është një bërthamë helium, e cila në procesin e humbjes së energjisë kap elektronet dhe bëhet 4 He).

Argoni formohet gjatë zbërthimit të izotopit radioaktiv të kaliumit: 40 K → 40 Ar + γ.

Neoni shpëton nga shkëmbinjtë magmatikë.

Kriptoni formohet si produkti përfundimtar i kalbjes së uraniumit (235 U dhe 238 U) dhe toriumit Th.

Pjesa më e madhe e kriptonit atmosferik u formua në fazat e hershme të evolucionit të Tokës si rezultat i kalbjes së elementeve transuranium me një gjysmë jetëgjatësi fenomenale të shkurtër ose erdhi nga hapësira, përmbajtja e kriptonit në të cilin është dhjetë milionë herë më e lartë se në Tokë. .

Ksenoni është rezultat i ndarjes së uraniumit, por pjesa më e madhe e këtij gazi ka mbetur që në fazat e hershme të formimit të Tokës, nga atmosfera primare.

Dioksidi i karbonit hyn në atmosferë si rezultat i shpërthimeve vullkanike dhe në procesin e dekompozimit të lëndës organike. Përmbajtja e tij në atmosferën e gjerësive gjeografike të mesme të Tokës ndryshon shumë në varësi të stinëve të vitit: në dimër, sasia e CO 2 rritet, dhe në verë zvogëlohet. Ky luhatje lidhet me aktivitetin e bimëve që përdorin dioksid karboni në procesin e fotosintezës.

Hidrogjeni formohet si rezultat i dekompozimit të ujit nga rrezatimi diellor. Por, duke qenë gazi më i lehtë që përbëjnë atmosferën, ai vazhdimisht arratiset në hapësirën e jashtme, dhe për këtë arsye përmbajtja e tij në atmosferë është shumë e vogël.

Avulli i ujit është rezultat i avullimit të ujit nga sipërfaqja e liqeneve, lumenjve, deteve dhe tokës.

Përqendrimi i gazeve kryesore në shtresat e poshtme të atmosferës, me përjashtim të avullit të ujit dhe dioksidit të karbonit, është konstant. Në sasi të vogla, atmosfera përmban oksid squfuri SO 2, amoniak NH 3, monoksid karboni CO, ozon O 3, klorur hidrogjeni HCl, fluorid hidrogjeni HF, monoksid azoti NO, hidrokarbure, avujt e merkurit Hg, jod I 2 dhe shumë të tjerë. Në shtresën e poshtme atmosferike të troposferës, ka vazhdimisht një sasi të madhe të grimcave të ngurta dhe të lëngshme të pezulluara.

Burimet e grimcave në atmosferën e Tokës janë shpërthimet vullkanike, poleni i bimëve, mikroorganizmat dhe, së fundmi, aktivitetet njerëzore si djegia e lëndëve djegëse fosile në proceset e prodhimit. Grimcat më të vogla të pluhurit, të cilat janë bërthamat e kondensimit, janë shkaktarët e formimit të mjegullave dhe reve. Pa grimcat e ngurta të pranishme vazhdimisht në atmosferë, reshjet nuk do të bien në Tokë.

Dërgoni punën tuaj të mirë në bazën e njohurive është e thjeshtë. Përdorni formularin e mëposhtëm

Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do t'ju jenë shumë mirënjohës.

Priti në http://www.allbest.ru/

MENAXHIMI

Çdo vit gjithnjë e më shumë vëmendje i kushtohet problemit të ngrohjes globale. Ekspertët thonë se emetimet e gazeve serrë, kryesisht dioksidi i karbonit, metani dhe hidrokarburet e tjera, çojnë në një ngrohje graduale të klimës së planetit, e cila nga ana tjetër do të çojë në shkrirjen e akullit polar dhe përmbytjen e pashmangshme të një pjese të tokës. Megjithatë, në media, krahas skenarit "klasik" të ndryshimeve klimatike në planetin tonë, gjithnjë e më shumë dëgjohen zërat e shkencëtarëve që kanë pikëpamjet e tyre për këtë problem. Nuk ka dyshim se klima po ndryshon.

Klimatologët nga Zyra Meteorologjike Britanike dhe Universiteti i Oksfordit, duke përdorur modele kompjuterike, zbuluan se tre të katërtat e rrezikut të valëve të të nxehtit është për shkak të aktiviteteve njerëzore. Besohet se aktivitetet njerëzore përkeqësojnë ngrohjen globale, në veçanti, ne po flasim për gazrat serë, siç është dioksidi i karbonit - një produkt i djegies së lëndëve djegëse fosile. Duke përdorur të dhëna nga vëzhgimet meteorologjike që mbahen rregullisht që nga viti 1851, shkencëtarët përpiluan dy modele kompjuterike, njëra prej të cilave tregoi ndryshimin natyror të klimës, dhe e dyta - këtë proces, duke marrë parasysh faktorin njerëzor. Ishte e mundur të zbulohej se rritja e temperaturës në planet nën ndikimin e emetimeve të gazeve serrë filloi të ndodhte në 50 vitet e fundit. klima e ngrohjes së serrës

Sipas një studimi të botuar në revistën Nature, më shumë se gjysma e motit të verës do të jetë më i nxehtë se viti i kaluar deri në vitin 2040, dhe vera e vitit 2003 do të konsiderohet anormalisht e ftohtë. Ndërkohë, dihet se vera e vitit 2003, me shumë mundësi, ka qenë më e nxehta në 500 vitet e fundit. Vetëm në Portugali dëmet nga zjarret në pyje i kaluan një miliardë e gjysmë euro. Përveç kësaj, më shumë se 27,000 njerëz vdiqën në Evropë nga mbinxehja dhe pasojat e saj. Dhe deri në vitin 2080, dimrat e ftohtë dhe me borë në Evropë, sipas Agjencisë Evropiane të Mjedisit, do të harrohen. Ekspertët e Agjencisë janë të bindur se evropianët duhet të presin rritjen e nivelit të detit, zhdukjen e akullnajave alpine dhe vendosjen e periudhave të gjata të nxehtësisë me pasoja vdekjeprurëse.

Por jo të gjithë janë dakord me mendimin e tyre. Pra, në fund të vitit 2004, u publikua një opinion se për shkak të "efektit serë" në Evropë, nuk do të ndodhë ngrohja, por ftohja. Dhe diçka e ngjashme ka ndodhur tashmë në planet 14 milionë vjet më parë. Në atë kohë, Antarktida nuk ishte ende e mbuluar me shumë kilometra akull. Ka shumë teori për të shpjeguar akullnajat e papritura të një kontinenti të tërë, dhe së fundmi atyre u është shtuar një e re - një ndryshim në rrymat e oqeanit që shkëputin Antarktidën nga nxehtësia tropikale. Uji u fto shpejt dhe Antarktida u bë ajo që jemi mësuar të shohim sot.

Por shqetësimi më i madh i shkencëtarëve ishte fakti se ndryshimit të rrymave i parapriu një rritje e përqendrimit të dioksidit të karbonit në atmosferë. Prandaj, shkencëtarët janë të shqetësuar se një rritje në përqendrimin e dioksidit të karbonit mund të shkaktojë edhe një herë shqetësime në funksionimin e rrymave oqeanike, në veçanti, rrjedha e ngrohtë e Gjirit që lante Evropën. Dhe në këtë rast, Evropa mund të presë fatin e Antarktidës. Revista Science ka publikuar informacione se si rezultat i ndryshimeve klimatike, zona e fushave të akullit në Oqeanin Arktik vazhdon të tkurret. Një analizë e të dhënave të monitorimit satelitor nga Universiteti i Kolorados në Boulder tregoi se në vitin 2004 mbulesa e akullit ishte pothuajse 14% nën mesataren. Dhe nëse ekstrapolojmë një prirje të tillë, atëherë deri në vitin 2070 akulli polar do të zhduket plotësisht gjatë verës.

Studimi i fotografive të Tokës të marra nga hapësira nga satelitët shkencorë të NASA-s dhe përdorimi i modelimit kompjuterik i lejoi shkencëtarët amerikanë të nxjerrin një përfundim në lidhje me kërcënimin e tërmeteve të fortë të shkaktuar nga shkrirja e akullnajave në jug të Alaskës. Sipas gjeofizikanit të Qendrës së Fluturimeve Hapësinore Goddard, Gene Sauber dhe studiuesit të USGS, Bruce Lightning, akullnajat e Alaskës janë zvogëluar me të paktën 10% gjatë njëqind viteve të fundit. Kjo lehtësoi presionin mbi pllakat tektonike dhe i lejoi ato të lëviznin më lirshëm në drejtime të ndryshme, gjë që çon në lëkundjen e sipërfaqes së tokës. Dhe tërmetet nënujore në rajonin e Alaskës, siç e dini, mund të shkaktojnë një cunami që mund të arrijë në Ishujt Havai. Nëse ndjekim përfundimet për rreziqet e gazeve serrë dhe ndikimin e tyre në ndryshimet klimatike në planet, do të ishte plotësisht logjike të kufizoheshin këto emetime. Kjo përdor një sërë metodash: nga inkurajimi i futjes së teknologjive të reja me emetim më të ulët të serave deri te ndalimi drastik i përdorimit të teknologjive të vjetruara.

Një grup studiuesish të udhëhequr nga Wilfrid Post nga Laboratori Kombëtar Amerikan Oak Ridge publikoi një raport në të cilin ai propozoi një metodë tjetër për të zvogëluar përqendrimin e gazeve serrë në atmosferë - bujqësore. Sekuestrimi i dioksidit të karbonit nga bimët mund të jetë po aq fitimprurës dhe efektiv sa një mënyrë për të luftuar ngrohjen globale sesa reduktimi i emetimeve dhe ruajtja e dioksidit të karbonit në zbrazëtirat nëntokësore, thonë studiuesit. Wilfrid Post dhe kolegët kanë shqyrtuar praktika të ndryshme bujqësore që rrisin marrjen e dioksidit të karbonit nga toka duke e kthyer atë në komponime organike. Dhe ata arritën në një përfundim krejtësisht logjik se tokat e reja të punueshme dhe plantacionet pyjore mund të jenë një shtesë e rëndësishme për masat e tjera të marra nga njerëzimi për të reduktuar barrën teknologjike mbi natyrën.

Dhe nëse ndotja atmosferike nuk e përkeqëson situatën me klimën, por zbut pasojat e saj? Kjo është pyetja e bërë nga Prof. Andrea Meinrath nga Instituti Max Planck në Maine. Dhe ai arriti në përfundimin se nëse përpjekjet e komunitetit botëror për të ulur ndotjen japin fryte, atëherë Toka mund të ngrohet edhe më shpejt. Sipas profesorit, aerosolet (grimca të vogla, zakonisht squfur ose karboni që gjenden në ajër) ndihmojnë planetin të ftohet. Këto aerosole vijnë si nga burime natyrore (vullkane) ashtu edhe nga ato artificiale. Duke thithur ose shpërndarë rrezatimin, ata mund të ngrohin ose ftohin troposferën. Përveç kësaj, ata janë në gjendje të ndryshojnë retë dhe të ndikojnë në nivelin e reshjeve. Profesor Andrea argumenton se efekti ftohës "e tejkalon" ngrohjen e krijuar nga gazrat serrë.

Një teori edhe më e guximshme u parashtrua nga një grup shkencëtarësh britanikë dhe amerikanë, të cilët hodhën poshtë teorinë moderne të klimës. Një grup ekspertësh nga Instituti George Marshall thonë se ndikimi i aktiviteteve njerëzore në përmbajtjen e dioksidit të karbonit në atmosferë nuk mund të përcaktohet me siguri dhe proceset natyrore janë me shumë gjasa shkaku i ngrohjes. Për sa i përket konceptit të ngrohjes globale, ai quhet një trillim i politikanëve që kanë bërë deklarata për ndikimin e dëmshëm të njeriut në klimë për përfitimin e tyre. Dhe shkencëtarët zviceranë dhe gjermanë nga Instituti Max Planck për Studimin e Sistemit Diellor në Göttingen fajësuan jo vetëm njerëzimin, por edhe Diellin për ngrohjen. Sipas mendimit të tyre, Toka po ngrohet për faktin se Dielli shkëlqen më shumë se në çdo kohë në 1000 vitet e fundit. Dhe, së fundi, një grup tjetër shkencëtarësh siguron se nëse njerëzit nuk ndërhyjnë, klima e tokës nuk do të ndryshojë ndjeshëm për 15 mijë vitet e ardhshme. Përfundime të tilla u bënë pas studimeve të mostrës më të vjetër të akullit. Ky kampion i akullit të Antarktidës i përket periudhës së fundit ndërglaciale dhe është shumë i ngjashëm në karakteristika me akullin modern. Shkencëtarët bien dakord për një gjë - nëse sot nuk kujdesemi për shtëpinë tonë të përbashkët, atëherë do të jetë gjithnjë e më e vështirë të jetojmë në të çdo vit (www.kommentator.ru).

Kështu, qëllimi i punës është të studiojë problemet e akumulimit të gazeve serrë në atmosferë.

KAPITULLI 1.EFEKTI SERE

Ideja e mekanizmit të efektit serë u shpreh për herë të parë në 1827 nga Joseph Fourier në artikullin "Shënim mbi temperaturat e globit dhe planetët e tjerë", në të cilin ai shqyrtoi mekanizma të ndryshëm për formimin e klimës së Tokës, ndërsa ai konsideroi si faktorë që ndikojnë në bilancin e përgjithshëm të nxehtësisë së Tokës (ngrohja nga rrezatimi diellor, ftohja për shkak të rrezatimit, nxehtësia e brendshme e Tokës), si dhe faktorët që ndikojnë në transferimin e nxehtësisë dhe temperaturat e zonave klimatike (përçueshmëria termike, qarkullimi atmosferik dhe oqeanik. ).

Kur shqyrtoi ndikimin e atmosferës në ekuilibrin e rrezatimit, Fourier analizoi eksperimentin e M. de Saussure me një enë të nxirë nga brenda, të mbuluar me xham. De Saussure mati ndryshimin e temperaturës midis pjesës së brendshme dhe të jashtme të një ene të tillë të ekspozuar ndaj rrezet e diellit direkte. Fourier shpjegoi rritjen e temperaturës brenda një "mini-serë" të tillë në krahasim me temperaturën e jashtme me veprimin e dy faktorëve: bllokimi i transferimit konvektiv të nxehtësisë (qelqi parandalon daljen e ajrit të nxehtë nga brenda dhe hyrjen e ajrit të ftohtë nga jashtë ) dhe transparencën e ndryshme të xhamit në intervalin e dukshëm dhe infra të kuq.

Është faktori i fundit që mori emrin e efektit serë në literaturën e mëvonshme - duke thithur dritën e dukshme, sipërfaqja nxehet dhe lëshon rreze termike (infra të kuqe); Meqenëse qelqi është transparent ndaj dritës së dukshme dhe pothuajse i errët ndaj rrezatimit termik, akumulimi i nxehtësisë çon në një rritje të tillë të temperaturës në të cilën numri i rrezeve termike që kalojnë nëpër xhami është i mjaftueshëm për të vendosur ekuilibrin termik.

Fourier supozoi se vetitë optike të atmosferës së Tokës janë të ngjashme me vetitë optike të qelqit, domethënë, transparenca e tij në rrezen infra të kuqe është më e ulët se transparenca në diapazonin optik.

Thelbi i efektit serrë është si vijon: Toka merr energji nga Dielli, kryesisht në pjesën e dukshme të spektrit, dhe vetë lëshon rrezet kryesisht infra të kuqe në hapësirën e jashtme.

Megjithatë, shumë gazra që gjenden në atmosferën e tij - avujt e ujit, CO 2, metani, oksidi i azotit, etj. - janë transparentë ndaj rrezeve të dukshme, por thithin në mënyrë aktive infra të kuqe, duke mbajtur kështu një pjesë të nxehtësisë në atmosferë.

Në dekadat e fundit, përmbajtja e gazeve serrë në atmosferë është rritur në mënyrë dramatike. U shfaqën gjithashtu substanca të reja, joekzistente më parë me një spektër absorbues "serrë", kryesisht fluorokarbone (Luknin, 2001).

Gazrat që shkaktojnë efektin serrë nuk janë vetëm dioksidi i karbonit (CO 2 ). Ato përfshijnë gjithashtu metanin (CH 4), oksidin e azotit (N 2 O), hidrofluorokarbonet (HFCs), perfluorokarbonet (PFCs), heksafluoridin e squfurit (SF 6). Megjithatë, është djegia e lëndëve djegëse hidrokarbure, e shoqëruar me çlirimin e CO 2, që konsiderohet shkaku kryesor i ndotjes (Karnaukhov, 2002).

Arsyeja e rritjes së shpejtë të gazeve serrë është e qartë - njerëzimi tani po djeg po aq lëndë djegëse fosile në një ditë sa u formua gjatë mijëra viteve gjatë formimit të fushave të naftës, qymyrit dhe gazit. Nga kjo “shtytje” sistemi klimatik doli jashtë “ekuilibrit” dhe shohim një numër më të madh të dukurive negative dytësore: sidomos ditët e nxehta, thatësirat, përmbytjet, ndryshimet e papritura të motit dhe kjo është ajo që shkakton dëmet më të mëdha.

Studiuesit parashikojnë se nëse nuk bëhet asgjë, emetimet globale të CO 2 do të katërfishohen gjatë 125 viteve të ardhshme. Por nuk duhet të harrojmë se një pjesë e konsiderueshme e burimeve të ardhshme të ndotjes nuk është ndërtuar ende. Gjatë njëqind viteve të fundit, temperatura në hemisferën veriore është rritur me 0,6 0 C. Rritja e parashikuar e temperaturës në shekullin e ardhshëm do të jetë nga 1,5 në 5,8 0 C. Opsioni më i mundshëm është 2,5-3 0 C (Alekseev et al. ., 1999).

Megjithatë, ndryshimi i klimës nuk ka të bëjë vetëm me rritjen e temperaturave. Ndryshimet vlejnë edhe për fenomene të tjera klimatike. Jo vetëm nxehtësia intensive, por edhe ngricat e forta të papritura, përmbytjet, flukset e baltës, tornadot, uraganet shpjegohen me efektet e ngrohjes globale. Sistemi klimatik është shumë kompleks për të pritur ndryshime uniforme dhe të barabarta në të gjitha pjesët e planetit. Dhe shkencëtarët e shohin rrezikun kryesor sot pikërisht në rritjen e devijimeve nga vlerat mesatare - luhatje të konsiderueshme dhe të shpeshta të temperaturës.

Dëshmitë paleontologjike sugjerojnë se klima e Tokës nuk ka qenë konstante. Periudhat e ngrohta u zëvendësuan nga ato të ftohta akullnajore. Gjatë periudhave të ngrohta, temperatura mesatare vjetore e gjerësive gjeografike të Arktikut u rrit në 7 - 13 ° C, dhe temperatura e muajit më të ftohtë të janarit ishte 4-6 gradë, d.m.th. Kushtet klimatike në Arktikun tonë ndryshonin pak nga klima e Krimesë moderne. Periudhat e ngrohta herët a vonë u zëvendësuan nga periudhat e ftohjes, gjatë të cilave akulli arriti në gjerësinë moderne tropikale.

Njeriu ka dëshmuar gjithashtu një sërë ndryshimesh klimatike. Në fillim të mijëvjeçarit të dytë (shek. 11-13), kronikat historike tregojnë se një zonë e madhe e Grenlandës nuk ishte e mbuluar me akull (kjo është arsyeja pse lundruesit norvegjezë e quajtën atë "tokë e gjelbër"). Pastaj klima e Tokës u bë më e ashpër dhe Grenlanda u mbulua pothuajse plotësisht me akull. Në shekujt 15-17, dimrat e ashpër arritën kulmin. Ashpërsinë e dimrave të asaj kohe e dëshmojnë shumë kronika historike, por edhe vepra arti. Kështu, piktura e njohur e artistit holandez Jan Van Goyen "Skaters" (1641) përshkruan patinazhin masiv përgjatë kanaleve të Amsterdamit; aktualisht, kanalet e Holandës nuk janë ngrirë për një kohë të gjatë. Në dimrat mesjetarë, edhe lumi Thames në Angli ngriu. Në shekullin e 18-të, u vu re një ngrohje e lehtë, e cila arriti maksimumin e saj në 1770. Shekulli i 19-të u shënua përsëri nga një goditje tjetër e ftohtë, e cila vazhdoi deri në vitin 1900, dhe nga fillimi i shekullit të 20-të, tashmë kishte filluar një ngrohje mjaft e shpejtë. Tashmë deri në vitin 1940, sasia e akullit në Detin e Groenlandës ishte përgjysmuar, në Detin Barent me pothuajse një të tretën, dhe në sektorin Sovjetik të Arktikut, sipërfaqja totale e akullit ishte ulur me gati gjysmën (1 milion km2). Gjatë kësaj periudhe kohore, edhe anijet e zakonshme (jo akullthyese) lundruan me qetësi përgjatë rrugës detare veriore nga periferia perëndimore në atë lindore të vendit. Ishte atëherë që u regjistrua një rritje e konsiderueshme e temperaturës së deteve Arktik, u vu re një tërheqje e konsiderueshme e akullnajave në Alpe dhe Kaukaz. Sipërfaqja totale e akullit të Kaukazit është ulur me 10%, dhe trashësia e akullit është ulur në vende deri në 100 metra. Rritja e temperaturës në Grenlandë ishte 5°C, ndërsa në Svalbard ishte 9°C.

Në vitin 1940, ngrohja u zëvendësua nga një ftohje afatshkurtër, e cila shpejt u zëvendësua nga një ngrohje tjetër, dhe që nga viti 1979 filloi një rritje e shpejtë e temperaturës së shtresës sipërfaqësore të atmosferës së Tokës, e cila shkaktoi një përshpejtim tjetër në shkrirjen e akull në Arktik dhe Antarktik dhe një rritje e temperaturave të dimrit në gjerësi të butë. Pra, gjatë 50 viteve të fundit, trashësia e akullit të Arktikut është ulur me 40%, dhe banorët e një numri qytetesh siberiane kanë filluar të vërejnë vetë se ngricat e rënda kanë qenë prej kohësh një gjë e së kaluarës. Temperatura mesatare e dimrit në Siberi është rritur me pothuajse dhjetë gradë gjatë pesëdhjetë viteve të fundit. Në disa rajone të Rusisë, periudha pa ngrica është rritur me dy deri në tre javë. Habitati i shumë organizmave të gjallë është zhvendosur në veri pas rritjes së temperaturave mesatare të dimrit. Fotografitë e vjetra të akullnajave dëshmojnë veçanërisht qartë ndryshimet klimatike globale.

Në përgjithësi, gjatë njëqind viteve të fundit, temperatura mesatare e shtresës sipërfaqësore të atmosferës është rritur me 0,3-0,8 ° C, zona e mbulesës së borës në hemisferën veriore është ulur me 8%, dhe niveli i Oqeani Botëror është ngritur me një mesatare prej 10-20 centimetra. Këto fakte janë njëfarë shqetësimi. Nëse ngrohja globale do të ndalet apo rritja e mëtejshme e temperaturës mesatare vjetore në Tokë do të vazhdojë, përgjigja e kësaj pyetjeje do të shfaqet vetëm kur të përcaktohen saktësisht shkaqet e ndryshimeve të vazhdueshme klimatike.

Të gjitha proceset e vazhdueshme klimatike në planet varen nga aktiviteti i dritës sonë - Dielli. Prandaj, edhe ndryshimet më të vogla në aktivitetin e Diellit sigurisht që do të ndikojnë në motin dhe klimën e Tokës. Ekzistojnë cikle 11-vjeçare, 22-vjeçare dhe 80-90-vjeçare (Gleisberg) të aktivitetit diellor.

Ka të ngjarë që ngrohja globale e vëzhguar të jetë për shkak të rritjes së ardhshme të aktivitetit diellor, i cili mund të bjerë përsëri në të ardhmen.

Astronomi jugosllav Milankoviç sugjeroi se ndryshimet ciklike të klimës shoqërohen kryesisht me një ndryshim në orbitën e rrotullimit të Tokës rreth Diellit, si dhe një ndryshim në këndin e prirjes së boshtit të rrotullimit të Tokës në raport me Diellin. Ndryshime të tilla orbitale në pozicionin dhe lëvizjen e planetit shkaktojnë një ndryshim në ekuilibrin e rrezatimit të Tokës, dhe rrjedhimisht në klimën e saj. Milankovitch, i udhëhequr nga teoria e tij, llogariti mjaft saktë kohët dhe gjatësinë e epokave të akullit në të kaluarën e planetit tonë. Ndryshimet klimatike të shkaktuara nga një ndryshim në orbitën e Tokës zakonisht ndodhin gjatë dhjetëra apo edhe qindra mijëra viteve. Ndryshimi relativisht i shpejtë i klimës i vërejtur në kohën e tanishme, me sa duket, ndodh si rezultat i veprimit të disa faktorëve të tjerë.

Oqeani Botëror është një akumulues i madh inercial i energjisë diellore. Ai përcakton kryesisht drejtimin dhe shpejtësinë e lëvizjes së masave të ngrohta oqeanike dhe ajrore në Tokë, të cilat ndikojnë shumë në klimën e planetit. Aktualisht, natyra e qarkullimit të nxehtësisë në kolonën e ujit të oqeanit është studiuar pak. Pra, dihet se temperatura mesatare e ujërave të oqeanit është 3,5 ° C, dhe sipërfaqja e tokës është 15 ° C, kështu që intensiteti i shkëmbimit të nxehtësisë midis oqeanit dhe shtresës sipërfaqësore të atmosferës mund të çojë në ndryshime të rëndësishme klimatike. Përveç kësaj, një sasi e madhe e CO2 (rreth 140 trilion ton, që është 60 herë më shumë se në atmosferë) dhe një numër i gazrave të tjerë serë treten në ujërat e oqeanit; si rezultat i disa proceseve natyrore, këto gaze mund të hyjnë atmosfera, duke ndikuar ndjeshëm në klimën e Tokës (Basov, 1999).

Aktiviteti vullkanik është një burim i aerosoleve të acidit sulfurik dhe i një sasie të madhe të dioksidit të karbonit që hyn në atmosferën e Tokës, gjë që gjithashtu mund të ndikojë ndjeshëm në klimën e Tokës. Shpërthimet e mëdha fillimisht shoqërohen me ftohje për shkak të hyrjes së aerosoleve të acidit sulfurik dhe grimcave të blozës në atmosferën e Tokës. Më pas, CO2 i lëshuar gjatë shpërthimit shkakton një rritje të temperaturës mesatare vjetore në Tokë. Rënia e mëvonshme afatgjatë e aktivitetit vullkanik kontribuon në një rritje të transparencës së atmosferës, dhe rrjedhimisht në një rritje të temperaturës në planet.

Në togfjalëshin "Sistemi diellor" fjala "sistem" nuk përmendet më kot dhe në çdo sistem, siç e dini, ka lidhje midis përbërësve të tij. Prandaj, është e mundur që pozicioni relativ i planetëve dhe i Diellit mund të ndikojë në shpërndarjen dhe forcën e fushave gravitacionale, energjinë diellore dhe llojet e tjera të energjisë. Të gjitha lidhjet dhe ndërveprimet midis Diellit, planetëve dhe Tokës ende nuk janë studiuar dhe është e mundur që ato të kenë një ndikim të rëndësishëm në proceset që ndodhin në atmosferën dhe hidrosferën e Tokës.

Planeti Tokë është një sistem kaq i madh dhe kompleks me një numër të madh elementësh strukturorë saqë karakteristikat e tij klimatike globale mund të ndryshojnë ndjeshëm pa ndonjë ndryshim në aktivitetin diellor dhe përbërjen kimike të atmosferës. Modele të ndryshme matematikore tregojnë se gjatë një shekulli, luhatjet në temperaturën e shtresës së ajrit sipërfaqësor (luhatjet) mund të arrijnë 0,4°C. Si krahasim, mund të përmendim temperaturën e trupit të një personi të shëndetshëm, e cila ndryshon gjatë ditës dhe madje edhe orëve.

Shkalla e lartë e ndryshimeve klimatike që ka ndodhur në dekadat e fundit mund të shpjegohet vërtet me intensifikimin gjithnjë në rritje të aktivitetit antropogjen, i cili ka një efekt të dukshëm në përbërjen kimike të atmosferës së planetit tonë në drejtim të rritjes së përmbajtjes së gazrat serrë në të (Karnaukhov, 2002).

KAPITULLI 2GAZRA SERË

Efekti serë në atmosferën e planetit tonë shkaktohet nga fakti se rrjedha e energjisë në rrezen infra të kuqe të spektrit, që ngrihet nga sipërfaqja e Tokës, absorbohet nga molekulat e gazit atmosferik dhe rrezatohet përsëri në drejtime të ndryshme, si rezultat. , gjysma e energjisë së përthithur nga molekulat e gazit serrë kthehet përsëri në sipërfaqen e Tokës, duke shkaktuar ngrohjen e saj. Duhet theksuar se efekti serë është një fenomen natyror atmosferik (Fig. 5). Nëse nuk do të kishte fare efekt serë në Tokë, atëherë temperatura mesatare në planetin tonë do të ishte rreth -21 ° C, dhe kështu, falë gazeve serë, është + 14 ° C. Prandaj, thjesht teorikisht, aktiviteti njerëzor, i lidhur me lëshimin e gazeve serrë në atmosferën e Tokës, duhet të çojë në ngrohjen e mëtejshme të planetit. Gazet serrë kryesore, sipas ndikimit të tyre të vlerësuar në balancën termike të Tokës, janë avujt e ujit (36-70%), dioksidi i karbonit (9-26%), metani (4-9%), halokarbonet, oksidi nitrik.

Oriz. - Diagrami i efektit serrë

Termocentralet me qymyr, oxhaqet e fabrikave, tymrat e makinave dhe burime të tjera të ndotjes të krijuara nga njeriu, së bashku lëshojnë rreth 22 miliardë ton dioksid karboni dhe gazra të tjerë serrë në vit. Blegtoria, aplikimi i plehrave, djegia e qymyrit dhe burime të tjera prodhojnë rreth 250 milionë tonë metan në vit. Rreth gjysma e të gjitha gazeve serrë të emetuara nga njerëzimi mbeten në atmosferë. Rreth tre të katërtat e të gjitha emetimeve antropogjene të gazeve serrë gjatë 20 viteve të fundit janë shkaktuar nga përdorimi i naftës, gazit natyror dhe qymyrit (Figura 6). Pjesa më e madhe e pjesës tjetër është shkaktuar nga ndryshimet e peizazhit, kryesisht shpyllëzimi.

Oriz. - Raporti i emetimeve të gazeve serrë nga vendet që djegin më aktivisht naftë në vitin 2000.

avujt e ujitështë gazi serrë më i rëndësishëm sot. Megjithatë, avulli i ujit është i përfshirë edhe në shumë procese të tjera, gjë që e bën rolin e tij jo të qartë në kushte të ndryshme.

Para së gjithash, gjatë avullimit nga sipërfaqja e Tokës dhe kondensimit të mëtejshëm në atmosferë, deri në 40% e të gjithë nxehtësisë që hyn në atmosferë transferohet në shtresat e poshtme të atmosferës (troposferë) për shkak të konvekcionit. Kështu, avulli i ujit gjatë avullimit ul disi temperaturën e sipërfaqes. Por nxehtësia e çliruar si rezultat i kondensimit në atmosferë përdoret për ta ngrohur atë, dhe më vonë, për të ngrohur vetë sipërfaqen e Tokës.

Por pas kondensimit të avullit të ujit, formohen pika uji ose kristale akulli, të cilat përfshihen intensivisht në shpërndarjen e dritës së diellit, duke reflektuar një pjesë të energjisë diellore përsëri në hapësirë. Retë, të cilat janë vetëm grumbullime të këtyre pikave dhe kristaleve, rrisin pjesën e energjisë diellore (albedo) të reflektuar nga vetë atmosfera përsëri në hapësirë ​​(dhe reshjet e mëtejshme nga retë mund të bien në formën e borës, duke rritur albedon e sipërfaqes).

Sidoqoftë, avulli i ujit, madje i kondensuar në pika dhe kristale, ka ende breza të fuqishëm absorbues në rajonin infra të kuqe të spektrit, që do të thotë se roli i të njëjtave re nuk është aspak i paqartë. Ky dualitet vihet re veçanërisht në rastet e mëposhtme ekstreme - kur qielli mbulohet me re në mot me diell të verës, temperatura në sipërfaqe zvogëlohet dhe nëse e njëjta gjë ndodh në një natë dimri, atëherë, përkundrazi, rritet. Pozicioni i reve ndikon gjithashtu në rezultatin përfundimtar - në lartësi të ulëta, retë e fuqishme reflektojnë shumë energji diellore, dhe ekuilibri mund të jetë në favor të efektit anti-serë në këtë rast, por në lartësi të mëdha, retë e rralla cirrus lejojnë shumë energji diellore poshtë, por edhe retë e rralluara janë një pengesë pothuajse e pakapërcyeshme ndaj rrezatimit infra të kuqe dhe, dhe këtu mund të flasim për mbizotërimin e efektit serë.

Një veçori tjetër e avullit të ujit - atmosfera e lagësht kontribuon në një farë mase në lidhjen e një gazi tjetër serrë - dioksidit të karbonit, dhe transferimin e tij nga reshjet në sipërfaqen e Tokës, ku mund të përdoret në formimin e karbonateve dhe lëndëve djegëse fosile si një rezultat i proceseve të mëtejshme.

Aktiviteti njerëzor ka shumë pak ndikim të drejtpërdrejtë në përmbajtjen e avullit të ujit në atmosferë - vetëm për shkak të rritjes së sipërfaqes së tokës së ujitur, ndryshimeve në zonën e kënetave dhe punës së energjisë, e cila është e papërfillshme ndaj sfondi i avullimit nga e gjithë sipërfaqja ujore e Tokës dhe aktiviteti vullkanik. Për shkak të kësaj, mjaft shpesh i kushtohet pak vëmendje kur merret parasysh problemi i efektit serë.

Megjithatë, efekti indirekt në përmbajtjen e avullit të ujit mund të jetë shumë i madh, për shkak të reagimeve midis përmbajtjes së avullit të ujit atmosferik dhe ngrohjes së shkaktuar nga gaze të tjera serrë, të cilat do t'i shqyrtojmë tani.

Dihet se me një rritje të temperaturës, avullimi i avullit të ujit gjithashtu rritet, dhe për çdo 10 ° C, përmbajtja e mundshme e avullit të ujit në ajër pothuajse dyfishohet. Për shembull, në 0 °C, presioni i avullit të ngopur është rreth 6 mb, në +10 °C - 12 mb dhe në +20 °C - 23 mb.

Mund të shihet se përmbajtja e avullit të ujit varet shumë nga temperatura dhe kur ajo ulet për çfarëdo arsye, së pari, efekti serë i avullit të ujit në vetvete zvogëlohet (për shkak të përmbajtjes së reduktuar), dhe së dyti, ndodh kondensimi i avullit të ujit. , e cila, natyrisht, ngadalëson shumë uljen e temperaturës për shkak të lëshimit të nxehtësisë së kondensimit, por pas kondensimit, reflektimi i energjisë diellore rritet, si nga vetë atmosfera (shpërndarja në pika dhe kristale akulli) dhe sipërfaqja ( reshjet e borës), e cila ul më tej temperaturën.

Me rritjen e temperaturës, sasia e avullit të ujit në atmosferë rritet, efekti i saj serë rritet, gjë që përforcon rritjen fillestare të temperaturës. Në parim, vranësirat gjithashtu rriten (më shumë avuj uji hyn në rajone relativisht të ftohta), por është jashtëzakonisht i dobët - sipas I. Mokhov, rreth 0.4% për shkallë të ngrohjes, gjë që nuk mund të ndikojë shumë në rritjen e reflektimit të energjisë diellore.

Dioksid karboni- Kontribuesi i dytë më i madh në efektin serë sot, nuk ngrin kur temperatura bie dhe vazhdon të krijojë një efekt serë edhe në temperaturat më të ulëta të mundshme në kushte tokësore. Ndoshta për shkak të akumulimit gradual të dioksidit të karbonit në atmosferë për shkak të aktivitetit vullkanik, Toka arriti të dilte nga gjendja e akullnajave më të fuqishme (kur edhe ekuatori ishte i mbuluar me një shtresë të fuqishme akulli), e cila ai ra në fillim dhe në fund të Proterozoikut.

Dioksidi i karbonit është i përfshirë në një cikël të fuqishëm karboni në sistemin litosferë-hidrosferë-atmosferë, dhe ndryshimi i klimës së tokës shoqërohet kryesisht me një ndryshim në ekuilibrin e hyrjes së tij në atmosferë dhe largimit prej tij.

Për shkak të tretshmërisë relativisht të lartë të dioksidit të karbonit në ujë, përmbajtja e dioksidit të karbonit në hidrosferë (kryesisht oqeane) tani është 4x104 Gt (gigaton) karbon (tani e tutje jepen të dhëna për CO2 për sa i përket karbonit), duke përfshirë thellësinë shtresa (Putvinsky, 1998). Atmosfera aktualisht përmban rreth 7.5x102 Gt karbon (Alekseev et al., 1999). Përmbajtja e CO2 në atmosferë nuk ishte gjithmonë e ulët - për shembull, në Arkean (rreth 3.5 miliardë vjet më parë), atmosfera përbëhej nga pothuajse 85-90% dioksid karboni, në një presion dhe temperaturë dukshëm më të lartë (Sorokhtin, Ushakov , 1997). Sidoqoftë, rrjedha e masave të konsiderueshme të ujit në sipërfaqen e Tokës si rezultat i degazimit të pjesës së brendshme, si dhe shfaqja e jetës, siguroi lidhjen e pothuajse të gjithë atmosferës dhe një pjesë të konsiderueshme të dioksidit të karbonit të tretur në ujë në formë të karbonateve (rreth 5.5x107 Gt karbon ruhet në litosferë (raporti IPCC, 2000)). Gjithashtu, dioksidi i karbonit filloi të shndërrohej nga organizmat e gjallë në forma të ndryshme të mineraleve të djegshme. Përveç kësaj, një pjesë e dioksidit të karbonit u sekuestrua për shkak të akumulimit të biomasës, rezervat totale të karbonit në të cilat janë të krahasueshme me ato në atmosferë, dhe duke marrë parasysh dherat, ajo tejkalon disa herë.

Sidoqoftë, ne jemi të interesuar kryesisht për rrjedhat që sigurojnë hyrjen e dioksidit të karbonit në atmosferë dhe e largojnë atë prej saj. Litosfera tani siguron një rrjedhë shumë të vogël të dioksidit të karbonit që hyn në atmosferë kryesisht për shkak të aktivitetit vullkanik - rreth 0,1 Gt karbon në vit (Putvinsky, 1998). Flukse dukshëm më të mëdha vërehen në sistemet e oqeanit (së bashku me organizmat që jetojnë atje) - atmosfera, dhe biota tokësore - atmosfera. Rreth 92 Gt karbon hyn në oqean çdo vit nga atmosfera dhe 90 Gt kthehen përsëri në atmosferë (Putvinsky, 1998). Kështu, rreth 2 Gt karbon hiqen nga atmosfera nga oqeani çdo vit. Në të njëjtën kohë, rreth 100 Gt karbon në vit hyn në atmosferë në proceset e frymëmarrjes dhe dekompozimit të qenieve të gjalla të vdekura tokësore. Në proceset e fotosintezës, bimësia tokësore gjithashtu largon rreth 100 Gt karbon nga atmosfera (Putvinsky, 1998). Siç mund ta shohim, mekanizmi i hyrjes dhe daljes së karbonit nga atmosfera është mjaft i balancuar, duke siguruar flukse afërsisht të barabarta. Jeta moderne e njeriut përfshin në këtë mekanizëm një fluks shtesë të karbonit në atmosferë në rritje për shkak të djegies së lëndëve djegëse fosile (naftë, gaz, qymyr, etj.) - sipas të dhënave, për shembull, për periudhën 1989-99, një mesatare prej rreth 6.3 Gt në vit. Gjithashtu, fluksi i karbonit në atmosferë rritet për shkak të shpyllëzimit dhe djegies së pjesshme të pyjeve - deri në 1.7 Gt në vit (raporti IPCC, 2000), ndërsa rritja e biomasës që kontribuon në thithjen e CO2 është vetëm rreth 0.2 Gt në vit. në vend të pothuajse 2 Gt në vit. Edhe duke marrë parasysh mundësinë e thithjes së rreth 2 Gt karbon shtesë nga oqeani, mbetet ende një fluks shtesë mjaft domethënës (aktualisht, rreth 6 Gt në vit), i cili rrit përmbajtjen e dioksidit të karbonit në atmosferë. Për më tepër, thithja e dioksidit të karbonit nga oqeani mund të ulet në të ardhmen e afërt, madje edhe procesi i kundërt është i mundur - çlirimi i dioksidit të karbonit nga oqeanet. Kjo është për shkak të një ulje të tretshmërisë së dioksidit të karbonit me një rritje të temperaturës së ujit - për shembull, kur temperatura e ujit rritet nga vetëm 5 në 10 ° C, koeficienti i tretshmërisë së dioksidit të karbonit në të zvogëlohet nga afërsisht 1.4 në 1.2.

Pra, rrjedha e dioksidit të karbonit në atmosferë e shkaktuar nga aktiviteti ekonomik nuk është e madhe në krahasim me disa flukse natyrore, megjithatë, moskompensimi i tij çon në një akumulim gradual të CO2 në atmosferë, gjë që shkatërron ekuilibrin e hyrjes dhe daljes së CO2, gjë që ka është formuar gjatë miliarda viteve të evolucionit të Tokës dhe jetës në të.

Fakte të shumta të së kaluarës gjeologjike dhe historike dëshmojnë për marrëdhënien midis ndryshimeve klimatike dhe luhatjeve të përmbajtjes së gazeve serrë. Në periudhën nga 4 deri në 3.5 miliardë vjet më parë, shkëlqimi i Diellit ishte rreth 30% më pak se tani. Megjithatë, edhe nën rrezet e Diellit të ri, "të zbehtë", jeta u zhvillua në Tokë dhe u formuan shkëmbinj sedimentarë: të paktën në një pjesë të sipërfaqes së tokës, temperatura ishte mbi pikën e ngrirjes së ujit. Disa shkencëtarë sugjerojnë se në atë kohë atmosfera e tokës përmbante një bosht 1000 herë më të madh. dioksid karboni se sa është tani, dhe kjo kompensoi mungesën e energjisë diellore, pasi më shumë nxehtësi e rrezatuar nga Toka mbeti në atmosferë. Efekti në rritje i serrës mund të bëhet një nga arsyet për klimën jashtëzakonisht të ngrohtë më vonë - në epokën mezozoike (epokën e dinosaurëve). Sipas analizës së mbetjeve fosile në Tokë në atë kohë ishte 10-15 gradë më e ngrohtë se tani. Duhet të theksohet se atëherë, 100 milion vjet më parë dhe më herët, kontinentet zinin një pozicion të ndryshëm se në kohën tonë, dhe qarkullimi oqeanik ishte gjithashtu i ndryshëm, kështu që transferimi i nxehtësisë nga tropikët në rajonet polare mund të ishte më i madh. Megjithatë, llogaritjet nga Eric J. Barron, tani në Universitetin e Pensilvanisë, dhe të tjerë tregojnë se jo më shumë se gjysma e ngrohjes mezozoike mund të lidhet me gjeografinë paleokontinentale. Pjesa e mbetur e ngrohjes shpjegohet lehtësisht nga një rritje e dioksidit të karbonit. Ky supozim u parashtrua për herë të parë nga shkencëtarët sovjetikë A. B. Ronov nga Instituti Shtetëror Hidrologjik dhe M. I. Budyko nga Observatori Kryesor Gjeofizik. Llogaritjet që mbështesin këtë sugjerim janë bërë nga Eric Barron, Starley L. Thompson i Qendrës Kombëtare për Kërkime Atmosferike (NCAR). Nga një model gjeokimik i zhvilluar nga Robert A. Berner dhe Antonio C. Lazaga nga Universiteti Yale dhe i ndjeri Robert. Fushat në Teksas u kthyen në shkretëtirë pas një thatësire që zgjati për ca kohë në vitin 1983. Një pamje e tillë, sipas llogaritjeve të modelit kompjuterik, mund të vërehet në shumë vende nëse, si rezultat i ngrohjes globale, lagështia e tokës zvogëlohet në rajonet qendrore të kontinentet, ku është përqendruar prodhimi i drithit.

M. Garrels i Universitetit të Floridës Jugore, rrjedh se dioksidi i karbonit mund të lirohet gjatë aktivitetit jashtëzakonisht të fortë vullkanik në kreshtat e mesit të oqeanit, ku magma në rritje formon një dysheme të re oqeanike. Dëshmitë e drejtpërdrejta të një lidhjeje midis gazeve atmosferike serrë dhe klimës gjatë akullnajave mund të "nxjerren" nga flluskat e ajrit të ngulitura në akullin e Antarktidës, i cili u formua në kohët e lashta nga ngjeshja e borës që binte. Një ekip studiuesish të udhëhequr nga Claude Lauriu nga Laboratori i Glaciologjisë dhe Gjeofizikës në Grenoble studiuan një kolonë akulli 2000 m të gjatë (që korrespondon me një periudhë prej 160 mijë vjetësh) të marrë nga studiuesit sovjetikë në stacionin Vostok në Antarktidë. Analiza laboratorike e gazeve të përfshira në këtë kolonë akulli tregoi se në atmosferën e lashtë përqendrimet e dioksidit të karbonit dhe metanit ndryshuan në harmoni dhe, më e rëndësishmja, "me kohë" me ndryshimet në temperaturën mesatare lokale (u përcaktua nga raporti i përqendrimet e izotopeve të hidrogjenit në molekulat e ujit). Gjatë periudhës së fundit ndërglaciale, e cila ka zgjatur tashmë 10 mijë vjet, dhe në periudhën ndërglaciale që i parapriu (130 mijë vjet më parë) gjithashtu që zgjati 10 mijë vjet, temperatura mesatare në këtë rajon ishte 10 °C më e lartë se gjatë akullnajave. (Në përgjithësi, toka ishte 5°C më e ngrohtë gjatë periudhave të treguara.) Në të njëjtat periudha, atmosfera përmbante 25% më shumë dioksid karboni dhe 100,070 më shumë metan sesa gjatë akullnajave. Është e paqartë nëse ndryshimi i gazeve serrë ishte shkaku dhe efekti ishte ndryshimi i klimës, apo anasjelltas. Me shumë mundësi, shkaku i akullnajave ishin ndryshimet në orbitën e Tokës dhe dinamika e veçantë e avancimit dhe tërheqjes së akullnajave; megjithatë, këto luhatje klimatike mund të jenë përkeqësuar nga ndryshimet në biotën dhe luhatjet në qarkullimin e oqeanit, të cilat ndikojnë në përmbajtjen e gazeve serrë në atmosferë. Të dhëna edhe më të detajuara mbi luhatjet e gazit serrë dhe ndryshimet klimatike janë të disponueshme për 100 vitet e fundit, gjatë të cilave ka pasur një rritje të mëtejshme prej 25% të dioksidit të karbonit dhe 100% të metanit. "Rekordet" e temperaturës mesatare globale për 100 vitet e fundit janë studiuar nga dy ekipe studiuesish të udhëhequr nga James E. Hansen i Institutit Goddard për Kërkimet Hapësinore të Administratës Kombëtare të Aeronautikës dhe Hapësirës dhe T. M. L. Wigley i Divizionit Klimatik të Universitetit të Evropës Lindore. Anglia.

Mbajtja e nxehtësisë nga atmosfera është komponenti kryesor i bilancit të energjisë së Tokës (Fig. 8). Përafërsisht 30% e energjisë që vjen nga Dielli reflektohet (majtas) ose nga retë, ose nga grimcat, ose nga sipërfaqja e Tokës; 70% e mbetur absorbohet. Energjia e absorbuar riemetohet në rrezen infra të kuqe nga sipërfaqja e planetit.

Oriz. - Ruajtja e nxehtësisë nga atmosfera

Këta shkencëtarë përdorën matje nga stacionet e motit të shpërndara nëpër të gjitha kontinentet (ekipi i Divizionit të Klimës përfshiu gjithashtu matjet në det në analizë). Në të njëjtën kohë, metoda të ndryshme të analizimit të vëzhgimeve dhe marrjes parasysh të "shtrembërimeve" u miratuan në të dy grupet, të lidhura, për shembull, me faktin se disa stacione meteorologjike "u zhvendosën" në një vend tjetër për njëqind vjet, dhe disa të vendosura në qytete dhanë të dhëna “të kontaminuara” » ndikimi i nxehtësisë që gjenerohet nga ndërmarrjet industriale ose akumulohet gjatë ditës nga ndërtesat dhe trotuaret. Efekti i fundit, që çon në shfaqjen e "ishujve të nxehtësisë", është shumë i dukshëm në vendet e zhvilluara, si Shtetet e Bashkuara. Megjithatë, edhe nëse korrigjimi i llogaritur për Shtetet e Bashkuara (është marrë nga Thomas R. Karl nga Qendra Kombëtare e të Dhënave Klimatike në Asheville, Karolina e Veriut dhe P. D. Jones nga Universiteti i Anglisë Lindore) shtrihet në të gjitha të dhënat anembanë globit , në të dy rekordet do të mbetet "<реальное» потепление величиной 0,5 О С, относящееся к последним 100 годам. В согласии с общей тенденцией 1980-е годы остаются самым теплым десятилетием, а 1988, 1987 и 1981 гг. - наиболее теплыми годами (в порядке перечисления). Можно ли считать это «сигналом» парникового потепления? Казалось бы, можно, однако в действительности факты не столь однозначны. Возьмем для примера такое обстоятельство: вместо неуклонного потепления, какое можно ожидать от парникового эффекта, быстрое повышение температуры, происходившее до конца второй мировой войны, сменилось небольшим похолоданием, продлившимся до середины 1970-х годов, за которым последовал второй период быстрого потепления, продолжающийся по сей день. Какой характер примет изменение температуры в ближайшее время? Чтобы дать такой прогноз, необходимо ответить на три вопроса. Какое количество диоксида углерода и других парниковых газов будет выброшено в атмосферу? Насколько при этом возрастет концентрация этих газов в атмосфере? Какой климатический эффект вызовет это повышение концентрации, если будут действовать естественные и антропогенные факторы, которые могут ослаблять или усиливать климатические изменения? Прогноз выбросов - нелегкая задача для исследователей, занимающихся анализом человеческой деятельности. Какое количество диоксида углерода попадет в атмосферу, зависит главным образом от того, сколько ископаемого топлива будет сожжено и сколько лесов вырублено (последний фактор ответствен за половину прироста парниковых газов с 1800 г. и за 20070прироста в наше время). И тот и другой фактор зависят в свою очередь от множества причин. Так, на потреблении ископаемого топлива сказываются рост населения, переход к альтернативным источникам энергии и меры по экономии энергии, а также состояние мировой экономики. Прогнозы в основном сводятся к тому, что потребление ископаемого топлива на земном шаре в целом будет увеличиваться примерно с той же скоростью, что и сегодня намного медленнее, чем до энергетического кризиса 1970-х годов. В результате эмиссия (поступление в атмосферу) диоксида углерода в ближайшие несколько десятилетий, будет увеличиваться на 0,5-2070 в год. Другие парниковые газы, такие как ХФУ, оксиды азота и тропосферный озон, могут вносить в потепление климата почти столь же большой вклад, что и диоксид углерода, хотя в атмосферу их попадает значительно меньше: объясняется это тем, что они более эффективно поглощают солнечную радиацию. Предсказать, какова будет эмиссия этих газов - задача еще более трудная. Так, например, не вполне ясно происхождение некоторых газов, в частности метана; величина выбросов других газов, таких как ХФУ или озон, будет зависеть от того, какие изменения в технологии и политике произойдут в ближайшем будущем.

Shkëmbimi i karbonit midis atmosferës dhe "rezervuarëve" të ndryshëm në Tokë (Fig. 9). Çdo numër tregon, në miliarda tonë, karbon (në formë dioksidi) në vit, ose të ruajtur në një rezervuar. Në këto cikle natyrore, njëri prej të cilëve "mbyllet" me tokën dhe tjetri me oqeanin, nga atmosfera largohet vetëm aq shumë dioksid karboni sa hyn në të, por aktiviteti njerëzor - shpyllëzimi dhe djegia e lëndëve djegëse fosile - çon në faktin se. përmbajtja e karbonit në atmosferë rritet çdo vit me 3 miliardë tonë. Të dhënat janë marrë nga Bert Bolin në Universitetin e Stokholmit

Fig.9 - Shkëmbimi i karbonit ndërmjet atmosferës dhe "rezervuarëve" të ndryshëm

Supozoni se kemi një parashikim të arsyeshëm se si do të ndryshojnë emetimet e dioksidit të karbonit. Çfarë ndryshimesh do të ndodhin në këtë rast me përqendrimin e këtij gazi në atmosferë? Dioksidi i karbonit atmosferik "konsumohet" nga bimët, si dhe nga oqeani, ku përdoret për procese kimike dhe biologjike. Me ndryshimin e përqendrimit të dioksidit të karbonit në atmosferë, me siguri do të ndryshojë edhe shkalla e "konsumit" të këtij gazi. Me fjalë të tjera, proceset që shkaktojnë ndryshime në përmbajtjen e dioksidit të karbonit atmosferik duhet të përfshijnë reagime. Dioksidi i karbonit është "lëndja e parë" për fotosintezën në bimë, kështu që konsumi i tij nga bimët ka të ngjarë të rritet me akumulimin e tij në atmosferë, gjë që do të ngadalësojë këtë akumulim. Në mënyrë të ngjashme, meqenëse përmbajtja e dioksidit të karbonit në ujërat sipërfaqësore të oqeanit është në ekuilibër të përafërt me përmbajtjen e tij në atmosferë, një rritje në thithjen e dioksidit të karbonit nga uji i oqeanit do të ngadalësojë akumulimin e tij në atmosferë. Megjithatë, mund të ndodhë që akumulimi i dioksidit të karbonit dhe gazeve të tjera serrë në atmosferë të vërë në lëvizje mekanizmat e reagimit pozitiv që do të përforcojnë efektin klimatik. Për shembull, ndryshimi i shpejtë i klimës mund të çojë në zhdukjen e pjesëve të pyjeve dhe ekosistemeve të tjera, gjë që do të dobësonte aftësinë e biosferës për të absorbuar dioksidin e karbonit. Për më tepër, ngrohja mund të çojë në një çlirim të shpejtë të karbonit që përmbahet në tokë në përbërjen e lëndës organike të vdekur. Ky karbon, i cili është dy herë më i lartë se në atmosferë, po shndërrohet vazhdimisht në dioksid karboni dhe metan nga bakteret e tokës. Moti më i ngrohtë mund të përshpejtojë "punën" e tyre, gjë që do të përshpejtojë çlirimin e dioksidit të karbonit (nga tokat e thata) dhe metanit (nga zonat e zëna nga fushat e orizit, nga deponitë dhe ligatinat). Shumë metan ruhet gjithashtu në sedimente në shelfin kontinental dhe nën shtresën e përhershme të ngricës në Arktik në formën e clathrates - rrjeta molekulare të përbëra nga metani dhe molekulat e ujit. Ngrohja e ujërave të rafteve dhe shkrirja e permafrostit mund të çojë në çlirimin Përkundër këtyre pasigurive, shumë studiues besojnë se thithja e dioksidit të karbonit nga bimët dhe oqeani do të ngadalësojë akumulimin e këtij gazi në atmosferë - të paktën në 50 deri në 100 vitet e ardhshme në atmosferë, rreth gjysma do të mbetet atje. Nga kjo rrjedh se një dyfishim i përqendrimit të dioksidit të karbonit në krahasim me vitin 1900 (në një nivel prej 600 ppm) do të ndodhë midis viteve 2030 dhe 2080. Megjithatë, gazrat e tjerë serë ka të ngjarë të grumbullohen më shpejt në atmosferë.

Si do të ndryshonte klima nëse sasia e dioksidit të karbonit atmosferik dyfishohej?

Në "të dhënat" historike që disponojmë nuk gjejmë përgjigjen e kësaj pyetjeje. As eksperimentet laboratorike nuk ndihmojnë, sepse është e pamundur të krijohet në laborator një "ngjashmëri" e klimës - një gjendje për shkak të ndërveprimeve komplekse të atmosferës, oqeanit, tokës, vegjetacionit dhe akullit polar. Për të parë në të ardhmen, përdoren modele matematikore të klimës. Modele të tilla janë zhvilluar në Laboratorin Gjeofizik të Dinamikave të Fluideve në Universitetin Princeton, në Institutin Goddard për Kërkimin Hapësinor, në NCAR dhe gjetkë. Ato bazohen në ekuacionet për përbërësit ndërveprues të sistemit oqean-atmosferë, si dhe në parimet themelore fizike që përcaktojnë sjelljen e këtij sistemi, si ligjet e gazit, ligjet e ruajtjes së masës, momentit dhe energjisë. Duke paraqitur të dhëna për rrjedhën e energjisë nga Dielli dhe përbërjen e atmosferës në "hyrjen" e modelit, është e mundur të merret klima në "dalje" - d.m.th. temperatura, dhe në modelet komplekse edhe presioni, shpejtësia e erës, lagështia, përmbajtja e lagështisë në tokë dhe sasi të tjera. Në mënyrë që llogaritjet të mund të kryhen në kompjuterë, ato "lidhen" me pika individuale në hartën e Tokës, e cila pasqyron, në një farë përafrimi, globin real. Në modelet më komplekse - modelet e qarkullimit global (GCM) të zhvilluara për parashikimin e motit me rreze të gjatë - atmosfera përfaqësohet si një "rrjet" tredimensionale me distancë midis "nyjeve" prej disa qindra kilometrash horizontalisht dhe disa kilometrave vertikalisht; parametrat klimatikë, ose thjesht "klima", llogariten vetëm në "nyje". Pavarësisht këtij thjeshtimi, llogaritja e ndryshimeve klimatike për të paktën një vit kërkon shumë orë edhe në superkompjuterët më të fuqishëm. Për të hetuar efektin e akumulimit të gazeve serrë, një sasi shtesë e gazeve serrë "futet" në model dhe rezultati krahasohet me një llogaritje kontrolli të klimës që korrespondon me përbërjen reale të atmosferës. Rezultatet e llogaritjeve për MHC-në e fundit janë afërsisht në përputhje me njëri-tjetrin: ato tregojnë se një dyfishim i sasisë së dioksidit të karbonit atmosferik ose një rritje ekuivalente në përmbajtjen e gazeve të tjera serë do të çojë në një rritje të temperaturës në Tokë me 3- 5,5 °C. Një ngrohje e tillë në historinë e njerëzimit nuk ka analoge; është afër sasisë së ngrohjes që ndodhi pas akullnajave të fundit (18 mijë vjet më parë), por do të marrë 10-100 herë më pak kohë. Mangësitë e modeleve numerike kufizojnë besueshmërinë e parashikimeve të tilla. Shumë nga proceset që ndikojnë në klimën globale janë shumë të vogla për t'u kapur nga një rrjet modeli i rrallë. Proceset e rëndësishme për klimën si turbulenca atmosferike, reshjet ose formimi i reve nuk kanë shkallë prej disa qindra kilometrash (distanca ndërmjet nyjeve të rrjetit në MHC), por prej disa kilometrash e më shumë. më të vogla. Meqenëse procese të tilla nuk mund të merren parasysh në mënyrë eksplicite, duhet kërkuar mënyra për t'i lidhur ato me variablat që merren parasysh në model. Kjo bëhet duke futur një parametër (faktor proporcionaliteti) që lidh, për shembull, mjegullën mesatare në një qelizë të caktuar rrjeti me lagështinë mesatare dhe temperaturën mesatare (ndryshoret që riprodhon modeli). Kjo teknikë, e quajtur parametrizim, bën të mundur marrjen parasysh të efektit kumulativ të fenomeneve dhe proceseve të shkallës së vogël që mund të japin reagime që zbutin ose përmirësojnë ndryshimet klimatike. Retë, për shembull, reflektojnë dritën e diellit përsëri në hapësirë ​​(duke çuar në një ftohje të planetit), por ato gjithashtu thithin rrezatimin infra të kuqe nga Toka (duke çuar në ngrohje). Cili nga këto efekte mbizotëron varet nga shkëlqimi i reve, lartësia në të cilën ndodhen, shpërndarja e tyre në qiell dhe zona që zënë. Studimet dhe matjet e fundit nga satelitët kanë treguar se llogaritjet e bëra dy dekada më parë janë të sakta: retë aktualisht po ftohin sipërfaqen e Tokës. Me fjalë të tjera, nën një qiell pa re, Toka do të ishte më e ngrohtë. Megjithatë, ndryshimet klimatike mund të çojnë në ndryshime në natyrën e mbulesës së reve, gjë që ndikon në natyrën dhe forcën e reagimeve. Modelet moderne, të cilat përafërsisht riprodhojnë vetëm vrenjturinë mesatare, mund të tregojnë pak për mekanizmin e reagimit për shkak të mjegullës, si dhe për mekanizmat e tjerë të këtij lloji që varen nga proceset që parametrizohen. Një tjetër mangësi e rëndësishme e modeleve moderne është se ato nuk marrin parasysh me saktësi ndikimin e oqeaneve. Oqeanet ndikojnë dhe pa dyshim do të ndikojnë në klimën në të ardhmen. Masat e mëdha të ujit në oqeane veprojnë si një "sfungjer termik": ato ngadalësojnë rritjen e temperaturës duke hequr nxehtësinë e tepërt. Efikasiteti i këtij procesi varet, nga ana tjetër, nga karakteristikat e qarkullimit, i cili mund të rindërtohet në një klimë në ndryshim. Në parim, është e lehtë të merret parasysh ndërveprimi i atmosferës me oqeanin në modelet klimatike, duke e përshkruar këtë të fundit në detaje të mjaftueshme. Megjithatë, vëllimi i llogaritjeve rritet aq shumë sa që në shumicën e MHC-ve moderne të përdorura për llogaritjet e ngrohjes së serrave, dinamika e oqeanit konsiderohet në një formë të thjeshtuar dhe llogaritet me një rezolucion hapësinor shumë të përafërt ose përjashtohet fare nga analiza. Përveç kufizimit të besueshmërisë së parashikimeve globale, përfaqësimi i thjeshtuar i oqeaneve në modele gjithashtu na pengon të marrim një përgjigje për pyetjen se si do të ndryshojë klima në rajone të ndryshme.

Metani, ky gaz serrë ka aftësinë të thithë rrezatimin infra të kuq të sipërfaqes së tokës shumë më fort se dioksidi i karbonit (i të njëjtës masë), përmbajtja e tij po rritet me shpejtësi dhe kjo rritje mund të përshpejtohet ende ndjeshëm. Pra, ia vlen t'i kushtohet vëmendje metanit.

Përmbajtja e metanit në atmosferë që nga fillimi i epokës industriale është rritur me 150%. Aktualisht, përmbajtja e tij në atmosferë është rreth 5 Gt, dhe kjo përmbajtje është një rekord për të paktën 140 mijë vitet e fundit (Bazhin, 2000). Sipas disa skenarëve të zhvilluar nga ekspertët e IPCC, deri në vitin 2100 emetimet antropogjene do të dyfishojnë përmbajtjen e metanit në atmosferë (IPCC, 2001), por këto parashikime nuk marrin parasysh efektet e reagimeve në sistemin klimatik, të cilat mund të rrisin përmbajtjen. e metanit në atmosferë shumë më e lartë.

Jetëgjatësia e metanit që hyn në atmosferë është rreth 8-12 vjet dhe largohet nga atmosfera kryesisht nga reagimi me radikalin OH (Bazhin, 2000), i cili formohet në atmosferë si rezultat i reaksioneve fotokimike të ozonit. Për më tepër, si rezultat i një zinxhiri reaksionesh, dioksidi i karbonit merret gjithashtu në dalje. Përveç kësaj metode, një kontribut të vogël (disa përqind) në largimin e metanit nga atmosfera jep edhe thithja e tij nga bakteret e tokës (Bazhin, 2000).

Flukset e vlerësuara të metanit nga burime antropogjene dhe disa natyrore janë në përgjithësi rreth 0.48 Gt/vit (Bazhin, 2000). Këto burime përfshijnë kënetat (0,05-0,07 Gt/vit), insektet, kryesisht termitet (0,02 Gt/vit), fushat e orizit (0,12 Gt/vit), kafshët shtëpiake, kryesisht ripërtypësit (0,08 Gt/vit), si dhe deponitë ( 0,05 Gt/vit). Gjithashtu përfshihen emetimet e metanit nga minierat e qymyrit (0,035 Gt/vit) dhe humbjet nga prodhimi i gazit (0,034 Gt/vit), si dhe disa burime të tjera.

Më parë, besohej se fluksi i metanit nga brendësia e Tokës është i vogël, dhe praktikisht nuk u mor parasysh, megjithatë, disa vlerësime moderne të marrjes së metanit nga degazimi i brendshëm, bazuar në analizën e përmbajtjes së Izotopet e karbonit, i cili është pjesë e metanit, tashmë japin shifra shumë domethënëse prej rreth 0.2 Gt në vit, dhe madje edhe më shumë (Valyaev, 1997).

Rrjedha e metanit në atmosferë mund të rritet ndjeshëm me shkatërrimin e të ashtuquajturave hidrate të metanit, të zbuluara në dekadat e fundit në permafrost dhe në thellësitë e Oqeanit Botëror, nën ndikimin e ngrohjes së vazhdueshme të klimës. Hidratet e metanit janë në fakt i njëjti akull në të cilin molekulat e metanit janë gjithashtu të pranishme në kornizat e molekulave të ujit për shkak të veprimit të forcave van der Waals (nuk ka ndërveprim kimik). Një pjesë e konsiderueshme e hidrateve të metanit është në një gjendje metastabile dhe është në rrezik të dekompozimit me një rritje të lehtë të temperaturës (nga një deri në disa gradë) (Dyadin, Gushchin, 1998). Rezervat e metanit në hidratet e metanit janë thjesht të mëdha - rreth 1019 g (Valyaev, 1997), pra 104 Gt, që është shumë herë më shumë se rezervat e tij të njohura në depozita, si dhe shtresat e qymyrit, dhe është dy mijë herë më e lartë se përmbajtja e tij në atmosfera sot. Pra, lëshimi i gjithë këtij metani (as edhe një herë) është i aftë të rrisë shumë temperaturën në sipërfaqen e Tokës.

Dokumente të ngjashme

abstrakt, shtuar 25.10.2006


Koncepti i efektit serë. Ngrohja e klimës, rritja e temperaturës mesatare vjetore në Tokë. Pasojat e efektit serrë. Akumulimi në atmosferë i "gazrave serë" që transmetojnë rrezet diellore afatshkurtra. Zgjidhja e problemit të efektit serë.

prezantim, shtuar 07/08/2013


Problemi i efektit serë. Shkaqet e ndryshimeve klimatike. Parimet bazë të inventarit të shkarkimeve dhe zhytjeve të gazeve serrë. Konventa Kuadër e Kombeve të Bashkuara për Ndryshimet Klimatike. Protokolli i Kiotos është një mekanizëm për tregtimin e kuotave. Projektet e Përbashkëta Zbatuese.

tezë, shtuar 13.06.2013


Kriza globale ekologjike. Rritja e përqendrimeve atmosferike të dioksidit të karbonit, metanit dhe gazeve të tjera serrë. Shkelja e ekuilibrit të rrezatimit të atmosferës. Akumulimi i aerosoleve në atmosferë, shkatërrimi i shtresës së ozonit.

abstrakt, shtuar 25.10.2006


Gjendja e ajrit atmosferik në qytetin e Omsk. Masat për parandalimin e ndotjes së ajrit në Omsk CHPP-5. Reduktimi i emetimeve të oksideve të azotit dhe dioksidit të squfurit. Teknologji për pastrimin e gazrave të gripit nga hiri. Reduktimi i emetimeve të gazeve serrë në vendbanime.

punim afatshkurtër, shtuar 05/08/2014


Shkaqet dhe pasojat e një rritje graduale të temperaturës së shtresës sipërfaqësore të atmosferës së Tokës dhe Oqeanit Botëror. Treguesit negativë të efektit serë. Mënyrat e mundshme për të zgjidhur problemin e ngrohjes globale dhe masat për të reduktuar emetimet e gazeve serrë.

test, shtuar 20.04.2015


Funksionet e atmosferës së Tokës, shfaqja, roli dhe përbërja e gazeve serrë. Shkaqet e ngrohjes së supozuar të klimës. Pasojat pozitive dhe negative të efektit serë për botën organike. Mënyrat për të zgjidhur problemin global mjedisor.

prezantim, shtuar më 16.12.2010


Studimi i fenomenit të efektit serë që lidhet me hyrjen në atmosferë të gazeve serrë, të cilat pengojnë transferimin e nxehtësisë midis Tokës dhe hapësirës. Krahasimi i bilancit të flukseve të dioksidit të karbonit për ekosistemet, kontributi i vendeve në ndotjen globale.

prezantim, shtuar 27.09.2011


Thelbi i efektit serë. Mënyrat për të studiuar ndryshimin e klimës. Ndikimi i dioksidit të karbonit në intensitetin e efektit serë. Ngrohja globale. Pasojat e efektit serrë. Faktorët e ndryshimit të klimës.

abstrakt, shtuar 01/09/2004


Problemet globale të njerëzimit dhe perspektivat e qytetërimit modern. Analiza e proceseve biosferike, reduktimi i biodiversitetit. Pritshmëria e ngrohjes së klimës për shkak të emetimit të CO2 dhe gazeve të tjera "serë" në atmosferë. Koncepti i problemit Maltusian.

Në shtresat atmosferike të planetit tonë ka shumë dukuri që ndikojnë drejtpërdrejt në kushtet klimatike të Tokës. Një fenomen i tillë konsiderohet efekti serë, i karakterizuar nga një rritje e temperaturës së shtresave më të ulëta atmosferike të globit në krahasim me temperaturën e rrezatimit termik të planetit tonë, i cili mund të vërehet nga hapësira.

Ky proces konsiderohet si një nga problemet globale mjedisore të kohës sonë, sepse falë tij, nxehtësia diellore ruhet në formën e gazeve serë pranë sipërfaqes së Tokës dhe krijon parakushtet për ngrohjen globale.

Gazrat serë që ndikojnë në klimën e planetit

Parimet e efektit serë u ndriçuan për herë të parë nga Joseph Fourier, duke marrë parasysh lloje të ndryshme mekanizmash në formimin e klimës së Tokës. Në të njëjtën kohë, faktorët që ndikojnë në kushtet e temperaturës së zonave klimatike dhe transferimin cilësor të nxehtësisë dhe faktorët që ndikojnë gjendja e bilancit të përgjithshëm të nxehtësisë planeti ynë. Efekti serë sigurohet nga ndryshimi në transparencën e atmosferave në rrezet infra të kuqe të largëta dhe të dukshme. Bilanci i nxehtësisë i globit përcakton klimën dhe temperaturat mesatare vjetore afër sipërfaqes.

Pjesëmarrje aktive në këtë proces marrin të ashtuquajturat gazra serë, të cilët vonojnë rrezet infra të kuqe që ngrohin atmosferën e Tokës dhe sipërfaqen e saj. Sipas shkallës së ndikimit dhe ndikimit në ekuilibrin e nxehtësisë së planetit tonë, llojet e mëposhtme të gazeve serrë konsiderohen si kryesoret:

• avujt e ujit
• Metani

Kryesorja në këtë listë është avulli i ujit (lagështia e ajrit troposferik), i cili jep kontributin kryesor në efektin serë të atmosferës së tokës. Freonet dhe oksidi nitrik janë gjithashtu të përfshirë në veprim, por një përqendrim i vogël i gazrave të tjerë nuk ka një efekt kaq domethënës.

Parimi i funksionimit dhe shkaqet e efektit serë

Efekti serë, i quajtur edhe efekti serë, është depërtimi i rrezatimit me valë të shkurtër nga Dielli në sipërfaqen e Tokës, i cili lehtësohet nga dioksidi i karbonit. Në këtë rast, rrezatimi termik i Tokës (valë e gjatë) vonohet. Si pasojë e këtyre veprimeve të porositura, atmosfera jonë nxehet për një kohë të gjatë.

Gjithashtu, thelbi i efektit serrë mund të konsiderohet si mundësia e rritjes së temperaturës globale të Tokës, e cila mund të ndodhë si rezultat i ndryshimeve të rëndësishme në bilancin e nxehtësisë. Një proces i tillë mund të çojë në një akumulim gradual të gazeve serrë në atmosferën e planetit tonë.

më eksplicite shkaku i efektit serë quhet çlirimi i gazeve industriale në atmosferë. Rezulton se rezultatet negative të veprimtarisë njerëzore (zjarret në pyje, emetimet e makinave, puna e ndërmarrjeve të ndryshme industriale dhe djegia e mbetjeve të karburantit) bëhen shkaktarë të drejtpërdrejtë të ngrohjes së klimës. Shpyllëzimi është gjithashtu një nga këto arsye, pasi janë pyjet ato që janë thithësit më aktivë të dioksidit të karbonit.

Nëse normalizohet për organizmat e gjallë, atëherë ekosistemet e Tokës dhe njerëzit do të duhet të përpiqen të përshtaten me regjimet e ndryshuara klimatike. Megjithatë, zgjidhja më e arsyeshme do të ishte ende reduktimi dhe më pas rregullimi i emetimeve.

Problemi i efektit serë është veçanërisht i rëndësishëm në shekullin tonë, kur shkatërrojmë pyjet për të ndërtuar një tjetër fabrikë industriale dhe shumë prej nesh nuk mund ta imagjinojnë jetën pa një makinë. Ne, si strucat, fshehim kokën në rërë, duke mos vërejtur dëmin nga aktivitetet tona. Ndërkohë, efekti serë po intensifikohet dhe po çon në katastrofa globale.

Fenomeni i efektit serë ka ekzistuar që në shfaqjen e atmosferës, megjithëse nuk ishte aq i dukshëm. Sidoqoftë, studimi i tij filloi shumë përpara përdorimit aktiv të makinave dhe.

Përkufizim i shkurtër

Efekti serë është një rritje në temperaturën e shtresave më të ulëta të atmosferës së planetit për shkak të akumulimit të gazeve serrë. Mekanizmi i tij është si më poshtë: rrezet e diellit depërtojnë në atmosferë, ngrohin sipërfaqen e planetit.

Rrezatimi termik që vjen nga sipërfaqja duhet të kthehet në hapësirë, por atmosfera e poshtme është shumë e dendur që ato të depërtojnë. Arsyeja për këtë janë gazrat serrë. Rrezet e nxehtësisë qëndrojnë në atmosferë, duke rritur temperaturën e saj.

Historia e hulumtimit të efektit serë

Për herë të parë ata filluan të flasin për fenomenin në 1827. Pastaj u shfaq artikulli i Jean Baptiste Joseph Fourier "Shënim mbi temperaturat e globit dhe planetët e tjerë", ku ai detajoi idetë e tij në lidhje me mekanizmin e efektit serë dhe arsyet e shfaqjes së tij në Tokë. Në kërkimin e tij, Fourier u mbështet jo vetëm në eksperimentet e tij, por edhe në gjykimet e M. De Saussure. Ky i fundit kreu eksperimente me një enë qelqi të nxirë nga brenda, të mbyllur dhe të vendosur nën rrezet e diellit. Temperatura brenda enës ishte shumë më e lartë se jashtë. Kjo është për shkak të një faktori të tillë: rrezatimi termik nuk mund të kalojë përmes xhamit të errësuar, që do të thotë se mbetet brenda enës. Në të njëjtën kohë, rrezet e diellit depërtojnë me guxim nëpër mure, pasi pjesa e jashtme e anijes mbetet transparente.

Formula të shumta

Energjia totale e rrezatimit diellor të përthithur për njësi të kohës nga një planet me rreze R dhe albedo sferike A është e barabartë me:

E = πR2 ( E_0 mbi R2) (1 – A),

ku E_0 është konstanta diellore dhe r është distanca me Diellin.

Në përputhje me ligjin Stefan-Boltzmann, rrezatimi termik i ekuilibrit L i një planeti me rreze R, domethënë sipërfaqja e sipërfaqes rrezatuese 4πR2:

L=4πR2 σTE^4,

ku TE është temperatura efektive e planetit.

Shkaqet

Natyra e fenomenit shpjegohet me transparencën e ndryshme të atmosferës për rrezatim nga hapësira dhe nga sipërfaqja e planetit. Atmosfera e planetit është transparente ndaj rrezeve të diellit, si xhami, dhe për këtë arsye ato kalojnë lehtësisht nëpër të. Dhe për rrezatimin termik, shtresat e poshtme të atmosferës janë "të padepërtueshme", shumë të dendura për t'u kaluar. Kjo është arsyeja pse një pjesë e rrezatimit termik mbetet në atmosferë, duke zbritur gradualisht në shtresat e saj më të ulëta. Në të njëjtën kohë, sasia e gazeve serrë që kondensojnë atmosferën po rritet.

Në shkollë, na mësuan se shkaku kryesor i efektit të serrës është aktiviteti njerëzor. Evolucioni na ka çuar në industri, djegim tonelata qymyr, naftë dhe gaz, marrim karburant, pasojë e kësaj është lëshimi i gazrave dhe substancave serrë në atmosferë. Midis tyre janë avujt e ujit, metani, dioksidi i karbonit, oksidi nitrik. Pse janë emërtuar kështu është e kuptueshme. Sipërfaqja e planetit nxehet nga rrezet e diellit, por domosdoshmërisht "ia kthen" një pjesë të nxehtësisë. Rrezatimi termik që vjen nga sipërfaqja e Tokës quhet infra i kuq.

Gazrat serrë në pjesën e poshtme të atmosferës parandalojnë kthimin e rrezeve të nxehtësisë në hapësirë, duke i vonuar ato. Si rezultat, temperatura mesatare e planetit po rritet, dhe kjo çon në pasoja të rrezikshme.

A nuk ka vërtet asgjë që mund të rregullojë sasinë e gazeve serrë në atmosferë? Sigurisht që mundet. Oksigjeni e bën mirë këtë punë. Por këtu qëndron problemi - numri i popullsisë së planetit po rritet në mënyrë të pashmangshme, që do të thotë se gjithnjë e më shumë oksigjen po absorbohet. Shpëtimi ynë i vetëm është bimësia, veçanërisht pyjet. Ata thithin dioksidin e tepërt të karbonit, lëshojnë shumë më shumë oksigjen sesa konsumojnë njerëzit.

Efekti serë dhe klima e Tokës

Kur flasim për pasojat e efektit serë, kuptojmë ndikimin e tij në klimën e Tokës. E para është ngrohja globale. Shumë barazojnë konceptet e "efektit serë" dhe "ngrohjes globale", por ato nuk janë të barabarta, por të ndërlidhura: i pari është shkaku i të dytit.

Ngrohja globale lidhet drejtpërdrejt me oqeanet. Këtu është një shembull i dy marrëdhënieve shkakësore.

1. Temperatura mesatare e planetit rritet, lëngu fillon të avullojë. Kjo vlen edhe për Oqeanin Botëror: disa shkencëtarë kanë frikë se në disa qindra vjet ai do të fillojë të "thahet".
2. Në të njëjtën kohë, për shkak të temperaturave të larta, akullnajat dhe akulli i detit do të fillojnë të shkrihen në mënyrë aktive në të ardhmen e afërt. Kjo do të çojë në një rritje të pashmangshme të nivelit të Oqeanit Botëror.

Tashmë po shohim përmbytje të rregullta në zonat bregdetare, por nëse niveli i Oqeanit Botëror rritet ndjeshëm, të gjitha zonat e afërta të tokës do të përmbyten, të korrat do të vdesin.

Ndikimi në jetën e njerëzve

Mos harroni se rritja e temperaturës mesatare të Tokës do të ndikojë në jetën tonë. Pasojat mund të jenë shumë serioze. Shumë territore të planetit tonë, tashmë të prirur ndaj thatësirës, ​​do të bëhen absolutisht të paqëndrueshme, njerëzit do të fillojnë të migrojnë masivisht në rajone të tjera. Kjo do të çojë në mënyrë të pashmangshme në probleme socio-ekonomike, në fillimin e luftës së tretë dhe të katërt botërore. Mungesa e ushqimit, shkatërrimi i të korrave - kjo është ajo që na pret në shekullin e ardhshëm.

Por a është e nevojshme të presësh? Apo është ende e mundur të ndryshosh diçka? A mundet njerëzimi të zvogëlojë dëmin nga efekti serë?

Veprimet që mund të shpëtojnë Tokën

Deri më sot dihen të gjithë faktorët e dëmshëm që çojnë në akumulimin e gazeve serrë dhe ne e dimë se çfarë duhet bërë për ta ndaluar këtë. Mos mendoni se një person nuk do të ndryshojë asgjë. Sigurisht, vetëm i gjithë njerëzimi mund të arrijë një efekt, por kush e di - ndoshta njëqind njerëz të tjerë po lexojnë një artikull të ngjashëm në atë moment?

Ruajtja e pyjeve

Ndaloni shpyllëzimin. Bimët janë shpëtimi ynë! Për më tepër, është e nevojshme jo vetëm të ruhen pyjet ekzistuese, por edhe të mbillen në mënyrë aktive të reja.

Të gjithë duhet ta kuptojnë këtë problem.

Fotosinteza është aq e fuqishme sa mund të na sigurojë një sasi të madhe oksigjeni. Do të jetë e mjaftueshme për jetën normale të njerëzve dhe eliminimin e gazrave të dëmshëm nga atmosfera.

Përdorimi i automjeteve elektrike

Refuzimi i përdorimit të makinave me karburant. Çdo makinë lëshon një sasi të madhe të gazrave serrë çdo vit, kështu që pse të mos zgjidhni një mjedis të shëndetshëm? Shkencëtarët tashmë po na ofrojnë automjete elektrike – makina miqësore me mjedisin që nuk përdorin karburant. Minus makinën "karburant" - një tjetër hap drejt eliminimit të gazeve serrë. Në të gjithë botën ata po përpiqen të përshpejtojnë këtë tranzicion, por deri më tani zhvillimet aktuale të makinave të tilla janë larg të qenit perfekte. Edhe në Japoni, ku ka përdorimin më të madh të makinave të tilla, ato nuk janë gati të kalojnë plotësisht në përdorimin e tyre.

Alternativë ndaj karburantit hidrokarbur

Shpikja e energjisë alternative. Njerëzimi nuk qëndron ende, atëherë pse jemi “të ngecur” në përdorimin e qymyrit, naftës dhe gazit? Djegia e këtyre përbërësve natyrorë çon në akumulimin e gazeve serë në atmosferë, kështu që është koha për të kaluar në një formë energjie miqësore me mjedisin.

Ne nuk mund të braktisim plotësisht gjithçka që lëshon gazra të dëmshëm. Por ne mund të kontribuojmë në një rritje të oksigjenit në atmosferë. Jo vetëm një burrë i vërtetë duhet të mbjellë një pemë - çdo person duhet ta bëjë këtë!