Парниковый эффект, изменение климата

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

Перечислим основные возможные причины изменений климата:

- изменение светимости Солнца или параметров орбиты Земли;

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

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

- изменение количества тепла, запасаемого в глубинах океана.

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

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

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

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

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

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

Проблема "озонового слоя"

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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