01.03.2024 г.
Парниковый эффект: как он возникает и почему опасен

Что такое парниковый эффект

Парниковый эффект - это процесс повышения температуры поверхности Земли за счет того, что парниковые газы задерживают солнечное тепло, которое в противном случае ушло бы в космос. По сути эти газы "окутывают" нашу планету, помогая поддерживать высокую температуру у ее поверхности.

Парниковые газы играют решающую роль в сохранении на Земле температуры, подходящей для жизни. Без естественного парникового эффекта средняя температура на планете составила бы около минус 20°C вместо нынешних около 15°С.

Ученые полагают, что энергетический баланс Земли с комфортной для многочисленных видов живых организмов температурой был нарушен с началом промышленной революции. Люди начали активно сжигать ископаемое топливо, что привело к масштабному выбросу углекислого газа и других парниковых газов в атмосферу. Десятилетиями уровень CO2 в атмосфере растет, удерживает лишнее тепло у поверхности Земли, что вызывает общее повышение температуры.

По оценкам экспертов, с 1970 по 2004 год выбросы парниковых газов увеличились на 70%. Выбросы углекислого газа за этот период выросли на 80%. 

Оценки годовых выбросов парниковых газов на глобальном уровне, в миллиардах метрических тонн

По данным Всемирной метеорологической организации, в течение большей части последних 800 тысяч лет концентрация CO2 в атмосфере Земли составляла примерно от 200 до 280 частей на миллион. В 2013 году она превысила 400 частей на миллион. По состоянию на 2023 год концентрация CO2 выросла до более чем 420 частей на миллион, что на 50% превышает показатель доиндустриального уровня. Эксперты отмечают, что с ростом выбросов метана и других парниковых газов к 2100 году средняя температура у поверхности нашей планеты может увеличиться на 4,8°C по сравнению с доиндустриальным уровнем.

Какие газы вызывают парниковый эффект

• водяной пар
• углекислый газ
• закись азота
• метан
• озон
• синтетические парниковые газы.

С точки зрения количества тепла, которое эти газы могут поглощать и переизлучать, метан в 23 раза, а закись азота в 296 раз более эффективны, чем углекислый газ. 

Глобальные концентрации углекислого газа в атмосфере за 2003 – 2022 годы

По сути, это "вклад" в глобальное потепление. Но CO2 в атмосфере Земли гораздо больше, поэтому он является основным парниковым газом, способствующим усилению парникового эффекта. В то же время углекислый газ "поглощается" лесами, почвами и океаном. Его количество в поверхностных водах океанов и в атмосфере находится в равновесии.

Источниками метана в природе являются водно-болотные угодья, тундра, океаны и их донные отложения. Это около 36% выбросов. Остальная часть - дело рук человека. Это свалки, животноводство, рисоводство, производство и использование ископаемого топлива.

Водяной пар является наиболее существенным природным парниковым газом в атмосфере и серьезно влияет на климат и водные ресурсы. На тропосферный озон, по оценкам ученых, приходится треть вклада в потепление, вызванного прямыми парниковыми газами, со времен промышленной революции. Синтетические парниковые газы долговечны и очень хорошо поглощают солнечную радиацию. Например, хлорфторуглероды могут оставаться в атмосфере более 100 лет и оказывать в несколько тысяч раз более мощный "согревающий" эффект, чем углекислый газ.

Причины возникновения и усиления парникового эффекта

Парниковый эффект - это естественный и закономерный процесс. Его природными причинами являются "дыхание" и разложение растений, а также выбросы парниковых газов из океана в атмосферу. Многие природные парниковые газы - водяной пар, углекислый газ, метан - присутствуют в атмосфере естественным образом.

Но проблема в том, что из-за деятельности человека парниковый эффект усиливается. По данным Всемирной метеорологической организации, начиная с 1880 года период 2016 - 2022 годов был самым теплым за всю историю наблюдений. С каждым годом на климат и температуру Земли все больше влияют сжигание ископаемого топлива, вырубка лесов и животноводство. Эти процессы добавляют большое количество парниковых газов к уже присутствующим в атмосфере естественным образом.

По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата, около 25% глобальных выбросов парниковых газов происходит из-за ведения сельского хозяйства и других видов землепользования. На ситуацию влияют производство и переработка кормов и продукции животноводства, выбросы парниковых газов при пищеварении скота и при разложении навоза.

Избыточное применение удобрений может привести к росту концентрации закиси азота. Активное и не всегда бережное использование земель и водно-болотных угодий, а также выбросы свалок способствуют образованию высоких концентраций метана в атмосфере. Масштабные вырубки лесов приводят к уничтожению больших площадей растительности, которая способна поглощать углекислый газ в атмосфере.

Еще 14% приходится на сжигание бензина и дизельного топлива для обеспечения мировых транспортных систем. Около четверти выбросов парниковых газов связано с сжиганием угля, природного газа и нефти для производства электроэнергии и тепла.

Свой вклад в усиление парникового эффекта вносит производство цемента: при нагревании карбоната кальция происходит выброс углекислого газа в атмосферу. В среднем на каждую тысячу килограммов произведенного цемента выбрасывается 900 килограммов CO2. По оценкам экспертов, этот вид промышленности может быть ответственным за 5 - 8% глобальных антропогенных выбросов углекислого газа.

Вклад антропогенных парниковых газов в выбросы на планете

Также одна из причин усиления парникового эффекта - аэрозоли. Это мелкие частицы в атмосфере, которые образуются в результате выхлопов автомобилей и заводов, а также при сжигании ископаемого топлива. Кроме того, их источниками являются хлорфторуглероды из холодильных систем и галоны в системах пожаротушения и на производстве. Аэрозоли в том числе образуются в ходе природных процессов: во время извержения вулканов, лесных пожаров и других.

Последствия парникового эффекта

Основное последствие парникового эффекта - это изменение климата и сопутствующие ему процессы на фоне прогрессивного повышения температуры у поверхности Земли.

Таяние ледников и морского льда. Потепление на планете приводит к тому, что по всему миру все быстрее тают ледники и морской лед. Из-за этого повышается уровень моря, возникают риски наводнений. Эксперты выяснили, что Западная Антарктида с 1996 по 2021 год потеряла 3,331 миллиарда тонн льда. Это вызвало повышение уровня моря более чем на 9 миллиметров по всему миру.

Такие явления угрожают городам, расположенным на побережье и островах, а также в низинах - например, Венеции, Токио, Джакарте, Мале, Санкт-Петербургу, Новому Орлеану и другим. По самым пессимистичным прогнозам, к 2100 году они могут оказаться под водой. Также таяние льдов влияет на популяции арктических животных, особенно белых медведей, и объекты их питания. Сокращаются места обитания и охоты этих крупных хищников. Они вынуждены все больше времени проводить на берегу, учащаются случаи выходов белых медведей к населенным пунктам.

Дисбаланс в экосистемах. Изменение климата меняет географический ареал и характер миграций животных и рыб. Например, сдвиги в сроках нереста лососей влияют на популяцию медведей, питающихся этой рыбой. Некоторые виды растений могут исчезнуть, не успев приспособиться к изменению климата.

Экстремальные природные явления. Из-за повышения температуры чаще происходят ураганы, засухи, наводнения, тайфуны. Потепление усугубляет ситуацию с осадками: "влажные" регионы еще больше страдают от обильных ливней, а засушливые регионы - от засухи. Сухая почва менее подготовлена к сильным осадкам, что в свою очередь чревато паводкам и наводнениям. Все эти факторы создают риски для сельского хозяйства и продовольственной безопасности населения планеты, а последнее в свою очередь может вызвать массовую миграцию людей и политическую нестабильность.

Пути решения проблемы

Есть способы, которые уже широко используются по всему миру, чтобы сократить выбросы парниковых газов и снизить влияние парникового эффекта. Например, это переход на альтернативные источники энергии, в том числе на использование солнечной энергии и биотоплива, чтобы постепенно сокращать объемы сжигания ископаемого топлива. Важно инвестировать в экономичные и электрические транспортные средства.

Ученые работают над системами секвестрации углерода, которые помогают улавливать углекислый газ и хранить его под землей, не выпуская в атмосферу. В ряде стран власти активно продвигают идею повышения энергоэффективности в жилых домах и на предприятиях, в том числе с помощью экономичных систем отопления и освещения. Лесовосстановление и защита существующих лесов также помогают сбалансировать парниковые газы в атмосфере.

Изменение методов сельского хозяйства на более экологичные может помочь сократить выбросы парниковых газов. К примеру, важно сокращать использование большого количества азотных удобрений, которые увеличивают выбросы оксидов азота из почвы. Также большую роль играет правильное хранение навоза: в жидком виде в прудах или резервуарах он выделяет метан. В твердом состоянии этого не происходит.

Каждый человек может внести свой вклад в сокращение выбросов парниковых газов. Достаточно иногда отказываться от личного автомобиля в пользу общественного транспорта. Британские ученые подсчитали, что поездка на бензиновой машине из Лондона в Глазго в расчете на одного пассажира приводит к выбросу объема углекислого газа в четыре раза больше, чем такая же поездка на автобусе. Также стоит сокращать свои пищевые отходы - при общих усилиях это позволит снизить выбросы при их разложении на свалках.

Дарья Березовская

https://rg.ru/2024/03/01/parnikovyj-effekt-kak-on-voznikaet-i-pochemu-opasen.html