Парниковый или тепличный эффект: почему появляется и чем грозит

В последнее время в зарубежных СМИ всё чаще можно встретить фразу greenhouse effect. На русский это понятие обычно переводят как “парниковый эффект”. Такая тема неразрывно связана с проблемой глобального потепления. Давайте разберёмся, в чём суть этого термина, откуда берётся парниковый эффект и что можно сделать, чтобы минимизировать последствия.

Что такое парниковый эффект и в чем его сущность

Не стоит думать, что парниковый эффект, сам по себе, плох и вреден. Изначально он представлял собой естественную для планеты вещь. Именно благодаря этой особенности температура на планете не падает ниже допустимых для существования человечества пределов.

Суть парникового эффекта в том, что в атмосфере земли присутствуют особые парниковые газы. Особенность этих веществ в том, что они способны пропускать коротковолновые лучи – как те, что доходят до Земли от солнца. Есть также аэрозольные газы, которые эти лучи отражают. Благодаря балансу между одними и другими на планете создаётся определённая температура.

За счёт влияния солнца поверхность планеты нагревается. И тогда уже Земля начинает возвращать тепло, только на этот раз длинноволновыми лучами. Такое излучение парниковые газы уже не пропустят. То есть в результате уходит только часть тепла, а другая остаётся в атмосфере и продолжает подогревать планету.

Узнайте больше про экологические проблемы Оренбурга, Ставрополя и российских морей

Причины возникновения парникового эффекта и его усиления

Механизм парникового эффекта естественен и именно он делает жизнь на Земле возможной. Без него средняя температура оставалась бы на уровне -18 градусов, а это – вечно замёрзшие водоёмы, почти полное отсутствие растительности и дискомфорт для всего живого.

Однако для гармоничного существования планеты важен баланс. Деятельность человечества нарушила это равновесие. В результате излишки тепла, которые должны были покинуть атмосферу и отправиться в космос, остаются на поверхности планеты. Средняя температура растёт и последствия этого могут быть необратимыми.

Сейчас учёные оценивают изменения средней температуры в 1,1 градус. Но не спешите расслабляться. Разница в 4 градуса некогда привела к наступлению Ледникового периода. Так что такое расхождение можно считать весьма тревожным. И причина всего этого – развитие промышленности и деятельность людей в самых разных сферах.

Обратите внимание! Для начала необратимых изменений достаточно отклонения в 2 градуса. А значит, половина пути уже пройдена.

Сжигание ископаемого топлива

Речь идёт, в первую очередь, о нефти, газе и угле. Такие вещества позволяют получить энергию, необходимую для транспортной промышленности и снабжения городов электричеством. Однако высвобождается она только в процессе сжигания ископаемых. А вместе с энергией производится и изрядное количество углерода. Газ тут же реагирует с кислородом, содержащимся в атмосфере. На выходе получается углекислый газ.

То же самое вещество выделяется в атмосферу и в процессе использования автомобилей. Людей на планете становится всё больше и почти у каждого есть собственная машина. Как следствие, содержание газа в воздухе тоже растёт.

Вырубка лесов

Растения способны нивелировать высокую концентрацию одного из самых эффективных пг – углекислого газа. Больше того, в процессе фотосинтеза деревья и кустарники ещё и производят кислород, необходимый для жизни человеку и животным. Чем меньше становится зелёная зона планеты, тем медленнее протекает этот процесс.

Подливает масла в огонь ещё и способ использования срубленных растений. Уничтожая леса, люди направляют большую часть полученного сырья на сжигание. В процессе которого вновь вырабатывается тот самый CO2.

Увеличение населения

Людей на Земле становится всё больше и больше. Каждому из них нужно что-то есть, где-то жить и во что-то одеваться. Как следствие, открывается всё больше предприятий, производящих предметы, способные закрыть эти потребности. Каждое из них вносит свою лепту в загрязнение атмосферы и усиление парникового эффекта. Добавьте к этому приведённой выше пункт про использование авто и ситуация станет ещё печальнее.

Сельское хозяйство

Эта сфера ответственна не за углекислый газ, а за окись азота. Такое вещество содержится в большинстве удобрений. Фермеры используют их, чтобы получить больше урожая и тем самым запускают очередную цепочку загрязнений.

Промышленные отходы и свалки

На свалках мусор обычно просто лежит, сваленный в кучу. Постепенно начинают происходить процессы гниения и разложения. В процессе вырабатываются метан и углекислый газ. И если от одного конкретного предмета эффект будет незначительным, то целая свалка оказывает заметное влияние на парниковый эффект. Добавляют негатива и промышленные предприятия, которые выбрасывают в атмосферу отходы производства.

Основные парниковые газы и их источники

Парниковыми газами являются многие вещества этого агрегатного состояния. Однако можно выделить несколько примеров, которые вносят особенно ощутимый вклад в проблему парникового эффекта. Большая часть ПГ появляется благодаря деятельности человека.

Водяной пар

Концентрация водяного пара в атмосфере самая высокая среди всех парниковых газов. Тем не менее пар имеет слишком неявно выраженный эффект в плане отражения тепла. Так что роль этого вещества в проблеме глобального потепления незначительна.

Интересный факт! Водяной пар имеет и позитивное влияние. Благодаря его накоплению облаков становится больше, а они помогают отражать солнечные лучи.

Углекислый газ

Этот газ в природе существовал всегда, ведь он является главным продуктом круговорота углерода. Однако деятельность человека оказала существенное влияние на его концентрацию. Количество вещества увеличилось на 47%, что и привело к нарушению естественного баланса.

Тропосферный озон

Пожалуй, единственный представитель этого списка, на концентрацию которого человек не оказал влияние. Такое вещество изначально содержится в некоторых слоях атмосферы. Значимого вклада в общую проблему озон не привносит.

Антропогенные парниковые газы

Влияние на экологию таких веществ пока изучено не полностью. Однако их повышенный уровень всё ещё представляет потенциальную опасность.

Метан

Атмосфера содержит ощутимо меньше метана, чем углекислого газа. Однако их влияние на общую проблему часто сравнивают. Это связано с тем, что эффективность метана в плане парникового эффекта заметно выше. В природе такое вещество вырабатывается термитниками и болотами. Но деятельность человека тоже существенно влияет на его количество. Ведь уровень метана может поднимать как сельское хозяйство, так и добыча полезных ископаемых и даже само существование свалок.

Фреоны

Это слово знакомо каждому, кто хоть раз покупал или чинил холодильник. Также фреон используется для кондиционеров и присутствует в аэрозолях (например, дезодорантах). Это вещество опасно тем, что пробивает озоновый слой, образуя дыры. В результате ультрафиолетовое излучение солнца может беспрепятственно попадать на Землю.

Оксиды азота

Такие газы образуются при сжигании многих видов топлива природного происхождения, а также твёрдого мусора. Основной причиной увеличения концентрации закиси азота можно считать деятельность фермеров и промышленных компаний, которые занимаются сельским хозяйством.

Галогенированные углеводороды

К этой же группе можно отнести ещё ряд веществ. Среди них:

• Гидрофторуглероды;
• Гексафторид;
• Прочие газы синтетического происхождения.

В атмосферу такие элементы попадают благодаря деятельности заводов и вообще всей химической промышленности.

Как рассчитываются выбросы парниковых газов

Точно рассчитать эмиссию парниковых газов непросто. Существуют отдельные формулы для каждого источника выбросов. Для примера возьмём формулу, которая действительна для автомобилей. То есть, в данном случае мы будем рассчитывать параметр для трёх ПГ:

• Метан;
• Диоксид углерода;
• Закись азота.

Здесь нам важно учесть тип двигателя конкретного ТС, особенности региона и уровень потребления топлива. По итогу получается следующая формула:

Расшифруем:

• M – годовой уровень выброса углекислого газа (тонны).
• N – показатель, который зависит от вида топлива – уровень потребления.
• Q1 – коэффициент горения кислорода, применимый для данного конкретного топлива (вычисляется по таблице).
• TH3 – табличный показатель теплотворности.
• Q2 – выброс углерода (коэффициент, который определяется по таблице).
• 44/12 – соотношение С к СО2, которое используется для пересчёта.

Подобные схемы могут использоваться и для других источников ПГ. Например, средний самолёт будет производить около 7 тонн за рейс. И это – только углекислого газа.

Последствия парникового эффекта

Благодаря увеличению концентрации парниковых газов, полезный эффект начинает приносить ощутимый вред. Конечно, есть и те, кто получат от изменений в окружающей среде некоторые преимущества. Речь идёт о регионах с низкой средней температурой. Потепление откроет для них новые возможности в плане земледелия. А вот все остальные от глобального потепления, напротив, пострадают. Особенно заметным урон станет для жарких стран.

Однако пострадает не только экология. Серьёзные проблемы коснуться и экономики многих стран. Начнутся трудности с падения ВВП на душу населения. Впрочем, к тому моменту людям может быть уже не до денег. Ведь наступят и другие, более страшные последствия.

Повышение уровня мирового океана из-за таяния ледников

Учёные сравнили толщину льда в 1960 году и сейчас и пришли к неутешительному выводу. Показатель снизился на 40%. И процесс таяния не останавливается. А ведь из-за этого крупные ледники превращаются в воду, которая пополняет водоёмы. В результате, по оценкам специалистов, к 2100-му году некоторые острова и прибрежные регионы могут быть затоплены полностью.

Самые оптимистичные предположения прогнозируют увеличение уровня воды на 28 сантиметров. Однако разница может составить и все 100 см при неблагоприятном варианте развития событий. Это приведёт не только к потопам, но и к попаданию солёной морской воды в пресные реки и озёра. В результате все обитатели пострадавших водоёмов погибнут.

Увеличение частоты и интенсивности стихийных бедствий

Увеличение средней температуры на планете приведёт к целому ряду стихийных бедствий:

• Пересыхание рек из-за жары;
• Частое образование смерчей;
• Засухи и наводнения, в зависимости от региона и его удалённости от морей и океанов;
• Высыхание растений и, как следствие, масштабные лесные пожары.

По докладам отечественных исследований, температура в среднем по России уже поднялась на 2 градуса. Сейчас некоторые регионы могут даже радоваться таким изменениям. Ведь в стране много мест, где климат раньше казался слишком холодным. Теперь он становится более приятным.

Однако первые негативные последствия уже заметны. В южных регионах участились засухи, которые убивают урожай и изнуряют людей. Но больше всего страдает Арктика. Вечная мерзлота составляет больше двух третей территории государства. И все эти льды постепенно тают, ломая инфраструктуру и делая почти невозможной связь с остальной частью страны.

Вымирание животных и растений

Биосфера тоже может значительно пострадать от грядущих изменений. По примерным оценкам спустя всего 50 лет мы лишимся трети представителей флоры и фауны, привычных нам сегодня. Это связано именно с увеличением температуры. Для тропических животных жара станет невыносимой. Но больше всего пострадают пингвины и другие обитатели ледников. Эти животные буквально лишатся собственного дома.

Низкая урожайность

Как уже говорилось выше, часть регионов настигнет засуха, а другие – постоянные наводнения. Всё это оказывает влияние на почву. Со временем она может стать непригодной для земледелия. Как следствие – голод, который настигнет ощутимую часть жителей планеты.

Закисление океана

Из-за обилия углекислого газа в атмосфере, кислотность воды в океанах и морях повышается. Морские обитатели страдают от этого больше всех. Организм животных становится менее устойчивым к заболеваниям. К тому же, кислота разрушает хитин, которым покрыты многие существа. А этот слой выполняет важные защитные функции.

Влияние парникового эффекта на здоровье людей

Сам по себе парниковый эффект не влияет на состояние людей.  А вот изменения климата могут повлечь за собой много неприятных последствий:

• Обезвоживание из-за засух и отсутствия пресной воды;
• Инсульты;
• Отравления;
• Более частые случаи заболевания астмой;
• Тепловые удары;
• Инфекции, поражающие кожу и дыхательные пути.

Обратите внимание! Также в воздухе может резко повыситься количество аллергенов из-за чего больше людей будет страдать от симптомов аллергии.

Но основные последствия повлечёт за собой увеличение популяции насекомых. Насекомые переносят многие инфекционные заболевания, а значит люди станут чаще болеть ими.

Новый закон об ограничении парниковых газов

Недавно в России оказался принят новый закон, который должен принести пользу состоянию окружающей среды. С 2021 года государство контролирует количество выбросов на каждом предприятии. Если этот показатель превышает 50 тысяч тонн, компания предоставляет отчёты и обязывается провести мероприятия из списка по охране экологии. Конечно, у такого решения выделяются свои плюсы и минусы. Однако закон обладает потенциалом помочь в решении проблемы.

Узнайте больше про экологические проблемы Алтая, Московской области и Северного Кавказа

Пути решения проблемы парникового эффекта

Вопрос “как бороться с парниковым эффектом” сегодня актуален как никогда. Учёные придумали решение, которое гипотетически устранит проблему. Научное сообщество предлагает распределить по атмосфере мельчайшие частички серебра. Такой дополнительный слой отражал бы солнечные лучи. Планета нагревалась бы меньше и парниковый эффект перестал бы представлять опасность.

Однако пока в этом плане всё ещё много белых пятен. И всё же придуман ряд действий, которые доступны и реализуемы уже сегодня, чтобы помочь планете:

• Отказаться от ископаемого топлива. Или хотя бы свести использование такого топлива к минимуму. Сегодня почти в каждой сфере появились варианты, предлагающие заменить тот же бензин на возобновляемые источники энергии.
• Бороться с лесными пожарами и вырубкой деревьев.
• Восстанавливать исконный химический состав почвы. В первую очередь это касается гумуса, который плотно связан с проблемой парникового эффекта.
• Искать альтернативные источники энергии и, что важнее, научиться грамотно энергию запасать.
• Модернизировать сельское хозяйство, чтобы сделать его процессы более экологичными.
• Перестать пользоваться личным автомобилем. Собственную машину можно заменить общественным транспортом или велосипедом. Но, если без авто совсем никак, стоит отдать предпочтение электрокару.

Также некоторые исследователи предлагают искусственно увеличить количество облаков. Ведь облака и тучи тоже выполняют роль щита от солнечных лучей. Пока эта идея кажется более жизнеспособной, чем вариант с серебром, но способы реализовать такую методику тоже до конца не продуманы.

Интересные факты о парниковом эффекте

Для сообщения по биологии пригодятся любопытные факты о парниковом эффекте. Вот четыре примера:

• Парниковый эффект действует не только на Земле. Сильнее всего это явление выражено на Венере. Предположительно из-за того, что на планете нет морей и океанов.
• По оценкам учёных в 2080 климат Сибири станет не похож на привычный. В регионе постоянно будет тепло или даже жарко. Вырастет и количество осадков, а вот вечная мерзлота сильно уменьшится.
• Явление было открыто в 1827 году Жозефом Фурье. Этот человек и придумал закрепившееся название.
• Если образ жизни человечества не изменится, уровень моря к концу столетия вырастет минимум на 20 см.