Mi az üvegházhatás lényege és mi a veszélye? Lehet-e megállítani a globális éghajlatváltozást, és hogyan kell ezt megtenni?
A modern emberiség számos problémájából az éghajlatváltozás kétségtelenül az egyik legjelentősebb és komolyabb. A globális felmelegedés, a biológiai sokféleség gyors csökkenése, az üvegházhatás, a gleccserek olvadása, ami az óceánok szintjének emelkedéséhez vezet - ez mind katasztrofális következményekkel járhat, és egyszerűen elviselhetetlenné teheti a bolygón élő emberek életét.
A tudósok figyelmeztetnek arra, hogy az éghajlati problémát már nem lehet eltitkolni: 2030-ig a bolygó ökoszisztémájának károsodása helyrehozhatatlan lesz. Vagyis te és én csak 12 év van hátra. Ha a közeljövőben az emberek nem fognak megoldást találni erre a problémára, akkor a légkör felmelegedésének következményei évszázadok és még évezredek óta érezhetők. És ez nem ökológiai kérdés, hanem az emberiség túlélése. Miért forróbb a bolygónk? Az emberi tevékenység eredményeként keletkezett üvegházhatás hatását hibáztatni.
Néhány elmélet vagy miért felmelegszik a bolygó?
Az üvegházhatás a Föld légkörének alsó rétegeinek fűtése, amely bizonyos gázok koncentrációjának növekedése miatt következik be. A lényege meglehetősen egyszerű: a nap sugarai a bolygó felszínét melegítik, ugyanakkor a hő marad, és nem tér vissza a külső térbe - a gázok zavarják ezt. E folyamatok eredményeként a bolygó hőmérséklete növekszik.
A Földre eső napsugárzás (akár 75%) jelentős része a spektrum látható és közeli infravörös részét képezi (400-1500 nm). A légkör gyakorlatilag nem fog elkapni, és a hőenergia szabadon eljut a bolygónk felszínéhez. A Föld, a fűtés pedig kezdetben 7,8-28 mikron hullámhosszú sugárzást bocsát ki, amelyet az űrbe bocsát ki, hozzájárulva a bolygó hűtéséhez. Az üvegházhatás fő oka az, hogy az optikai tartományban a fény nagyobb az atmoszférában, mint az infravörös. Az a tény, hogy egyes levegőben lévő gázok elnyelik vagy tükrözik a Földről érkező sugárzást. Ezeket üvegháznak nevezik. Minél nagyobb a koncentráció, annál több napenergia marad a légkörben.
Az üvegházhatású gázok megzavarják a bolygó hőegyensúlyát, amely nagymértékben meghatározza az éghajlatát.
Az üvegházhatás lényege jól ismert a nyári lakosok és kertészek számára, akik üvegházakkal rendelkeznek. A rendszer nagyon hasonló: a nap sugarai, bejutás, a talaj melegítése, és a tető és a falak nem teszik lehetővé a hő elhagyását a szerkezetből. Ezért az üvegházban, még fűtés nélkül is, a hőmérséklet mindig magasabb, mint a külső.
Most sokat beszélnek a globális felmelegedésről és az éghajlatváltozásról. Téves vélemény az, hogy az üvegházhatás előfordulása az elmúlt évek vagy évtizedek eseménye, és ennek oka kizárólag emberi tevékenység. Ez a hatás bármilyen légkörben rejlik, és nélkülözhetetlen lett volna a Földön.
Valójában problémánk az üvegházhatás gyors növekedése, amelyet az utóbbi években megfigyeltek. Ez a folyamat katasztrofális eredményekhez vezethet.
A kérdés tanulmányának története
Az üvegházhatás problémájának tanulmányozása a XIX. Század első felében kezdődött. 1827-ben megjelent Joseph Fourier „A földgömb és más bolygók hőmérsékletéről szóló jegyzet” című munkája, ahol részletesen megvizsgálta az éghajlatváltozás mechanizmusait, valamint az őt befolyásoló tényezőket. Ez a tudós először az üvegházhatás jelenségét írta le, modellként egy napfénynek kitett üvegedényt használva. Az üveg szinte átlátszatlan az infravörös sugárzással szemben, így ez a tapasztalat meglehetősen pontosan mutatja a jelenség lényegét. Az üvegházhatás fogalmát sokkal később tudományos célokra használták fel.
Később ezeket a tanulmányokat a svéd fizikus Arrhenius folytatta. Ő fejezte ki azt az elméletet, hogy a széndioxid koncentrációjának csökkenése a levegőben az egyik legfontosabb oka a jégkorszaknak a bolygó történetében.
Az üvegházhatás aktív tanulmányozása és ennek a jelenségnek a hatása csak a múlt század második felében kezdődött. A tudósok tanulmányozták a napsugárzás fluxusának változását, amely akkor következik be, amikor a levegőben lévő üvegházhatású gázok mennyisége nő. Most, hogy szimuláljuk a légkörben előforduló folyamatokat, a legmodernebb és fejlettebb számítógépeket használták. De hatalmuk gyakran nem elég, mert a bolygó éghajlat rendkívül összetett és még nem teljesen tanulmányozott rendszer.
Az elmúlt évtizedekben nemzetközi szinten az első komoly lépéseket tették a probléma megoldására. 1992-ben elfogadták az ENSZ Éghajlatváltozási Keretegyezményét. 1997-ben hozzáadták a Kiotói Jegyzőkönyvet és a Párizsi Megállapodást (2015). A dokumentumról a kibocsátás csökkentésére irányuló intézkedésekről van szó.
Üvegházhatású gázok és a felmelegedés egyéb okai
A tudósok úgy vélik, hogy az üvegházhatást az alábbi gázok okozzák:
- metán;
- szén-dioxid;
- vízgőz;
- ózon.
A globális hőmérséklet emelkedéséhez a legnagyobb mértékben a vízgőz (36% -ról 72% -ra), majd a CO2-re (kb. 9-26%) járul hozzá, majd metánnal (4-9%) és ózonnal (3-7%). Más gázok rendkívül alacsony koncentrációban vannak a levegőben, így az éghajlati folyamatokra gyakorolt hatása minimális.
A vízgőz mennyisége erősen függ a légkör alsó rétegeinek hőmérsékletétől. Minél alacsonyabb, annál alacsonyabb a páratartalom és annál gyengébb az üvegházhatás. Ebben az esetben a felesleges nedvesség a bolygó pólusaiban jégtakaróvá válik, növelve a fényvisszaverő képességét (albedo), és még hidegebbé teszi a levegőt. Így a globális felmelegedés (vagy hűtés) önfenntartó folyamat, amely bizonyos körülmények között nagyon gyorsan növekszik és fejlődik. Ahhoz, hogy elindítsuk, csak egy "trigger" -re van szükséged, és az antropogén tényező is válhat. Ebben az esetben a pozitív visszajelzés tipikus példájával foglalkozunk.
A bolygón korábban előforduló felmelegedési és hűtési időszakok tökéletesen korrelálnak a légkörben lévő szén-dioxid mennyiségével. Növekedése fokozott üvegházhatást és hosszabb hőmérséklet-emelkedést eredményez.
Emellett a felső atmoszférába belépő korom és szilárd aeroszol részecskék is befolyásolják a Föld hőegyensúlyát. Fő forrásaik a vulkáni tevékenység és az ipari kibocsátások. A por és a korom zavarja a napfény behatolását, ami csökkenti a bolygó hőmérsékletét.
Honnan jönnek az üvegházhatású gázok?
Jelenleg a tudósok egyetértenek abban, hogy a jelenlegi éghajlatváltozás a légköri szén-dioxid mennyiségének növekedésével és az üvegházhatással jár, ami ennek a folyamatnak a következménye. És a felmelegedés már sokáig történik. Az üvegházhatás növelésének fő oka az emberi tevékenység, amely erős bolygófaktor lett. Az ipari forradalom kezdete óta - azaz az elmúlt 250-300 évben - a légköri metán és a szén-dioxid koncentrációja 149% -kal, illetve 31% -kal nőtt. Itt az üvegházhatású gázok fő forrásai:
- Az ipar gyors növekedése. Növények, gyárak, járművek fő energiaforrásai a fosszilis tüzelőanyagok - olaj, földgáz és szén. Használatuk eredményeként szén-dioxid keletkezik, ami növeli az üvegházhatást. Az emberi gazdasági tevékenység során keletkező gázok mintegy fele a légkörben marad, a többit az óceán és a szárazföldi növényzet szívja fel. A Föld népessége évről évre növekszik, ezért egyre több ételt, ipari terméket, autót igényel, ami még nagyobb szén-dioxid-kibocsátáshoz vezet, így az üvegházhatás jelensége nő. És ha az elmúlt évszázadban a hőmérséklet 0,74 fokkal emelkedett, akkor a jövőben a tudósok minden évtizedben 0,2 fokos növekedést várnak el;
- Az erdőirtás és a mezőgazdasági fejlődés. A CO2 koncentrációjának a légkörben való növelésének másik fontos oka az erdők hatalmas pusztulása. A fotoszintézis folyamatában a fák széndioxidot szívnak fel és oxigént szabadítanak fel, ami az üvegházhatású gázok koncentrációjának természetes szabályozója. Az erdőirtás elsősorban az új szántóföld megszerzéséhez szükséges, hogy a gyorsan növekvő népességet el lehessen táplálni. A mezőgazdaság szintén hozzájárul a globális hőmérséklet növekedéséhez. Az állatállományhoz nagy mennyiségű metán képződik, amely meghaladja az üvegházhatást okozó tulajdonságait;
- Hulladéklerakó. A népesség növekedése várhatóan növeli a hulladékot. Ma a hulladéklerakókat hatalmas területek hozták meg, amelyek több ezer hektárt foglalnak el. Mindegyikük tízezer köbméter metánt és szén-dioxidot bocsát ki a légkörbe. Ennek a problémának a hatékony megoldása még nem létezik - ez azt jelenti, hogy a „szemétgázok” kibocsátása csak növekedni fog.
Mi veszélyezteti az üvegházhatást?
A Föld története körülbelül 4,5 milliárd év, és ez idő alatt a bolygó éghajlata folyamatosan változik. Néhány korszakban a buja trópusi növényzet pólusról pólusra borította, másokban egy több méteres jéggel borított labda volt. Az ilyen kataklizmákkal összehasonlítva az egy vagy két fokos hőmérséklet-emelkedés valódi apróságnak tűnik: úgy gondolja, hogy a fűtés is megtakarít. De nem minden olyan egyszerű, az éghajlatváltozás következményei sokkal súlyosabbak lehetnek, itt van néhány közülük:
- A hőmérséklet emelkedése a gleccserek megolvadásához és az óceánok vízszintjének emelkedéséhez vezet, ami nagy területeket áraszt. Természetesen a bolygó nem válik „vízvilágává”, de sok tengerparti város és terület szenvedhet. Kevés ember tudja, de a XX. Század eleje óta az óceán szintje 17 cm-rel emelkedett, és a 90-es évek közepe óta az emelkedési ráta évente 3,2-3,4 mm-re nőtt. Ezt a problémát súlyosbítja az a tény, hogy a Föld lakosságának nagy része a part menti területeken él, jelentős része a világgazdaságnak is;
- A hőmérséklet emelkedése elkerülhetetlenül a csapadék eloszlásában, valamint azok mennyiségében bekövetkező változásokhoz vezet. És ez az eredmény valószínűleg még súlyosabb, mint bizonyos területek áradása. A világ egyes területein az eső nagyon ritka lesz, és fokozatosan sivatagokká alakulnak, míg másokban a lakosok rendszeres hurrikánok, árvizek, szökőárak és egyéb katasztrófák lesznek. A tudósok szerint a levegő hőmérsékletének további növekedése a bolygók trópusi és szubtrópusi régióiban alacsonyabb terméshozamhoz vezet, ami éhséghez és társadalmi felforduláshoz vezethet;
- A magasabb hőmérséklet kedvezőtlenül befolyásolja az emberek egészségét. Az orvosok a szív- és érrendszeri betegségek, a légzőszervi megbetegedések és még a mentális zavarok számának növekedését várják.
Az üvegházhatás és annak lehetséges következményei nemcsak az embereket, hanem a bolygó egész ökoszisztémáját is súlyosan érintik. Az éghajlatváltozás sok fajtól megfosztja a szokásos tartományukat, és nem azt a tényt, hogy minden "kisebb testvérünk" képes lesz alkalmazkodni az ilyen drámai változásokhoz. Egyes fajok eltűnése meg fogja szakítani a szokásos élelmiszerláncokat, amelyek valódi "dominóhatáshoz" vezethetnek. A szén-dioxid koncentrációjának növelése a légkörben és a levegő hőmérsékletének növelése az óceán savasodásához vezet, ami negatívan érinti az összes benne élő embert.
Hogyan kell kezelni?
Az ember ismételten tapasztalt éghajlatváltozást. Sőt, a történelmi fejlődés egyik hajtóereje. Az aszályok és az árvizek több mint kétszer vagy kétszer háborúkat és forradalmat okoztak, a népek tömeges migrációját, az államok és az egész civilizációk csökkenését. Hogyan lehet elkerülni azokat a katasztrofális következményeket, amelyek komoly éghajlatváltozás esetén várnak ránk? Van-e esély az úgynevezett üvegházhatás csökkentésére? Mit tehetünk erre?
Ma minden olyan tényezőt ismerünk, amely az üvegházhatású gázok felhalmozódásához és a levegő hőmérsékletének növekedéséhez vezet. Nagyon nehéz lesz megfordítani a jelenlegi tendenciát, mivel megköveteli az egész emberiség erőfeszítéseit és a globális gazdaság radikális átalakítását. Először is meg kell értened, hogy az üvegházhatás olyan globális probléma, amely nem minden államot fenyeget, hanem minden embert.
A szakértők úgy vélik, hogy a következő intézkedésekre van szükség az üvegházhatású gázok légkörbe történő kibocsátásának csökkentéséhez:
- Szükséges az energiaágazat alapvetően újjáépítése és az ipari kibocsátások mennyiségének csökkentése. A CO2 fő forrása a fosszilis tüzelőanyagok: olaj, szén és gáz. Hogy csökkentse őket, az emberiségnek át kell váltania az úgynevezett megújuló energiára: a napra, a szélre, a vízre. Az elmúlt években arányuk a teljes egyensúlyban meglehetősen gyorsan nőtt, de ezek az arányok nyilvánvalóan nem elegendőek. Emellett el kell hagynunk a belső égésű motorokkal rendelkező autók használatát és az elektromos járművekbe történő áthelyezését. Nyilvánvaló, hogy a fentiek mindegyike több milliárd dolláros beruházást és tucatnyi kemény munkát igényel. De most el kell kezdeni;
- Az energiahatékonyság javítása, és ez vonatkozik az ipari termelésre és az energiatermelésre, valamint a lakhatási és kommunális szolgáltatásokra. A termékek energiaintenzitását jelentősen csökkenteni kell. Új technológiákra van szükségünk, amelyek nem károsítanák a környezetet. Az épület homlokzatainak elemi szigetelése, a modern ablakok beszerelése és a fűtőberendezések cseréje is jelentős hatással lehet az energia-megtakarításra, és így csökkentheti az üzemanyagköltségeket és csökkentheti a káros kibocsátásokat.
- Az üvegházhatás elleni küzdelem nagyon hatékony módja a hulladék csökkentése. A személynek meg kell tanulnia újra használni az erőforrásokat, ez lehetővé teszi a hulladéklerakók kiküszöbölését, amelyek komoly metánforrást jelentenek, vagy legalábbis jelentősen csökkentik azok mennyiségét;
- Meg kell állítani az erdők ragadozó megsemmisítését és a zöldterületek helyreállítását. A fakitást új fák ültetésével kell kísérni.
Az üvegházhatás elleni küzdelmet és az átlagos éves hőmérséklet növekedését nemzetközi szinten, a különböző országok szoros együttműködésében kell végrehajtani. Az első lépések ebben az irányban már megtörtént, és a mozgásnak folytatódnia kell. A tudósok javasolják az éghajlatváltozás elleni küzdelem megszilárdítását az államok alkotmányainak szintjén. A témát folyamatosan emelő nem kormányzati szervezetek szerepe is nagyszerű. Világosan meg kell értenünk, hogy a bolygónk milyen kicsi és mennyire sérülékeny az ember.
