Esența efectului de seră
Undele electromagnetice de la Soare, care au o lungime cuprinsă între 290 și 5000 nm, pătrund pe Pământ. Distingem trei tipuri de radiații:
1. Radiații ultraviolete (de la 400 nm). Pătrunde doar în cantități mici, este în mare parte prins în stratosferă de un strat de ozon. În doze mai mari, pune viața în pericol (are efecte dăunătoare asupra celulelor vii, în special asupra structurii materialului genetic).
2. Lumina vizibilă (de la 400 la 800 nm). Este o sursă de energie pentru plantele verzi.
3. Radiații infraroșii (de la 800 nm). Este o componentă termică.
Radiația infraroșie este parțial reflectată sau împrăștiată de atmosfera Pământului, dar pătrunde parțial și cade pe suprafața Pământului, pe care o încălzește. Suprafața încălzită emite apoi radiații infraroșii, care, cu toate acestea, au mai puțină energie decât cea care a pătruns din atmosferă. Prin urmare, această radiație este mai bine absorbită de așa-numitele gaze cu efect de seră și astfel se încălzesc singuri și împreună cu ele atmosfera. Atmosfera încălzită radiază apoi și la lungimi de undă în infraroșu. O parte din această radiație revine la suprafața pământului și o încălzește .
Uneori sunt denumiți gaze active radiante. Au existat de aproape toată istoria Pământului. Gazele naturale cu efect de seră includ în principal vapori de apă, ozon și dioxid de carbon. Fără acțiunea lor, temperatura suprafeței Pământului ar fi cu 33 ° C mai mică decât este acum. O temperatură adecvată este una dintre condițiile vieții și, dacă temperatura planetei ar fi mai scăzută cu 33 ° C, pe cea mai mare parte a suprafeței Pământului temperatura ar fi cu câteva grade sub zero (în medie -19 ° C și temperaturile nocturne ar depăși -50 ° C), adică prezența acestor gaze în atmosferă a afectat semnificativ originea vieții. Gazele cu efect de seră, de exemplu, sunt prezente și pe planete precum Luna și Marte, dar stratul lor este foarte subțire și nu poate capta atât de multă radiație încât temperaturile nu scad la temperaturi extrem de scăzute. În prezent, omul mărește concentrația acestor gaze și le adaugă altele noi, care sunt mult mai eficiente și de obicei au o durată de viață mai lungă. Deci ce gaze sunt?
N Dioxid de carbon. Creșterea anuală actuală a carbonului în ciclul său natural între atmosferă și „rezervele” de pe Pământ (organisme, sol, oceane) este de 0,5%. Dacă acest lucru continuă în acest fel, în cei 200 de ani de la începutul erei industriale, în atmosferă se va adăuga atât de mult carbon, cât este în toată materia vie.
N Metan. Un kg de metan provoacă de 63 de ori mai multă încălzire decât 1 kg de dioxid de carbon. Se formează în timpul descompunerii anaerobe. Principalele surse sunt câmpurile de orez, procesele biochimice din intestinele animalelor și scurgerile de gaze naturale, care include metanul. Aproximativ 1% din metan este adăugat în atmosferă în fiecare an, iar durata sa de viață este de 10 ani.
N Oxid de azot (N20). Este mai eficient decât metanul. Una dintre moleculele sale este de aproximativ 230 de ori mai eficientă decât o moleculă de dioxid de carbon și are o durată de viață de 150 de ani. Sursele sale sunt reacții în sol susținute de fertilizare, descompunere a deșeurilor organice, combustie a biomasei, defrișări, schimb de gaze cu oceanul și gaze de eșapament auto, care conțin și alți oxizi de azot.
N Freoni. Pe lângă efectul de seră, ele contribuie și la distrugerea stratului de ozon. Freonii sunt de 20.000 de ori mai eficienți în absorbția radiațiilor decât dioxidul de carbon, iar o moleculă de freon este capabilă să distrugă până la 100.000 de molecule de ozon. Durata de viață a CFC-urilor este de până la 130 de ani.
N Ozon. Asa numitul „Smogul fotochimic”, care apare din acțiunea soarelui asupra poluanților gazoși (adică alte gaze cu efect de seră) ca produs al acestui proces, acționează ca un gaz cu efect de seră în atmosfera inferioară.
Consecințele efectului de seră
Există mai multe prognoze optimiste și pesimiste despre ceea ce se poate întâmpla. Aceste proiecții diferă din cauza incapacității de a estima modul în care gazele cu efect de seră răspund la creșterea concentrației lor (adică așa-numitele feedback-uri) și la procesele care pot apărea în timpul existenței lor relativ lungi. În plus, emisiile de astăzi nu vor fi evidente de câteva decenii la secole.
În epoca de gheață, când zona New York-ului de astăzi era acoperită cu un strat de gheață lung de un kilometru, iar New York-ul este cam cu aceeași latitudine ca și noi, temperatura medie globală era cu doar 6 ° C mai mică. Încălzirea treptată a avut loc încet de-a lungul mai multor milenii. În prezent, schimbările au loc într-un timp mult mai scurt .
Teoria feedback-ului
Sistemul climatic are 5 componente: atmosfera, hidrosfera, criosfera, biosfera și geosfera. Prin urmare, este un sistem de factori diferiți care interacționează între ei. Creșterea concentrației de gaze cu efect de seră a deranjat echilibrul dintre aceste componente. Teoria feedback-ului rezultă tocmai din existența acestui sistem și funcționează pe principiul „acțiunii și reacției”.
Această teorie poate fi înțeleasă în două moduri:
1. Creșterea gazelor cu efect de seră va declanșa mecanisme care pot elimina creșterea temperaturii.
2. Feedbackul pozitiv înseamnă că sunt puse în aplicare mecanisme pentru a accelera procesul. A doua variantă este mai rea, dar este mai probabilă .
Pământul are mecanisme de apărare împotriva supraproducției de CO 2 - și aceasta este propria sa solubilitate în apă. Conținutul crescut de CO 2 în atmosferă mărește dizolvarea acestuia în apă și duce la reacții suplimentare în mediul marin.
Prin urmare, una dintre teoriile optimiste presupune că oceanul lumii poate absorbi mai mult CO 2 cu atât este mai mult în atmosferă. Cu toate acestea, solubilitatea sa în apă scade odată cu creșterea temperaturii, care este una dintre consecințele efectului de seră și, prin urmare, creșterea concentrației de CO 2 în sine. .
O altă teorie bazată pe procese naturale este capacitatea arboretelor forestiere de a lega CO 2 pentru nevoile metabolismului lor. Cu toate acestea, diferite experimente au arătat că arborii pot absorbi și transforma în materie vegetală doar 10% din CO 2 produs de activitatea umană. Ceea ce nu este suficient pentru a rezolva problema încălzirii globale. În plus, capacitatea plantelor de a produce materie organică scade odată cu creșterea temperaturii .
Nu contează care dintre variantele dezvoltării Pământului este corectă. Dacă scenariile pesimiste se adeveresc, riscăm să fie prea târziu pentru a opri încălzirea globală care a început. .
Previziuni ale impactului efectului de seră
Chiar și o mică modificare a temperaturilor medii are efecte uriașe asupra naturii climatului. Fiecare dintre tulburările sale poate afecta în mod semnificativ distribuția precipitațiilor, intensitatea furtunilor și perioadele de secetă, direcția vânturilor predominante și a curenților marini, precum și apariția unor fluctuații mari de temperatură cu valori extreme în ambele direcții.
Aceste prognoze sunt doar posibile schimbări climatice cauzate de concentrațiile crescânde de gaze cu efect de seră:
M Marea răcire a stratosferei (aproape sigură).
M Creșterea globală a temperaturii medii a suprafeței (foarte probabil). Încălzirea medie pe termen lung a suprafeței terestre este estimată în intervalul de la 1,5 la 4,5 ° C. Rata efectivă a încălzirii va fi determinată de rata de creștere a gazelor cu efect de seră, de reacțiile naturale de feedback ale sistemului climatic și de reacțiile de adaptare lentă a unor părți ale sistemului climatic (adică mările și stratul de gheață).
M Creșterea precipitațiilor globale medii (foarte probabil).
M Limitarea gheții marine (foarte probabil).
M Încălzirea regiunilor polare în timpul iernii (foarte probabil). Acest lucru va duce la topirea ghețarilor și a solului care leagă CO 2. Când se topește, acest dioxid de carbon va scăpa în atmosferă.
M Încălzire continentală de vară și secetă (probabil pe termen lung). Această prognoză se aplică zonelor interioare ale zonei temperate. Extinderea zonelor aride va avea un impact asupra producției de alimente. Creșterea secetei se va reflecta și în lipsa sau înlocuirea mai proastă a apelor subterane.
M Creșterea nivelului oceanului mondial (probabil). Creșterea nivelului mării este în general prevăzută ca urmare a expansiunii termice a apei de mare. Fiecare creștere a nivelului apei amenință viața a aproximativ 70% din populația lumii care trăiește în zonele de coastă.
M Deplasarea zonei climatice (către poli).
M În unele regiuni, pe de altă parte, efectul de seră poate duce la răcirea cauzată de modificările curenților marini. De exemplu, zona Atlanticului de Nord, ale cărei țărmuri sunt încălzite de cursul Golfului. Slăbirea acestuia ar duce la o scădere semnificativă a temperaturilor și chiar la reînaintarea ghețarului continental.
M Schimbările climatice vor provoca, de asemenea, schimbarea condițiilor pentru ecosistemele naturale, precum și pentru sectoarele sociale și economice ale societății .
Implicații pentru biosferă
F Încălzirea pământului are un impact direct asupra mortalității umane. Încălzirea semnificativă va crește mortalitatea cauzată de bolile cardiovasculare și cerebrovasculare și va crește incidența bolilor respiratorii .
F În special la tropice, bolile cu caracter parazitar (malaria, tripanosomul = boala somnului) încep să se răspândească și este posibil ca acestea să înceapă să pătrundă în zone în care nu au fost până acum. Datorită climatului mai cald, dezvoltarea va fi accelerată și apariția țânțarilor, a muștelor, a căpușelor va crește. astfel, octoparaziții care transmit diferite boli.
F Încălzirea va afecta și comportamentul uman și animal. Animalele și oamenii vor migra pentru condiții de viață mai bune. Potrivit Crucii Roșii din 1998, dezastrele meteorologice au alungat mai mulți refugiați decât conflictele militare.
F Multe specii de animale și plante pot deveni pe cale de dispariție sau pot dispărea (de exemplu, un urs polar - amenințat cu dispariția până la sfârșitul secolului). Până în 2100, până la o treime din habitatele naturale ar putea dispărea din cauza schimbărilor climatice.
F Țările nordice vor beneficia de schimbările climatice în domeniul economic, dar țările lumii a treia vor pierde. Schimbările climatice vor crește numărul de persoane care suferă de malnutriție cu 80 de milioane, dintre care 55-70 de milioane sunt oameni din Africa.
F Oamenii vor suferi de stres și probleme de sănătate mintală. Și situația generală tensionată poate crește și vor apărea conflicte locale sau chiar globale.
F Schimbările climatice totale vor avea ca rezultat schimbări care vor duce la dezastre naturale (de exemplu, inundații, cutremure), astfel încât viața umană va fi pusă în pericol și în acest sens.
- Rezultatele arată că una dintre cauzele epuizării ozonului sunt și gazele cu efect de seră.
- La un summit de la Kyoto, Japonia, în 1997, națiunile industrializate au convenit să reducă emisiile de CO2 și alte gaze cu o medie de 5,2% între 2008 și 2012. SUA ar trebui să reducă emisiile cu șapte la sută și statele din zona europeană cu până la opt la sută. Din păcate, rezoluția de la Kyoto include emisiile provenite de la aeronave, care reprezintă până la 10% din efectul de seră.
- Oamenii de știință au descoperit că, dacă conținutul de CO 2 al atmosferei a crescut în timp, a crescut și producția de fitoplancton marin.
- În 2050, se așteaptă ca concentrația de CO 2 să fie de două ori mai mare decât în prezent.
- Efectele încălzirii sunt de așteptat să crească manifestările El Nina, care afectează curenții ecuatoriali.