De auteur van het broeikaseffect. Mechanisme en gevolgen van het broeikaseffect

De moderne beschaving heeft van aardsterke invloed. In de regel negatief. Ontbossing, drainage van moerassen en het constant vrijkomen van een enorme hoeveelheid schadelijke stoffen in de atmosfeer is geen volledige lijst van de 'deugden' van de mensheid. Velen geloven dat dezelfde categorie tot het broeikaseffect behoort. Is dit echt zo?

Historische achtergrond

Trouwens, wie was de auteur van het broeikaseffect (toenzijn zij die dit fenomeen hebben ontdekt)? Wie beschreef het proces voor het eerst en vertelde over de impact ervan op het milieu? Een soortgelijk idee verscheen in het verre 1827. De auteur van het wetenschappelijke artikel was Joseph Fourier. In zijn werk beschreef hij de mechanismen van klimaatvorming op onze planeet.

De ongewone aard van dit werk voor die tijd was binnenHet feit dat Fourier de temperatuur en klimaatkenmerken van verschillende riemen van de aarde beschouwde. Dat is wie de auteur van het broeikaseffect was, die als eerste de ervaring van Saussure uitlegde.

Het experiment van Saussure

Om overtuigd te zijn van de conclusies, de wetenschapperHij gebruikte de ervaring van M. de Saussure, die een vat gebruikt dat van binnen is bedekt met roet, waarvan de hals is bedekt met glas. De Saussure zette een experiment neer, waarbij hij constant de temperatuur binnen en buiten de pot meet. Natuurlijk nam het constant toe in het interne volume. Fourier was de eerste om dit fenomeen te verklaren door de gelijktijdige actie van twee factoren tegelijkertijd: het blokkeren van warmte-uitwisseling en verschillende permeabiliteit van de vaatwanden voor lichtstralen met verschillende golflengten.

Het mechanisme is vrij eenvoudig: wanneer de oppervlaktetemperatuur toeneemt, wordt het zichtbare licht geabsorbeerd, de warmte begint te stralen. Omdat het materiaal perfect zichtbaar licht doorlaat, maar praktisch geen warmte geleidt, hoopt dit zich op in het binnenvolume van het vat. Zoals je kunt zien, kan het mechanisme van het broeikaseffect gemakkelijk worden gerechtvaardigd door iedereen die de standaardkursus natuurkunde op school heeft gevolgd. Het fenomeen is vrij eenvoudig, maar hoeveel moeite brengt het naar onze planeet!

De opkomst van de term

Het is de moeite waard om te weten dat Joseph Fourier de auteur van de kas iseffect in termen van de oorspronkelijke beschrijving in de literatuur. Maar wie heeft de term zelf bedacht? Helaas krijgen we zeker geen antwoord op deze vraag. In latere literatuur ontving het verschijnsel, dat werd ontdekt door Fourier, zijn moderne naam. Tegenwoordig kent elke ecoloog de term "broeikaseffect".

Maar de belangrijkste ontdekking van Fourier was de rechtvaardigingde werkelijke identiteit van de atmosfeer van de aarde en gewoon glas. Simpel gezegd, de atmosfeer van onze planeet is perfect doorlatend voor zichtbare lichtstraling, maar deze laat het niet goed door in het infrarode bereik. Na het verzamelen van warmte, geeft de aarde het praktisch niet weg. Dat is de auteur van het broeikaseffect. Maar waarom doet dit effect zich voor?

Ja, we hebben het primitieve mechanisme ervan beschrevenuiterlijk, maar de moderne wetenschap kon bewijzen dat onder normale omstandigheden IR-stralen nog steeds vrij over de grenzen van de planetaire atmosfeer heen kunnen gaan. Hoe komt het dat de natuurlijke mechanismen voor het aanpassen van het "stookseizoen" falen?

redenen

Over het algemeen hebben we ze aan het begin van ons artikel voldoende gedetailleerd beschreven. Het uiterlijk van dit fenomeen wordt mogelijk gemaakt door de volgende factoren:

• Continu en overmatig verbranden van fossiele brandstoffen.
• Elk jaar komen meer en meer volumes van industriële gassen de atmosfeer van de planeet binnen.
• Bossen worden voortdurend gekapt, hun gebieden worden verkleind door branden en afbraak van de bodemlaag.
• Anaërobe fermentatie, de uitstoot van methaan uit de bodem van de oceanen.

U moet weten dat de belangrijkste "boosdoeners", die het mechanisme van het broeikaseffect veroorzaken, de volgende vijf gassen zijn:

• Divalent koolmonoxide, het is ook koolstofdioxide. Het broeikaseffect van 50% wordt op zijn kosten geleverd.
• Koolstofverbindingen van chloor en fluor (25%).
• Stikstofdioxide (8%). Giftig gas, een typische verspilling van slecht toegeruste chemische en metallurgische industrieën.
• Ozon op leefniveau (7%). Ondanks zijn cruciale rol in het beschermen van de aarde tegen overmatige ultraviolette straling, kan het bijdragen aan de retentie van warmte op het oppervlak.
• Ongeveer 10% methaan.

Waar komen deze gassen vandaan? Wat is hun effect?

- Koolstofdioxide. Het komt in grote volumes in de atmosfeer terecht,wanneer een persoon fossiele brandstoffen verbrandt. Ongeveer een derde van het overschot (boven natuurlijk niveau) is te wijten aan het feit dat iemand intensief bossen vernietigt. Dezelfde functie wordt uitgevoerd door het voortdurend versnellende proces van verwoestijning van vruchtbare landen.

Dit alles betekent een vermindering van het aantalVegetatie, in staat om koolstofdioxide effectief te absorberen, wat op veel manieren het broeikaseffect stimuleert. De oorzaken en gevolgen van dit fenomeen hangen samen: elk jaar neemt het volume koolstofdioxide dat in de atmosfeer wordt uitgestoten met ongeveer 0,5% toe, wat zowel de verdere accumulatie van overtollige warmte als de processen van afbraak van de vegetatiebedekking op het aardoppervlak stimuleert.

- Chloorfluorkoolwaterstoffen. Zoals we al hebben gezegd, deze verbindingen zijn 25%zorgen voor een broeikaseffect. De oorzaken en gevolgen van dit fenomeen zijn lange tijd bestudeerd. In de atmosfeer lijken ze te wijten aan industriële productie, vooral achterhaald. Gevaarlijke en giftige koudemiddelen bevatten deze stoffen in grote hoeveelheden en maatregelen om lekkage te voorkomen, leveren duidelijk niet het verwachte resultaat op. De gevolgen van hun uiterlijk zijn nog vreselijker:

• Ten eerste, ze zijn zeer giftig voor mens en dier, en voor de flora van de buurt met fluor en chloor is niet al te handig.
• Ten tweede kunnen deze stoffen de ontwikkeling van het broeikaseffect aanzienlijk versnellen.
• Ten derde vernietigen ze de ozonlaag, die onze planeet beschermt tegen agressieve ultraviolette straling.

- Methaan. Een van de belangrijkste gassen, toegenomenwaarvan de inhoud in de atmosfeer de term "broeikaseffect" betekent. Je moet weten dat in slechts honderd jaar het volume in de atmosfeer van de planeet is verdubbeld. In principe komt het grootste deel van vrij natuurlijke bronnen:

• Rijstvelden in Azië.
• Veecomplexen.
• Systemen voor het reinigen van huishoudelijk afvalwater van grote nederzettingen.
• Bij het rotten en ontbinden van organisch materiaal in de diepten van venen, op stortplaatsen.

Er zijn aanwijzingen dat emissies aanzienlijk zijnDe hoeveelheden methaan komen uit de diepten van de wereldoceaan. Misschien wordt dit fenomeen verklaard door de vitale activiteit van grote bacteriële kolonies, waarvoor methaan het belangrijkste bijproduct is van het metabolisme.

Het is noodzakelijk om vooral de "bijdrage" aan ontwikkeling te benadrukkenbroeikaseffect van olieproducerende bedrijven: een aanzienlijk deel van dit gas wordt als bijproduct in de atmosfeer uitgestoten. Daarnaast draagt ​​de steeds groter wordende film van aardolieproducten op het oppervlak van de Wereldoceaan ook bij aan de versnelde afbraak van organisch materiaal, wat gepaard gaat met methaanemissies.

- Stikstofmonoxide. In grote volumes wordt gevormd in het proces van velenchemische fabrieken. Het is gevaarlijk, niet alleen de meest actieve deelname aan het mechanisme van het broeikaseffect. Het feit, dat in combinatie met water uit de atmosfeer, dit materiaal maakt het salpeterzuur aanwezig is, zelfs bij lage concentraties. Het is van hier afkomstig zijn alle zure regen, die uiterst negatieve invloed op de gezondheid van de mens.

Theoretische scenario's van globale klimaatverstoringen

Dus wat zijn de wereldwijde implicaties van de kaseffect? Het is moeilijk om hierover te zeggen, aangezien wetenschappers verre van een ondubbelzinnige conclusie zijn. Momenteel zijn er verschillende scenario's tegelijk. Om computermodellen te ontwikkelen, wordt rekening gehouden met veel verschillende factoren die de ontwikkeling van het broeikaseffect kunnen versnellen of vertragen. Laten we de katalysatoren van dit proces bekijken:

• Isolatie van de gassen die hierboven zijn beschreven als een resultaat van de technogene activiteit van de mens.
• Emissie van CO₂ vanwege de thermische ontbinding van natuurlijkkoolwaterstoffen. Het is interessant om te weten dat de korst van onze planeet 50.000 keer meer koolstofdioxide bevat dan in het luchtruim. Dit is natuurlijk een chemisch gebonden koolmonoxide.
• Sinds de belangrijkste effecten van het broeikaseffect- toename van de temperatuur van water en lucht op het oppervlak van de planeet, verhoogt de verdamping van vocht van het oppervlak van de zeeën en oceanen. Dientengevolge is de permeabiliteit van de atmosfeer voor infraroodstraling nog slechter.
• De oceanen bevatten ongeveer 140 biljoen tonkoolstofdioxide, dat, naarmate de watertemperatuur stijgt, ook intensief in de atmosfeer begint te vrijkomen, wat bijdraagt ​​aan een meer dynamische ontwikkeling van het broeikaseffect.
• Dalende reflectiviteit van de planeet, wat leidt tot een versnelde accumulatie van warmte door de atmosfeer. Dit wordt mogelijk gemaakt door smeltende gletsjers en verwoestijning van land.

Welke factoren vertragen de ontwikkeling van het broeikaseffect?

Er wordt aangenomen dat de belangrijkste warme stroom -Gulf Stream - vertraagt ​​voortdurend. In de toekomst zal dit een aanzienlijke temperatuurdaling veroorzaken, wat het effect van de accumulatie van broeikasgassen zal vertragen. Bovendien neemt voor elke graad van algemene opwarming het gebied van wolkenbedekking over het hele grondgebied van de planeet met ongeveer 0,5% toe, wat bijdraagt ​​aan een significante vermindering van de hoeveelheid warmte die de aarde uit de ruimte ontvangt.

Let op: De essentie van het broeikaseffect is de toename van de totale temperatuur van het aardoppervlak. Natuurlijk is hier niets goeds aan, maar juist deze factoren dragen vaak bij aan het verzachten van de gevolgen van dit fenomeen. In principe is dat de reden waarom veel wetenschappers geloven dat het thema van de opwarming van de aarde behoort tot de categorie van volledig natuurlijke verschijnselen die regelmatig in de geschiedenis van de aarde zijn gebeurd.

Hoe hoger de volatiliteit, hoe meerjaarlijkse regenval. Dit veroorzaakt zowel het herstel van de moerassen als de versnelde groei van de flora, die verantwoordelijk is voor de afvoer van overtollige kooldioxide in de atmosfeer van de planeet. Er wordt ook aangenomen dat de toegenomen hoeveelheid neerslag in de toekomst zal bijdragen tot een aanzienlijke uitbreiding van het gebied van ondiepe tropische zeeën.

Koralen die in hen leven zijnde belangrijkste verbruikers van koolstofdioxide. Omdat het chemisch gebonden is, gaat het hun skelet bouwen. Tot slot, als de mensheid de snelheid van ontbossing zelfs licht verlaagt, zal hun gebied vrij snel herstellen, omdat hetzelfde koolstofdioxide een uitstekende stimulans is voor de verspreiding van planten. Dus wat zijn de mogelijke gevolgen van het broeikaseffect?

De belangrijkste scenario's van de toekomst van onze planeet

In het eerste geval suggereren wetenschappers datde opwarming van de aarde zal langzaam genoeg zijn. En dit standpunt heeft veel aanhangers. Ze geloven dat de wereldoceaan, die een gigantische energie-accumulator is, in staat zal zijn om overtollige warmte voor een lange tijd op te nemen. Misschien wordt het geen millennium voordat het klimaat op aarde echt radicaal verandert.

De tweede groep wetenschappers pleit daarentegeneen relatief snelle variant van catastrofale veranderingen. Dit probleem van het broeikaseffect is nu erg populair, het wordt op bijna elk wetenschappelijk congres besproken. Helaas is er genoeg bewijs voor deze theorie. Er wordt aangenomen dat in de afgelopen honderd jaar de concentratie van kooldioxide met ten minste 20-24% is toegenomen, en de hoeveelheid methaan in de atmosfeer is volledig met 100% toegenomen. In het meest pessimistische scenario wordt aangenomen dat de temperatuur van de planeet tegen het einde van deze eeuw kan oplopen tot een record van 6,4 ° C.

Dus, in dit geval, zal het broeikaseffect in de atmosfeer van de aarde eenvoudig dodelijke problemen veroorzaken voor alle inwoners van kustgebieden.

Een sterke toename van het niveau van de Wereldoceaan

Het is een feit dat soortgelijke temperatuurafwijkingen optredenzijn beladen met een extreem scherpe en bijna onvoorspelbare stijging van het niveau van de Wereldoceaan. Bijvoorbeeld van 1995 tot 2005. dit cijfer was 4 cm, hoewel de wetenschappers met elkaar wedijverden en zeiden dat we niet moesten wachten tot een stijging van enkele centimeters. Als alles in hetzelfde tempo doorgaat, zal aan het einde van de 21e eeuw het niveau van de Wereldoceaan ten minste 88-100 cm boven de huidige norm liggen. Ondertussen leven ongeveer 100 miljoen mensen op onze planeet slechts ongeveer 87-88 cm boven de zeespiegel.

Het verminderen van de reflectiviteit van het oppervlak van de planeet

Toen we schreven over wat dehet broeikaseffect, vermeldde het artikel herhaaldelijk dat het een verdere afname in de reflectiviteit van het aardoppervlak stimuleert, mogelijk gemaakt door ontbossing en woestijnvorming.

Veel wetenschappers getuigen dat de ijskapbij de polen kan de algehele temperatuur van de planeet met minstens twee graden worden verlaagd, en het ijs dat het oppervlak van polaire wateren bedekt, remt het proces van uitstoot van koolstofdioxide en methaan in de atmosfeer sterk. Bovendien is er op het gebied van poolkappen meestal geen waterdamp, wat het globale broeikaseffect aanzienlijk stimuleert.

Dit alles zal de wereldwatercyclus beïnvloeden,dat de frequentie van tornado's die monsterachtig zijn in hun vernietigende kracht van orkanen en tornado's verschillende keren zal toenemen, waardoor het vrijwel onmogelijk wordt voor mensen om te leven, zelfs in die gebieden die erg ver van de kusten van de oceanen liggen. Helaas zal herverdeling van water tot het tegenovergestelde fenomeen leiden. Tegenwoordig is droogte een probleem van 10% van de wereld en in de toekomst zou het aantal van dergelijke regio's in één keer kunnen oplopen tot 35-40%. Dit is een triest vooruitzicht voor de mensheid.

Voor ons land is de voorspelling in dit gevalgunstiger. Klimatologen geloven dat het grootste deel van het Russische grondgebied redelijk geschikt zal zijn voor normale landbouw, het klimaat zal veel zachter worden. Natuurlijk zullen de meeste kustgebieden (en we hebben er veel) gewoon overstromen.

Het derde scenario gaat uit van een korte periodeDe temperatuurstijging zal worden vervangen door een globale koeling. We hebben al gesproken over de vertraging van de Golfstroom, over de gevolgen. Stel je voor dat deze warme stroom helemaal stopt ... Natuurlijk, voor de gebeurtenissen beschreven in de film "De dag na morgen", zal het niet gebeuren, maar op de planeet zal het zeker veel kouder worden. Maar niet lang.

Sommige wiskundigen houden zich aan de theorie(gemodelleerd, natuurlijk), volgens welke het broeikaseffect op aarde zal leiden tot het feit dat het klimaat in Europa gedurende 20-30 jaar niet warmer zal zijn dan in ons land. Ze suggereren ook dat daarna de opwarming zal doorgaan, waarvan het scenario in de tweede variant wordt beschreven.

conclusie

Wat het ook was, maar goed in voorspellingener zijn niet zo veel wetenschappers. Het blijft alleen maar hopen dat onze planeet een complexer en perfect mechanisme is dan we ons voorstellen. Misschien is het mogelijk om zulke trieste gevolgen te voorkomen.

</ p>