Глобальное потепление и парниковые газы

Глобальное потепление - процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмосферы Земли и Мирового океана. [8]

Изменение климата на Земле происходит в результате как естественных, так и антропогенных причин. Среди основных естественных воздействий - изменения орбиты и наклона оси Земли (циклы Миланковича и др.), солнечной активности, вулканические выбросы и парниковый эффект (следствие выброса в атмосферу парниковых газов).

Парниковый эффект составляют следующие парниковые газы:

Ø Водяной пар является основным естественным парниковым газом, который ответственен более чем за 60 % эффекта. Антропогенная доля в этом источнике незначительна. К увеличению количества осадков и повышенной влажности способствуют паление и продукты сжигания углеводородов и прочего топлива в воздухе, создавая центры конденсации, а также тепловое излучение крупных городов, и возникающие над ними области пониженного давления. В то же время, увеличение температуры Земли увеличивает испарение и общую концентрацию водяного пара в атмосфере при практически постоянной относительной влажности, что, в свою очередь, повышает парниковый эффект. Таким образом, возникает некоторая положительная обратная связь. С другой стороны, повышение влажности способствует развитию облачного покрова, а облака в атмосфере отражают прямой солнечный свет, тем самым увеличивая альбедо Земли, что приводит к обратному эффекту, несколько уменьшая общее количество поступающего солнечного излучения и дневной прогрев атмосферы.[8]

Ø Углекислый газ. Источниками углекислого газа в атмосфере Земли являются вулканические выбросы, жизнедеятельность биосферы, деятельность человека. Антропогенными источниками являются: сжигание ископаемого топлива; сжигание биомасс, включая сведение лесов; некоторые промышленные процессы (например, производство цемента). Основными потребителями углекислого газа являются растения, однако, в состоянии равновесия, большинство биоценозов поглощает приблизительно столько же углекислого газа, сколько и производит.[Рисунок 1][4] По разным данным объём антропогенного СО2 составляет от 2 до 20 % от естественного.[3,8]

глобальное потепление парниковый эффект

Рисунок 1. Временной ход концентрации СО2 в атмосфере на станции Териберка (Россия) за период наблюдений с 1988 г. Точками и линиями показаны единичные измерения (1), сглаженный сезонный ход (2) и многолетний тренд (3) СО2.[6]

Ø Метан. Парниковая активность метана примерно в 21 раз выше, чем у углекислого газа. Время жизни метана в атмосфере составляет примерно 12 лет. Сравнительно короткое время жизни в сочетании с большим парниковым потенциалом делает его кандидатом для смягчения последствий глобального потепления в ближайшей перспективе. Основными антропогенными источниками метана являются пищеварительная ферментация у скота, рисоводство, горение биомассы (в т. ч. сведение лесов). Как показали недавние исследования, быстрый рост концентрации метана в атмосфере происходил в первом тысячелетии нашей эры (предположительно в результате расширения сельхозпроизводства и скотоводства и выжигания лесов). В период с 1000 по 1700 годы концентрация метана упала на 40 %, но снова стала расти в последние столетия (предположительно в результате увеличения пахотных земель, пастбищ и выжигания лесов, использования древесины для отопления, увеличения поголовья домашнего скота, количества нечистот, выращивания риса). Некоторый вклад в поступление метана дают утечки при разработке месторождений каменного угля и природного газа, а также эмиссия метана в составе биогаза, образующегося на полигонах захоронения отходов.

Анализ пузырьков воздуха во льдах свидетельствует о том, что сейчас в атмосфере Земли больше метана, чем в любое время за последние 400000 лет. С 1750 года средняя глобальная атмосферная концентрация метана возросла на 150 процентов от приблизительно 700 до 1745 частей на миллиард по объему (ppbv) в 1998 году. За последнее десятилетие, хотя концентрация метана продолжала расти, скорость роста замедлилась. В конце 1970-х годах темпы роста составили около 20 ppbv в год. В 1980-х годов рост замедлился до 9-13 ppbv в год. В период с 1990 по 1998 наблюдался рост между 0 и 13 ppbv в год. Недавние исследования показывают устойчивую концентрацию 1751 ppbv между 1999 и 2002 гг.[8]

Метан удаляется из атмосферы посредством нескольких процессов. Баланс между выбросами метана и процессами его удаления в конечном итоге определяет атмосферные концентрации и время пребывания метана в атмосфере. Доминирующим является окисление с помощью химической реакции с гидроксильными радикалами (ОН). Метан реагирует с ОН в тропосфере, производя СН3 и воду. Стратосферное окисление также играет некоторую (незначительную) роль в устранении метана из атмосферы. На эти две реакции с ОН приходится около 90% удаления метана из атмосферы. Кроме реакции с ОН известно еще два процесса: микробиологическое поглощение метана в почвах и реакция метана с атомами хлора на поверхности моря. Вклад этих процессов 7% и менее 2% соответственно.[8]

Еще статьи

Виды и особенности экосистем
Удивительный мир природы встречает ребенка морем звуков, запахов, сотней загадок и тайн, заставляет смотреть, слушать, думать. В сердце каждого из нас с детства остаются нежные и щемящие воспоминания: узкая тропинка в лесу, пронизанном особым светом, тихий пруд с зеле ...