L'autore dell'effetto serra. Meccanismo e conseguenze dell'effetto serra

La civiltà moderna ha sulla naturaforte influenza Di regola, negativo. La deforestazione, il drenaggio delle paludi e il rilascio costante di un'enorme quantità di sostanze nocive nell'atmosfera non è un elenco completo delle "virtù" dell'umanità. Molti credono che la stessa categoria appartenga all'effetto serra. È davvero così?

Sfondo storico

A proposito, chi era l'autore dell'effetto serra (allorasono quelli che hanno scoperto questo fenomeno)? Chi ha descritto per primo il processo e ha parlato del suo impatto sull'ambiente? Un'idea simile apparve nel lontano 1827. L'autore dell'articolo scientifico era Joseph Fourier. Nel suo lavoro ha descritto i meccanismi della formazione del clima sul nostro pianeta.

La natura insolita di questo lavoro per quel tempo era inIl fatto che Fourier considerasse la temperatura e le caratteristiche climatiche di diverse fasce della Terra. Ecco chi era l'autore dell'effetto serra, chi fu il primo a spiegare l'esperienza di Saussure.

L'esperimento di Saussure

Per essere convinto delle conclusioni, lo scienziatoHa usato l'esperienza di M. de Saussure, che usa una nave coperta dall'interno con fuliggine, il cui collo è coperto di vetro. De Saussure ha impostato un esperimento durante il quale ha misurato costantemente la temperatura all'interno e all'esterno del vaso. Naturalmente, è costantemente aumentato nel volume interno. Fourier è stato il primo a spiegare questo fenomeno con l'azione simultanea di due fattori contemporaneamente: blocco dello scambio termico e varia permeabilità delle pareti del vaso per raggi di luce con diverse lunghezze d'onda.

Il suo meccanismo è abbastanza semplice: quando la temperatura della superficie aumenta, la luce visibile viene assorbita, il calore inizia a irradiare. Poiché il materiale passa perfettamente la luce visibile, ma praticamente non conduce il calore, quest'ultimo si accumula nel volume interno della nave. Come puoi vedere, il meccanismo dell'effetto serra può facilmente essere giustificato da chiunque abbia studiato il corso standard di fisica a scuola. Il fenomeno è abbastanza semplice, ma quanti problemi porta al nostro pianeta!

L'emergere del termine

Vale la pena sapere che Joseph Fourier è l'autore della serraeffetto in termini di descrizione iniziale in letteratura. Ma chi ha inventato il termine stesso? Purtroppo, non avremo certamente una risposta a questa domanda. Nella letteratura successiva, il fenomeno, scoperto da Fourier, ha ricevuto il suo nome moderno. Oggi ogni ecologo conosce il termine "effetto serra".

Ma la scoperta principale di Fourier era la giustificazionel'effettiva identità dell'atmosfera terrestre e del vetro ordinario. In poche parole, l'atmosfera del nostro pianeta è perfettamente permeabile alla radiazione luminosa visibile, ma non la trasmette bene nell'intervallo infrarosso. Avendo accumulato calore, la Terra praticamente non la dona. Ecco chi era l'autore dell'effetto serra. Ma perché si verifica questo effetto?

Sì, abbiamo descritto il suo meccanismo primitivoaspetto, ma la scienza moderna è stata in grado di dimostrare che in condizioni normali, i raggi IR possono ancora liberamente estendersi oltre l'atmosfera planetaria. Come succede che i meccanismi naturali per regolare la "stagione di riscaldamento" falliscano?

motivi

In generale, li abbiamo descritti in modo sufficientemente dettagliato all'inizio del nostro articolo. La comparsa di questo fenomeno è facilitata dai seguenti fattori:

• Combustione continua ed eccessiva di combustibili fossili.
• Ogni anno sempre più volumi di gas industriali entrano nell'atmosfera del pianeta.
• Le foreste vengono costantemente abbattute, le loro aree vengono ridotte a causa degli incendi e del degrado dello strato di suolo.
• Fermentazione anaerobica, rilascio di metano dal fondo degli oceani.

Dovresti sapere che i principali "colpevoli", che innescano il meccanismo dell'effetto serra, sono i seguenti cinque gas:

• Monossido di carbonio Divalente, è anche anidride carbonica. L'effetto serra del 50% viene fornito a sue spese.
• Composti di carbonio di cloro e fluoro (25%).
• Diossido di azoto (8%). Gas tossico, tipico rifiuto di industrie chimiche e metallurgiche poco equipaggiate.
• L'ozono troposferico (7%). Nonostante il suo ruolo essenziale nel proteggere la terra dalle radiazioni UV eccessiva può facilitare l'arresto del calore sulla sua superficie.
• Circa il 10% di metano.

Da dove vengono questi gas? Qual è il loro effetto?

- Diossido di carbonio. È in grandi volumi che entra nell'atmosfera,quando una persona brucia combustibili fossili. Circa un terzo del suo livello in eccesso (sopra naturale) è dovuto al fatto che una persona distrugge intensivamente le foreste. La stessa funzione è svolta dal processo in costante accelerazione della desertificazione delle terre fertili.

Tutto ciò significa una riduzione del numero diVegetazione, in grado di assorbire efficacemente l'anidride carbonica, che in molti modi stimola l'effetto serra. Le cause e le conseguenze di questo fenomeno sono correlate: con ogni anno il volume di anidride carbonica emessa nell'atmosfera aumenta di circa lo 0,5%, il che stimola sia l'ulteriore accumulo di calore in eccesso sia i processi di degradazione del manto vegetale sulla superficie del pianeta.

- Clorofluorocarburi. Come abbiamo già detto, questi composti sono il 25%fornire un effetto serra. Le cause e le conseguenze di questo fenomeno sono studiati per un bel po 'di tempo. Nell'atmosfera sono dovuti alla produzione industriale, in particolare obsoleto. refrigeranti pericolosi e tossici contengono queste sostanze in una grande quantità, e le misure per prevenire la loro perdita è chiaramente non dà il risultato previsto. Le conseguenze del loro aspetto sono ancora più terribili:

• In primo luogo, sono estremamente tossici per gli esseri umani e gli animali, e per la flora, il vicinato con composti di fluoro e cloro non è molto utile.
• In secondo luogo, queste sostanze possono accelerare in modo significativo lo sviluppo dell'effetto serra.
• In terzo luogo, distruggono lo strato di ozono, che protegge il nostro pianeta dalle radiazioni ultraviolette aggressive.

- Metano. Uno dei gas più importanti, aumentatoil cui contenuto nell'atmosfera indica il termine "effetto serra". Bisogna sapere che in soli cento anni il suo volume nell'atmosfera del pianeta è raddoppiato. In linea di principio, la maggior parte proviene da fonti abbastanza naturali:

• Risaie in Asia.
• Complessi di bestiame
• Sistemi per la pulizia dei liquami domestici di grandi insediamenti.
• Quando si decompone e si decompone la materia organica nelle profondità delle paludi, nelle discariche.

Vi sono prove che le emissioni sono significativeLe quantità di metano provengono dalle profondità dell'Oceano Mondiale. Forse questo fenomeno è spiegato dall'attività vitale di grandi colonie batteriche, per le quali il metano è il principale sottoprodotto del metabolismo.

È necessario sottolineare in modo particolare il "contributo" allo sviluppoeffetto serra delle compagnie petrolifere: una quantità considerevole di questo gas viene emessa nell'atmosfera sotto forma di sottoprodotto. Inoltre, il film in continua espansione dei prodotti petroliferi sulla superficie dell'Oceano Mondiale contribuisce anche alla decomposizione accelerata della materia organica, che è accompagnata dalle emissioni di metano.

- Ossido nitrico. In grandi volumi si forma nel processo di moltiindustrie chimiche. È pericoloso non solo la partecipazione più attiva al meccanismo delle serre. La questione è che quando si combina con l'acqua atmosferica questa sostanza forma il vero acido nitrico, anche in una concentrazione debole. È da qui che iniziano tutte le piogge acide, che hanno un impatto molto negativo sulla salute delle persone.

Scenari teorici delle perturbazioni climatiche globali

Quindi quali sono le implicazioni globali della serraeffetto? È difficile dirlo con certezza, dal momento che gli scienziati sono lontani da una conclusione inequivocabile. Attualmente, ci sono diversi scenari contemporaneamente. Per sviluppare modelli computerizzati, vengono presi in considerazione molti fattori diversi che possono accelerare o rallentare lo sviluppo dell'effetto serra. Diamo un'occhiata ai catalizzatori di questo processo:

• Isolamento dei gas sopra descritti come risultato dell'attività tecnologica dell'uomo.
• Emissione di CO₂ a causa della decomposizione termica del naturaleidrocarburi. È interessante sapere che la crosta del nostro pianeta contiene anidride carbonica in 50.000 volte più che nello spazio aereo. Naturalmente, questo è un monossido di carbonio legato chimicamente.
• Poiché i principali effetti dell'effetto serra- aumentando la temperatura dell'acqua e dell'aria sulla superficie è aumentata evaporazione dell'umidità dalla superficie dei mari e oceani. Di conseguenza, anche la permeabilità un'atmosfera più deteriorando alla radiazione infrarossa.
• Gli oceani contengono circa 140 trilioni di tonnellateanidride carbonica, che, quando la temperatura dell'acqua aumenta, inizia anche a essere intensivamente rilasciata nell'atmosfera, contribuendo a uno sviluppo più dinamico del processo di serra.
• Riflettività cadente del pianeta, che porta ad un accumulo accelerato di calore dalla sua atmosfera. Ciò è facilitato dallo scioglimento dei ghiacciai e dalla desertificazione della terra.

Quali fattori rallentano lo sviluppo dell'effetto serra?

Si presume che la corrente calda principale -Gulf Stream - è in costante rallentamento. In futuro, ciò causerà un calo significativo della temperatura, che rallenterà l'effetto dell'accumulo di gas serra. Inoltre, per ogni grado di riscaldamento generale, l'area di copertura nuvolosa su tutto il territorio del pianeta aumenta di circa lo 0,5%, il che contribuisce a una significativa riduzione della quantità di calore che la Terra riceve dallo spazio.

Nota: L'essenza dell'effetto serra è l'aumento della temperatura generale della superficie terrestre. Certo, non c'è nulla di buono in questo, ma sono proprio questi fattori che spesso contribuiscono a mitigare le conseguenze di questo fenomeno. In linea di principio, è per questo che molti scienziati ritengono che il tema stesso del riscaldamento globale appartenga alla categoria dei fenomeni completamente naturali che sono accaduti regolarmente in tutta la storia della Terra.

Maggiore è la volatilità, maggiore è il numeroprecipitazioni annuali Ciò causa sia il ripristino delle paludi e la crescita accelerata della flora, che è responsabile per lo smaltimento di anidride carbonica in eccesso nell'atmosfera del pianeta. Si presume inoltre che l'aumento delle precipitazioni in futuro contribuirà a una significativa espansione dell'area dei mari tropicali poco profondi.

I coralli che vivono in loro sonoi più importanti utilizzatori di anidride carbonica. Essere legati chimicamente, va a costruire il loro scheletro. Infine, se l'umanità riduce il tasso di deforestazione anche leggermente, allora la loro area si riprenderà abbastanza rapidamente, poiché lo stesso anidride carbonica è un eccellente stimolante per la diffusione delle piante. Quindi quali sono le possibili conseguenze dell'effetto serra?

I principali scenari del futuro del nostro pianeta

Nel primo caso, gli scienziati lo suggerisconoil riscaldamento globale sarà abbastanza lento. E questo punto di vista ha molti sostenitori. Credono che il World Ocean, che è un gigantesco accumulatore di energia, sarà in grado di assorbire il calore in eccesso per un lungo periodo. Forse, non sarà un millennio prima che il clima sul pianeta cambi radicalmente.

Il secondo gruppo di scienziati, al contrario, sostieneuna variante relativamente veloce di cambiamenti catastrofici. Questo problema dell'effetto serra è ora molto popolare, è discusso in quasi tutti i congressi scientifici. Sfortunatamente, ci sono prove sufficienti per questa teoria. Si ritiene che negli ultimi cento anni la concentrazione di anidride carbonica sia aumentata almeno del 20-24% e la quantità di metano nell'atmosfera è completamente aumentata del 100%. Nello scenario più pessimistico, si ritiene che la temperatura del pianeta entro la fine di questo secolo possa raggiungere un record di 6,4 ° C.

Quindi, in questo caso, l'effetto serra nell'atmosfera terrestre causerà semplicemente problemi mortali per tutti gli abitanti delle aree costiere.

Un forte aumento del livello dell'Oceano Mondiale

Il fatto è che anomalie di temperatura similisono carichi di un aumento estremamente acuto e quasi imprevedibile del livello dell'Oceano mondiale. Ad esempio, dal 1995 al 2005. questa cifra era di 4 cm, anche se gli scienziati si contendevano l'un l'altro, dicendo che non dovevamo aspettare un aumento al di sopra di un paio di centimetri. Se tutto continua allo stesso ritmo, entro la fine del 21 ° secolo, il livello dell'Oceano Mondiale sarà di almeno 88-100 cm sopra la norma attuale. Nel frattempo, circa 100 milioni di persone sul nostro pianeta vivono a circa 87-88 cm sopra il livello del mare.

Ridurre la riflettività della superficie del pianeta

Quando abbiamo scritto su cosal'effetto serra, l'articolo ha ripetutamente menzionato che stimola un'ulteriore diminuzione della riflettività della superficie terrestre, facilitata dalla deforestazione e dalla desertificazione.

Molti scienziati testimoniano che la calotta glacialeai poli si può ridurre la temperatura complessiva del pianeta di almeno due gradi, e il ghiaccio che ricopre la superficie delle acque polari, inibisce fortemente il processo di emissione di anidride carbonica e metano nell'atmosfera. Inoltre, nell'area delle calotte polari non c'è generalmente vapore acqueo, che stimola in modo significativo l'effetto serra globale.

Tutto ciò influenzerà il ciclo dell'acqua mondiale,quella frequenza tornado, mostruosa nella sua forza distruttiva degli uragani e trombe d'aria aumenterà di parecchie volte, rendendo praticamente impossibile per le persone che vivono anche in quelle aree che sono molto lontane dalle coste degli oceani. Purtroppo, il trasferimento di acqua porterà ad un fenomeno opposto. Oggi, la siccità sono un problema 10% del globo, e in futuro il numero di tali regioni potrebbero salire immediatamente al 35-40%. Si tratta di una prospettiva triste per l'umanità.

Per il nostro paese, la previsione in questo caso èpiù favorevole. I climatologi ritengono che la maggior parte del territorio della Russia sarà abbastanza adatto per l'agricoltura normale, il clima diventerà molto più morbido. Naturalmente, la maggior parte delle aree costiere (e ne abbiamo molte) semplicemente allagherà.

Il terzo scenario presuppone che un breve periodoL'aumento della temperatura sarà sostituito da un raffreddamento globale. Abbiamo già parlato del rallentamento della Corrente del Golfo, delle conseguenze. Immagina che questa calda corrente si fermerà completamente ... Ovviamente, prima degli eventi descritti nel film "The Day after tomorrow", non avverrà, ma sul pianeta diventerà sicuramente molto più freddo. Non per molto, però.

Alcuni matematici aderiscono alla teoria(Simulato, ovviamente) che l'effetto serra sulla Terra porterà al fatto che 20-30 anni climatici in Europa non è diventato più caldo che nel nostro paese. Essi suggeriscono anche che il riscaldamento continuerà anche dopo che lo script di cui è descritto nella seconda forma di realizzazione.

conclusione

Qualunque cosa fosse, ma buona nelle previsioninon ci sono così tanti scienziati. Resta solo da sperare che il nostro pianeta sia un meccanismo più complesso e perfetto di quanto immaginiamo. Forse, sarà possibile evitare conseguenze così tristi.

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