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Na última década, a expressão “efeito estufa” praticamente nunca saiu das telas de televisão ou das páginas dos jornais. Programas de aprendizagem várias disciplinas ao mesmo tempo proporcionam seu estudo aprofundado, e seu significado negativo para o clima de nosso planeta é quase sempre indicado. No entanto, este fenómeno é, na verdade, muito mais multifacetado do que é apresentado à pessoa média.

Sem o efeito estufa, a vida em nosso planeta estaria em dúvida

Podemos começar pelo fato de que o efeito estufa existiu em nosso planeta ao longo de sua história. Este fenómeno é simplesmente inevitável para aqueles corpos celestiais, que, como a Terra, tem uma atmosfera estável. Sem ele, por exemplo, o Oceano Mundial teria congelado há muito tempo e as formas de vida superiores não teriam surgido. Os cientistas há muito provaram cientificamente que se não houvesse dióxido de carbono em nossa atmosfera, cuja presença é um componente necessário do processo do efeito estufa, então a temperatura no planeta flutuaria dentro de -20 0 C, então haveria nenhuma conversa sobre o surgimento da vida.

Causas e essência do efeito estufa

Respondendo à pergunta: “O que é o efeito estufa?”, em primeiro lugar, deve-se destacar que esse fenômeno físico recebeu esse nome por analogia com os processos que ocorrem nas estufas dos jardineiros. No seu interior, independentemente da época do ano, é sempre vários graus mais quente do que no espaço envolvente. O fato é que as plantas absorvem a luz solar visível, que passa com absoluta liberdade pelo vidro, pelo polietileno e, em geral, por quase todos os obstáculos. Depois disso, as próprias plantas também passam a emitir energia, mas na faixa do infravermelho, cujos raios não conseguem mais ultrapassar livremente o mesmo vidro, ocorrendo então um efeito estufa. As razões desse fenômeno, portanto, residem justamente no desequilíbrio entre o espectro dos raios solares visíveis e a radiação que as plantas e outros objetos emitem para o ambiente externo.

Base física do efeito estufa

Quanto ao nosso planeta como um todo, o efeito estufa surge aqui devido à presença de uma atmosfera estável. Para manter o equilíbrio de temperatura, a Terra deve liberar tanta energia quanto recebe do Sol. Porém, a presença de dióxido de carbono e água na atmosfera, que absorvem os raios infravermelhos, desempenhando assim o papel do vidro em uma estufa, provoca a formação dos chamados gases de efeito estufa, alguns dos quais retornam à Terra. Esses gases criam um “efeito cobertor”, elevando a temperatura na superfície do planeta.

Efeito estufa em Vênus

Do exposto podemos concluir que o efeito estufa é característico não só da Terra, mas também de todos os planetas e outros corpos celestes com atmosfera estável. Com efeito, estudos realizados por cientistas mostraram que, por exemplo, perto da superfície de Vénus este fenómeno é muito mais pronunciado, o que se deve, em primeiro lugar, ao facto de a sua camada de ar ser constituída por quase cem por cento de dióxido de carbono.

O efeito estufa é o atraso da radiação térmica do planeta pela atmosfera terrestre. Qualquer um de nós já observou o efeito estufa: em estufas ou estufas a temperatura é sempre mais elevada do que no exterior. O mesmo se observa em escala global: a energia solar, ao passar pela atmosfera, aquece a superfície da Terra, mas a energia térmica emitida pela Terra não pode escapar de volta ao espaço, pois a atmosfera terrestre a retém, agindo como o polietileno em uma estufa: transmite ondas curtas de luz do Sol para a Terra e atrasa longas ondas térmicas (ou infravermelhas) emitidas pela superfície da Terra. Ocorre um efeito estufa. Efeito estufa ocorre devido à presença de gases na atmosfera terrestre que têm a capacidade de reter ondas longas. Eles são chamados de gases de “estufa” ou “estufa”.

Os gases de efeito estufa estão presentes na atmosfera em pequenas quantidades (cerca de 0,1%) desde a sua formação. Essa quantidade foi suficiente para manter o equilíbrio térmico da Terra em um nível adequado à vida devido ao efeito estufa. Este é o chamado efeito estufa natural; se não fosse por ele, a temperatura média da superfície da Terra seria 30°C mais baixa, ou seja, não +15° C, como é agora, mas -18° C.

O efeito estufa natural não ameaça nem a Terra nem a humanidade, uma vez que a quantidade total de gases de efeito estufa se manteve no mesmo nível devido ao ciclo da natureza, além disso, devemos nossas vidas a ele.

Mas um aumento na concentração de gases de efeito estufa na atmosfera leva a um aumento do efeito estufa e à perturbação do equilíbrio térmico da Terra. Foi exatamente isso que aconteceu nos últimos dois séculos de civilização. Centrais eléctricas a carvão, gases de escape de automóveis, chaminés de fábricas e outras fontes de poluição de origem humana emitem cerca de 22 mil milhões de toneladas de gases com efeito de estufa na atmosfera todos os anos.

Que gases são chamados de gases de “estufa”?

Os gases de efeito estufa mais conhecidos e difundidos incluem vapor de água(H2O), dióxido de carbono(CO2), metano(CH 4) e gás do riso ou óxido nitroso (N 2 O). Estes são gases de efeito estufa diretos. A maioria deles é formada durante a combustão de combustível orgânico.

Além disso, existem mais dois grupos de gases de efeito estufa diretos, estes são halocarbonos E hexafluoreto de enxofre(SF6). Suas emissões para a atmosfera estão associadas a tecnologias e processos industriais modernos (eletrônicos e equipamentos de refrigeração). A sua quantidade na atmosfera é absolutamente insignificante, mas a sua influência no efeito de estufa (o chamado potencial de aquecimento global/PAG) é dezenas de milhares de vezes mais forte do que o CO 2 .

O vapor de água é o principal gás de efeito estufa, responsável por mais de 60% do efeito estufa natural. Ainda não foi observado aumento antropogênico em sua concentração na atmosfera. Porém, o aumento da temperatura terrestre, provocado por outros fatores, aumenta a evaporação da água dos oceanos, o que pode levar ao aumento da concentração de vapor d'água na atmosfera e ao aumento do efeito estufa. Por outro lado, as nuvens na atmosfera refletem a luz solar direta, o que reduz a entrada de energia na Terra e, consequentemente, reduz o efeito estufa.

O dióxido de carbono é o mais conhecido dos gases de efeito estufa. As fontes naturais de CO 2 são as emissões vulcânicas e a atividade vital dos organismos. As fontes antropogênicas são a combustão de combustíveis fósseis (incluindo incêndios florestais), bem como uma série de processos industriais (por exemplo, produção de cimento, vidro). O dióxido de carbono, segundo a maioria dos investigadores, é o principal responsável pelo aquecimento global causado pelo efeito estufa. As concentrações de CO 2 aumentaram mais de 30% ao longo de dois séculos de industrialização e estão correlacionadas com as mudanças na temperatura média global.

O metano é o segundo gás de efeito estufa mais importante. Liberado devido a vazamentos durante o desenvolvimento de depósitos de carvão e gás natural, de dutos, durante a combustão de biomassa, em aterros (como componente biogás), bem como na agricultura (pecuária, cultivo de arroz), etc. A pecuária, o uso de fertilizantes, a combustão de carvão e outras fontes produzem cerca de 250 milhões de toneladas de metano por ano. A quantidade de metano na atmosfera é pequena, mas o seu efeito de estufa, ou potencial de aquecimento global (PAG), é 21 vezes superior ao do CO 2 .

O óxido nitroso é o terceiro gás com efeito de estufa mais importante: o seu impacto é 310 vezes mais forte que o do CO 2, mas é encontrado em quantidades muito pequenas na atmosfera. Entra na atmosfera como resultado da atividade vital de plantas e animais, bem como durante a produção e uso de fertilizantes minerais e a operação de empresas da indústria química.

Os halocarbonos (hidrofluorocarbonos e perfluorocarbonos) são gases criados para substituir substâncias que destroem a camada de ozono. Usado principalmente em equipamentos de refrigeração. Têm coeficientes de influência excepcionalmente elevados no efeito de estufa: 140-11700 vezes superiores aos do CO 2. As suas emissões (libertações no ambiente) são pequenas, mas estão a aumentar rapidamente.

Hexafluoreto de enxofre – sua liberação na atmosfera está associada à eletrônica e à produção de materiais isolantes. Embora seja pequeno, o volume aumenta constantemente. O potencial de aquecimento global é de 23.900 unidades.

Nas camadas atmosféricas do nosso planeta ocorrem muitos fenômenos que afetam diretamente as condições climáticas da Terra. Esse fenômeno é considerado o efeito estufa, caracterizado pelo aumento da temperatura das camadas atmosféricas inferiores. globo em comparação com a temperatura da radiação térmica do nosso planeta, que pode ser observada do espaço.

Este processo é considerado um dos problemas ambientais globais do nosso tempo, pois graças a ele o calor solar é retido na forma de gases de efeito estufa na superfície da Terra e cria as condições prévias para o aquecimento global.

Gases de efeito estufa afetando o clima do planeta

Os princípios do efeito estufa foram esclarecidos pela primeira vez por Joseph Fourier, considerando tipos diferentes mecanismos na formação do clima da Terra. Ao mesmo tempo, os fatores que influenciam condições de temperatura zonas climáticas e transferência de calor de qualidade, e fatores que influenciam estado de equilíbrio térmico geral do nosso planeta. O efeito estufa é proporcionado pela diferença na transparência das atmosferas nas faixas do infravermelho distante e visível. O balanço térmico do globo determina o clima e as temperaturas médias anuais da superfície.

Os chamados gases de efeito estufa, que bloqueiam os raios infravermelhos que aquecem a atmosfera e a superfície terrestre, participam ativamente desse processo. Em termos do grau de influência e impacto no equilíbrio térmico do nosso planeta, os principais tipos de gases com efeito de estufa são considerados os seguintes:

• vapor de água
• Metano

O principal desta lista é o vapor d'água (umidade do ar na troposfera), que dá a principal contribuição para o efeito estufa da atmosfera terrestre. Freons e óxido de nitrogênio também participam da ação, mas baixas concentrações de outros gases não têm efeito tão significativo.

O princípio de ação e causas do efeito estufa

O efeito estufa, como também é chamado o efeito estufa, consiste na penetração da radiação de ondas curtas do Sol na superfície da Terra, facilitada pelo dióxido de carbono. Neste caso, a radiação térmica da Terra (onda longa) é atrasada. Como resultado dessas ações ordenadas, nossa atmosfera fica aquecida por um longo tempo.

Além disso, a essência do efeito estufa pode ser considerada como a possibilidade de um aumento na temperatura global da Terra, que pode ocorrer em decorrência de mudanças significativas no balanço térmico. Tal processo pode levar ao acúmulo gradual de gases de efeito estufa na atmosfera do nosso planeta.

O mais óbvio causa do efeito estufa chamada de liberação de gases industriais na atmosfera. Acontece que os resultados negativos da atividade humana (incêndios florestais, emissões de automóveis, o trabalho de diversas empresas industriais e a queima de resíduos de combustíveis) tornam-se causas diretas do aquecimento climático. A desflorestação é também uma destas razões, uma vez que as florestas são os absorvedores mais activos de dióxido de carbono.

Se normalizado para os organismos vivos, então os ecossistemas e as pessoas da Terra precisarão de tentar adaptar-se às mudanças nos regimes climáticos. Contudo, a solução mais razoável ainda seria reduzir e depois regular as emissões.

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A essência do efeito estufa.

O ar que respiramos é essencial para nossa vida de várias maneiras. Sem a nossa atmosfera, a temperatura média na Terra seria de cerca de -18 0 C, em vez dos actuais 15 0 C. Toda a luz solar que entra na Terra (cerca de 180 W/m2) faz com que a Terra emita ondas infravermelhas como um radiador gigante. O calor refletido simplesmente retornaria sem impedimentos ao espaço.

Por causa da atmosfera, no entanto, apenas uma parte deste calor é devolvida diretamente ao espaço. O restante fica retido nas camadas inferiores da atmosfera, que contêm vários gases - vapor d'água, CO 2, metano e outros - que coletam a radiação infravermelha emitida. Assim que esses gases aquecem, parte do calor acumulado é liberado de volta à superfície da Terra. Em geral, esse processo é denominado efeito estufa, cuja principal razão é o excesso de gases de efeito estufa na atmosfera. Quanto mais gases de efeito estufa houver na atmosfera, mais calor refletido pela superfície terrestre será retido. Dado que os gases com efeito de estufa não impedem o fluxo de energia solar, a temperatura na superfície da Terra aumentará.

À medida que as temperaturas aumentam, a evaporação da água dos oceanos, lagos, rios, etc. Dado que o ar mais quente pode reter mais vapor de água, isto cria um poderoso efeito de feedback: quanto mais quente fica, maior é o teor de vapor de água no ar, o que por sua vez aumenta o efeito de estufa. A atividade humana tem pouco efeito na quantidade de vapor d'água na atmosfera. Mas emitimos outros gases de efeito estufa, o que torna o efeito estufa cada vez mais intenso. Os cientistas acreditam que o aumento das emissões de CO 2, principalmente provenientes da queima de combustíveis fósseis, explica pelo menos cerca de 60% do aquecimento da Terra desde 1850. A concentração de dióxido de carbono na atmosfera está a aumentar cerca de 0,3% ao ano e é agora cerca de 30% mais elevada do que antes da revolução industrial. Se expressarmos isso em termos absolutos, então a cada ano a humanidade acrescenta aproximadamente 7 bilhões de toneladas. Apesar de esta ser uma parte pequena em relação à quantidade total de dióxido de carbono na atmosfera - 750 bilhões de toneladas, e ainda menor se comparada à quantidade de CO 2 contida no Oceano Mundial - aproximadamente 35 trilhões de toneladas, ainda é muito significativo. Motivo: os processos naturais estão em equilíbrio, tal volume de CO 2 entra na atmosfera, que é retirado de lá. A atividade humana apenas adiciona CO 2.

Se as taxas actuais se mantiverem, os níveis atmosféricos de dióxido de carbono duplicarão os níveis pré-industriais até 2060 e quadruplicarão até ao final do século. Isto é muito preocupante porque o ciclo de vida do CO 2 na atmosfera é de mais de cem anos, em comparação com o ciclo de oito dias do vapor de água. postado em http://www.allbest.ru/

O metano, principal componente do gás natural, é responsável por 15% do aquecimento global tempos modernos. Gerado por bactérias em campos de arroz, lixo em decomposição, produtos agrícolas e combustíveis fósseis, o metano circula na atmosfera há cerca de uma década. Agora há 2,5 vezes mais na atmosfera do que no século XVIII.

Outro gás com efeito de estufa é o óxido nitroso, produzido tanto pela agricultura como pela indústria - vários solventes e refrigerantes, como os clorofluorcarbonos (CFC), que são proibidos por acordos internacionais devido ao seu efeito destruidor da camada protectora de ozono da Terra. A acumulação implacável de gases com efeito de estufa na atmosfera levou os cientistas a decidir que neste século a temperatura média aumentará de 1 para 3,5 0 C. (ver Apêndice N.º 1) Para muitos, isto pode não parecer muito. Vamos dar um exemplo para explicar. O arrefecimento anormal na Europa, que durou de 1570 a 1730, forçando os agricultores europeus a abandonar os seus campos, foi causado por uma mudança de temperatura de apenas meio grau Celsius. Você pode imaginar quais consequências um aumento de temperatura de 3,5 0 C poderia ter.

Maneiras de estudar as mudanças climáticas.

Nos tempos modernos, a invenção de vários modelos computacionais das mudanças climáticas na Terra está se tornando popular. Baseiam-se na interação de diversos fatores climáticos, como solo, ar, água, geleiras e energia solar. Esses modelos de circulação geral consistem em equações que mostram as relações aprendidas entre a física atmosférica e a circulação oceânica.

Para cada parte do planeta, os cientistas calcularam o efeito de fatores como a temperatura, a rotação da Terra, a parte da superfície acima do nível do mar e outras condições climáticas.

Mas quão plausíveis são esses projetos? Um modelo é considerado perfeito se, ao inserir informações sobre as condições climáticas na Terra há várias centenas de anos, produzir uma descrição precisa do clima atual. É muito raro que os modelos actuais produzam um resultado comparável ao clima global real sem várias imprecisões.

Isto se deve em parte ao fato de que apenas os computadores mais potentes podem realizar essa tarefa. E em parte porque alguns aspectos das alterações climáticas não são totalmente compreendidos. Os modeladores alertam que as suas criações ainda não estão suficientemente avançadas para determinar o efeito detalhado em regiões específicas. Os modelos dividem toda a superfície da Terra em quadrados, geralmente com 200 km de lado, mas fatores como tempestades oceânicas, tempestades e atividade de nuvens afetam áreas muito menores. Nestes casos, os modelos podem determinar um resultado aproximado. Os modelos informáticos projectam rotineiramente o efeito de estufa para um futuro distante e estão a adaptar-se cada vez melhor ao crescente conjunto de conhecimentos da humanidade. Além disso, é incrivelmente difícil contabilizar corretamente a influência humana nas flutuações climáticas globais.

De acordo com Kevin Trenberth, um importante especialista americano em Centro Nacional Pesquisa Atmosférica no Colorado, todos os modelos computacionais prevêem o aquecimento global, mas só podem determinar a extensão da mudança de temperatura. O aquecimento poderá ser de um grau Celsius neste século, ou poderá ser mais de três vezes superior. “A utilização de tais modelos é uma ferramenta importante e indispensável”, diz Trenberth, “mas não pode resolver o problema do efeito estufa”.

A influência do dióxido de carbono na intensidade do efeito estufa.

Ainda há muito a aprender sobre o ciclo do carbono e o papel dos oceanos do mundo como vasto reservatório de dióxido de carbono. Como mencionado acima, todos os anos a humanidade adiciona 7 mil milhões de toneladas de carbono sob a forma de CO 2 aos 750 mil milhões de toneladas existentes. Mas apenas cerca de metade das nossas emissões – 3 mil milhões de toneladas – permanecem no ar. Isto pode ser explicado pelo fato de que a maior parte do CO 2 é utilizada pelas plantas terrestres e marinhas, fica enterrada em rochas sedimentares marinhas e é absorvida água do mar ou de outra forma absorvido. Desta grande porção de CO 2 (cerca de 4 mil milhões de toneladas), o oceano absorve cerca de dois mil milhões de toneladas de dióxido de carbono atmosférico todos os anos. Tudo isto aumenta o número de perguntas sem resposta: Como exatamente? água do mar interage com o ar atmosférico, absorvendo CO 2? Quanto mais carbono podem os mares absorver e que nível de aquecimento global poderá afectar a sua capacidade? Qual é a capacidade dos oceanos de absorver e armazenar o calor retido pelas alterações climáticas?

O papel das nuvens e das partículas suspensas nas correntes de ar chamadas aerossóis não é fácil de levar em conta na construção de um modelo climático. As nuvens sombreiam a superfície terrestre, levando ao resfriamento, mas dependendo de sua altura, densidade e outras condições, também podem reter o calor refletido da superfície terrestre, aumentando a intensidade do efeito estufa. O efeito dos aerossóis também é interessante. Alguns deles alteram o vapor d’água, condensando-o em pequenas gotículas que formam nuvens. Estas nuvens são muito densas e obscurecem a superfície da Terra durante semanas. Ou seja, eles bloqueiam a luz solar até cair com a precipitação. O efeito combinado pode ser enorme: a erupção do Monte Pinatuba, nas Filipinas, em 1991, libertou um volume colossal de sulfatos na estratosfera, causando uma queda mundial na temperatura que durou dois anos.

Assim, a nossa própria poluição, causada principalmente pela queima de carvão e óleos contendo enxofre, pode compensar temporariamente os efeitos do aquecimento global. Os especialistas estimam que os aerossóis reduziram o aquecimento em 20% durante o século XX. Em geral, as temperaturas têm aumentado desde a década de 1940, mas caíram desde 1970. O efeito aerossol pode ajudar a explicar o arrefecimento anómalo de meados do século passado.

Em 1996, as emissões de dióxido de carbono na atmosfera ascenderam a 24 mil milhões de toneladas. Um grupo muito activo de investigadores argumenta contra a ideia de que a actividade humana é uma das causas do aquecimento global. Para ela, o principal são os processos naturais das mudanças climáticas e do aumento da atividade solar. Mas, segundo Klaus Hasselmann, chefe do Centro Climatológico Alemão em Hamburgo, apenas 5% podem ser explicados por causas naturais, e os restantes 95% são factores provocados pela actividade humana. Alguns cientistas também não associam o aumento do CO 2 ao aumento da temperatura. Os cépticos dizem que se o aumento das temperaturas for atribuído ao aumento das emissões de CO2, as temperaturas devem ter aumentado durante o boom económico do pós-guerra, quando os combustíveis fósseis foram queimados em enormes quantidades. No entanto, Jerry Mallman, diretor do Laboratório Geofísico de Dinâmica de Fluidos, calculou que o aumento do uso de carvão e petróleo aumentou rapidamente o teor de enxofre na atmosfera, causando resfriamento. Depois de 1970, o efeito térmico de longos vida útil O CO 2 e o metano suprimiram os aerossóis de decomposição rápida, causando o aumento das temperaturas. Assim, podemos concluir que a influência do dióxido de carbono na intensidade do efeito estufa é enorme e inegável.

No entanto, o aumento do efeito estufa pode não ser catastrófico. Na verdade, as altas temperaturas podem ser bem-vindas onde são bastante raras. Desde 1900, o maior aquecimento foi observado entre 40 e 70 0 de latitude norte, incluindo a Rússia, a Europa e a parte norte dos Estados Unidos, onde as emissões industriais de gases com efeito de estufa começaram mais cedo. A maior parte do aquecimento ocorre à noite, principalmente devido ao aumento da cobertura de nuvens, que retém o calor que sai. Como resultado, a época de semeadura foi prorrogada por uma semana.

Além disso, o efeito estufa pode ser uma boa notícia para alguns agricultores. Altas concentrações de CO 2 podem ter um efeito positivo nas plantas porque as plantas utilizam dióxido de carbono durante a fotossíntese, convertendo-o em tecido vivo. Portanto, mais plantas significam maior absorção de CO 2 da atmosfera, desacelerando o aquecimento global.

Este fenômeno foi estudado por especialistas americanos. Eles decidiram criar um modelo de mundo com o dobro da quantidade de CO 2 no ar. Para isso eles usaram um garoto de quatorze anos floresta de pinheiros no norte da Califórnia. O gás era bombeado através de canos instalados entre as árvores. A fotossíntese aumentou 50-60%. Mas o efeito logo se tornou o oposto. As árvores sufocantes não conseguiam lidar com tais volumes de dióxido de carbono. A vantagem no processo de fotossíntese foi perdida. Este é outro exemplo de como a manipulação humana leva a resultados inesperados.

Mas estes pequenos aspectos positivos do efeito estufa não podem ser comparados com os negativos. Leve pelo menos a experiência com floresta de pinheiros, onde o volume de CO 2 duplicou e, até ao final deste século, prevê-se que a concentração de CO 2 quadruplicará. Pode-se imaginar quão catastróficas poderiam ser as consequências para as plantas. E isso, por sua vez, aumentará o volume de CO 2, pois quanto menos plantas, maior será a concentração de CO 2. pesquisa sobre efeito estufa

Aquecimento global.

A importância do aquecimento, determinada pelos cientistas americanos, poderá desencadear uma catástrofe generalizada. Primeiro, o aquecimento provocará um aumento na concentração de vapor d'água na atmosfera (6% a mais para cada grau de aumento de temperatura), o que provocará um aumento na precipitação e possivelmente um clima mais intenso em geral.

Embora a frequência de chuvas e nevascas possa aumentar o efeito mais esperado é que as flutuações médias na precipitação possam ser ainda mais pronunciadas como afirma Thomas Karl Especialista americano no domínio das alterações climáticas. Em áreas propensas a inundações e erosão hídrica, a previsão será terrível. O aumento da precipitação será extremamente desigual, inundando as zonas mais húmidas e tornando as zonas secas ainda mais secas.

Além disso, Karl sugere que as ondas de calor podem se tornar ainda mais severas em áreas onde há poucas chances de resfriamento à noite. Um aumento de três graus na temperatura média aumentará a possibilidade de ondas de calor perigosas (acima de 35 0 C) ocorrerem em latitudes médias, de uma vez a cada 12 anos para uma vez a cada 4 anos.

Imagens tão cruéis estão se tornando cada vez mais verossímeis. Existe um acordo unânime de que as temperaturas médias globais aumentaram meio grau Celsius desde o final do século XVIII, com 13 dos anos mais quentes a ocorrer desde 1980. Segundo algumas estimativas, 1997 foi o mais quente. Esta é uma prova indiscutível de que a humanidade está envolvida no aquecimento global.

O aquecimento também pode fazer parte de um ciclo natural de flutuações nas temperaturas médias, que oscilaram até 6 graus Celsius nos últimos 150 mil anos. As flutuações climáticas ao longo dos milênios dependem de mudanças periódicas na atividade solar, na órbita e inclinação da Terra, ou seja, na quantidade de calor que entra na Terra.

A rotação da Terra não mantém uma posição constante em relação ao Sol. Na década de 1930, o matemático sérvio Milutin Milanković estabeleceu que existe uma relação entre três ciclos principais do movimento da Terra e o seu clima: o ciclo de 100.000 anos da órbita da Terra, o ciclo de 41.000 anos da inclinação do eixo da Terra e o ciclo de 23.000 anos da órbita da Terra. ciclo de anos de oscilação do eixo da Terra.

O efeito destes ciclos pode ser visto num gráfico de mudanças no volume das camadas de gelo em relação a iluminação solar, que aumentou à medida que a intensidade solar caiu, permitindo que a neve acumulasse o período de derretimento e se acumulasse ao longo do tempo.

De acordo com estes ciclos, estamos agora no meio de um período de arrefecimento. E atualmente há um aumento da temperatura, como se estivéssemos num período de aquecimento.

A evidência destas alterações climáticas foi extraída da composição do gelo extraído das profundezas de antigos glaciares na Gronelândia e na Antártida e dos restos de organismos marinhos em rochas sedimentares no fundo do mar.

O aumento e a queda da temperatura nos últimos 750 mil anos também foram examinados através da análise de uma antiga geleira tibetana de 300 metros - a maior nas latitudes médias. Amostras de gelo foram coletadas de várias profundidades. O conteúdo de um isótopo especial de oxigênio, 18 O, foi medido em cada amostra. Quanto maior o seu conteúdo, maior a temperatura no período correspondente.

Com base nesta pesquisa, um gráfico foi criado. A temperatura resultante foi sobreposta a um gráfico de variações de intensidade solar de acordo com o ciclo de Milankovitch de 100.000 anos.

É possível que por volta de 1860, quando os cientistas abordaram pela primeira vez o problema do aquecimento global, o planeta ainda estivesse num período de arrefecimento anormal. O aquecimento real pode ser causado pelo final deste período, e o efeito estufa pode se sobrepor a esta direção da flutuação climática.

Contudo, para refutar esta opinião, para muitos cientistas o aspecto crítico é a taxa de aquecimento climático actual, que não pode ser comparada com as taxas de flutuações naturais do clima. No século 20, o aquecimento atingiu 0,5 0 C, foi invulgarmente grande, repentino e generalizado.

Nos últimos 150 anos, uma diminuição na cobertura de gelo devido ao aquecimento global foi observada em todo o planeta. E nos últimos 40 anos, a temperatura na Antártica aumentou 2,5 0 C, um dos maiores campos de gelo diminuiu um terço e outro derreteu 1.300 m 2 somente em 1995. O derretimento das geleiras já levou a um aumento do nível do mar de 10 a 25 cm no último século. Sabe-se que se o nível do Oceano Mundial subir 1 metro, muitas cidades costeiras serão inundadas.

A diminuição da cobertura de gelo pode ser observada no exemplo de uma geleira na Suíça, que há 150 anos fazia parte dos Alpes. “Se o clima continuar a mudar a estes ritmos incríveis, como acreditamos que acontecerá, a magnitude do futuro efeito de estufa será enorme, mesmo à escala geológica”, afirma Thomas Roofley, oceanógrafo americano.

Consequências do efeito estufa.

Qual é a urgência da acção considerada na conferência sobre alterações climáticas de 1997, em Quioto, no Japão, na qual as nações industrializadas concordaram, em princípio, em reduzir as emissões de gases com efeito de estufa? Nenhuma outra questão é tão contestada entre cientistas e políticos como esta. Alguns dizem que não se justifica uma acção imediata: as mudanças climáticas tangíveis, dizem, são suficientemente graduais para que nos possamos adaptar. E mesmo que todas as emissões de gases com efeito de estufa para a atmosfera parassem amanhã, o planeta ainda aqueceria durante várias décadas devido ao longo ciclo de vida dos gases na atmosfera.

Por outro lado, há evidências de que alguns eventos podem alterar radicalmente o clima durante um período de várias dezenas de dias. Talvez Melhor medoé o súbito colapso da enorme Cintura de Transportes do Atlântico, um sistema que traz água quente para norte do equador, tornando a Europa vários graus mais quente. A evaporação deste influxo deixa este cinturão com maior concentração de sal do que o restante do Atlântico Norte, que contém um excesso persistente de água das bacias continentais. O cinturão torna-se mais frio e denso à medida que atinge a Groenlândia, onde afunda completamente.

Mas e se o aquecimento global induzido pelo homem alterar a diferença de temperatura entre as correntes e, ao mesmo tempo, aumentar a precipitação, diluindo a salinidade do fluxo para norte? Toda a cintura de transporte atlântica poderá encerrar, como evidenciado pelos sedimentos oceânicos, como já aconteceu várias vezes no passado. O efeito será desastroso. Segundo alguns cálculos, a Irlanda terá a mesma temperatura de hoje em Svalbard, que fica centenas de quilômetros acima do Círculo Polar Ártico. Quase tudo Norte da Europa será inadequado para a vida.

Mas ninguém sabe ao certo se tais coisas acontecerão. Além disso, o efeito humano específico nas alterações climáticas permanecerá por muito tempo incerto até que nosso conhecimento aumente e os modelos melhorem. “Os próximos dez anos dirão”, diz Tim Barnett, cientista climático do Instituto de Oceanografia da Califórnia. “Teremos de esperar até lá para realmente ver”.

Fatores das mudanças climáticas.

Depois de avaliar as opiniões de vários especialistas, pode-se determinar que o clima está a mudar devido a várias combinações de vários factores climáticos, cujo mecanismo de muitos dos quais ainda não é compreendido. Ciência moderna. Aqui está uma lista dos principais fatores climáticos.

Radiação solar. Tendo voado 149 mil milhões de quilómetros, a luz solar aquece a camada superior da atmosfera com uma intensidade de 180 W/m2. Um terço desse calor é refletido de volta ao espaço. O restante passa pela atmosfera, aquecendo a superfície terrestre.

Atmosfera. O delicado equilíbrio dos gases na atmosfera dá à Terra uma temperatura média de 15 0 C. Os gases de efeito estufa - vapor d'água, CO 2, metano, óxidos de nitrogênio e outros - retêm a energia refletida pela superfície terrestre e a refletem de volta para a terra. .

Oceanos. Cobrindo 71% da superfície terrestre, os oceanos são a principal fonte de vapor de água atmosférico. Os oceanos podem reter calor por muito tempo e transportá-lo por milhares de quilômetros. Quando a água quente se acumula em uma área, a evaporação e a formação de nuvens podem aumentar. Os organismos marinhos consomem enormes quantidades de dióxido de carbono.

O ciclo da água. O aumento da temperatura do ar pode significar aumento da evaporação da água e derretimento do gelo na água e na terra. O vapor de água também é o gás de efeito estufa mais eficiente e eficaz. No entanto, a formação de nuvens pode ter um efeito de resfriamento.

Nuvens. O papel das nuvens não é totalmente compreendido, mas sabe-se que as nuvens têm um efeito duplo: elas esfriam, sombreando a superfície da Terra, e aquecem, retendo o calor refletido pela superfície da Terra.

Geleiras e coberturas de neve. Brilhante cor branca As geleiras e as calotas nevadas refletem a luz solar de volta ao espaço, resfriando o planeta. O derretimento do gelo nos oceanos reduz a temperatura da água. No Hemisfério Norte, a área de cobertura de neve diminuiu 10% nos últimos 25 anos, mas ainda não foi observada uma diminuição significativa no volume de gelo na Antártida. Embora a probabilidade de isso acontecer aumente constantemente.

Superfície da Terra. Quando a energia solar atinge a superfície da Terra, ela se transforma em calor, parte do qual é rapidamente refletido na atmosfera. Portanto, a topografia (a posição relativa de pontos individuais na área 1) e o cultivo da terra têm um enorme impacto no clima. As cadeias de montanhas podem bloquear o movimento das nuvens, criando áreas secas na direção do vento. Solos soltos podem absorver grande quantidade umidade, tornando o ar mais seco. Uma floresta tropical pode absorver grandes quantidades de dióxido de carbono, mas se a floresta for derrubada, essa mesma área se tornará uma fonte de metano. Se tal floresta for queimada, ela será liberada um grande número de dióxido de carbono. Em média, em todo o planeta, as queimadas florestais são responsáveis ​​por metade do aumento de CO 2 na atmosfera.

Impacto humano. Ao adicionar gases de efeito estufa à atmosfera, a humanidade causa o aquecimento global. A queima de combustível é razão principal aumentando a concentração de CO 2. A pecuária, o cultivo de arroz e os aterros sanitários aumentaram os níveis de metano na atmosfera. Aerossóis e emissões industriais de sulfato refletem a luz solar que entra, produzindo um efeito de resfriamento temporário e localizado.

Em 1992, no Rio de Janeiro, os principais países industrializados comprometeram-se a reduzir as emissões de dióxido de carbono para os níveis de 1990 até ao ano 2000. Ao assumir o cargo em 1993, o presidente dos EUA, Bill Clinton, enfatizou a importância de atingir as metas estabelecidas no Rio de Janeiro. Mas no final de Outubro de 1999, ele disse que só até 2008 os países industrializados poderiam regressar ao nível de emissões de gases com efeito de estufa de 1990, e apenas se a China também se comprometesse a adoptar leis relevantes no seu país.

Agora, em média, um residente dos EUA queima tanto combustível anualmente que são liberadas 19 toneladas de dióxido de carbono (na Alemanha - 11 toneladas, na China - duas, na Índia - uma tonelada).

Gases de efeito estufa.

Gases de efeito estufa são gases que se acredita causarem o efeito estufa global.

Os principais gases com efeito de estufa, por ordem do seu impacto estimado no equilíbrio térmico da Terra, são o vapor de água, o dióxido de carbono, o metano, o ozono, os halocarbonos e o óxido nitroso.

vapor de água

O vapor d'água é o principal gás natural do efeito estufa, responsável por mais de 60% do efeito. O impacto antropogênico direto nesta fonte é insignificante. Ao mesmo tempo, um aumento na temperatura da Terra causado por outros fatores aumenta a evaporação e a concentração total de vapor d'água na atmosfera com umidade relativa quase constante, o que por sua vez aumenta o efeito estufa. Assim, há alguns pontos positivos Opinião. Por outro lado, as nuvens na atmosfera refletem a luz solar direta, aumentando assim o albedo da Terra, o que reduz um pouco o efeito.

Dióxido de carbono

As fontes de dióxido de carbono na atmosfera da Terra são as emissões vulcânicas, a atividade vital dos organismos e a atividade humana. As fontes antropogénicas incluem a combustão de combustíveis fósseis, a queima de biomassa (incluindo a desflorestação) e alguns processos industriais (por exemplo, a produção de cimento). Os principais consumidores de dióxido de carbono são as plantas. Normalmente, a biocenose absorve aproximadamente a mesma quantidade de dióxido de carbono que produz (inclusive por meio da decomposição da biomassa).

As principais fontes antropogénicas de metano são a fermentação digestiva na pecuária, a cultura do arroz e a queima de biomassa (incluindo a desflorestação). Estudos recentes mostraram que um rápido aumento nas concentrações atmosféricas de metano ocorreu no primeiro milénio d.C. (presumivelmente como resultado da expansão da produção agrícola e pecuária e das queimadas florestais). Entre 1000 e 1700, as concentrações de metano caíram 40%, mas começaram a aumentar novamente em últimos séculos(presumivelmente como resultado do aumento de terras aráveis ​​e pastagens e da queima de florestas, do uso de madeira para aquecimento, do aumento do número de animais, da quantidade de esgoto e do cultivo de arroz). Alguma contribuição para o fornecimento de metano vem de vazamentos durante o desenvolvimento de depósitos de carvão e gás natural, bem como da emissão de metano como parte do biogás gerado em locais de eliminação de resíduos. Postado em Allbest.ru

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Se considerarmos problemas reais humanidade, podemos concluir que o mais global deles é o efeito estufa. Já se faz sentir e altera enormemente as condições ambientais, mas as suas consequências exactas são desconhecidas, embora seja claro que podem ser irreparáveis.

Para salvar a humanidade, devemos descobrir a essência do efeito estufa e tentar detê-lo.

O que é isso

A essência do efeito estufa é semelhante ao princípio de funcionamento das estufas, bem conhecido de todos os jardineiros e jardineiros. Está no fato de se formar acima do planeta uma espécie de estufa que, tendo transparência, transmite livremente através de si os raios solares. Eles caem na superfície da terra e a aquecem. O calor normalmente deveria passar pela atmosfera, e suas camadas inferiores tornaram-se tão densas nas últimas décadas que perderam sua capacidade. Taxa de transferência. Assim, a troca de calor é perturbada, o que leva ao lançamento do mecanismo do efeito estufa.

A definição do efeito estufa é mais ou menos assim: um aumento da temperatura nas camadas atmosféricas inferiores em relação aos indicadores efetivos que caracterizam a radiação térmica da Terra, que é observada do espaço. Em outras palavras, é muito mais quente na superfície do planeta do que fora da atmosfera. E como as camadas são muito densas, não deixam passar o calor, e isso, sob a influência das baixas temperaturas cósmicas, provoca a formação de condensação. Um diagrama simplificado do mecanismo é apresentado abaixo.

A questão do efeito estufa foi estudada pela primeira vez por Joseph Fourier ainda no século 19, que sugeriu que a atmosfera terrestre está mudando muito e suas propriedades começam a se assemelhar ao vidro nas estufas, ou seja, transmite os raios solares, mas impede o retorno penetração de calor. Por conta disso, são sintetizados os chamados, que consistem em carbono, vapor d'água, ozônio e metano.

A base é o vapor, que provoca a formação de condensação. Um papel igualmente importante no efeito estufa é desempenhado pelo dióxido de carbono, cujo volume é Ultimamente aumentou para 20-26%. As participações do ozônio e do metano na atmosfera são de 3 a 7% cada, mas também participam dos processos do efeito estufa.

Causas

O planeta Terra já experimentou o efeito estufa e o aquecimento global e, provavelmente, sem tais fenômenos, a humanidade e todos os seres vivos não teriam sido capazes de se desenvolver e viver normalmente. Há muitos séculos, os processos começaram devido à alta atividade de numerosos vulcões, cujos produtos irromperam na atmosfera. Mas à medida que a vegetação se espalhou pelo planeta, o nível de gases diminuiu e a situação estabilizou.

EM mundo moderno O efeito estufa se deve aos seguintes motivos:

• Uso ativo e descontrolado de diversos minerais extraídos das entranhas da Terra que possuem propriedades inflamáveis. A humanidade se esforça para usar todos os dons do planeta, mas o faz de forma extremamente impensada e rude: no processo de combustão e queima, uma enorme quantidade de vários produtos de decomposição, bem como o dióxido de carbono, são liberados no meio ambiente todos os dias.
• Desmatamento ativo em todo o planeta, que recentemente adquiriu uma escala simplesmente enorme. As árvores são cortadas principalmente para serem utilizadas como combustível, mas por vezes as áreas são desmatadas para construção. De uma forma ou de outra, uma diminuição no número plantas verdes altera a composição do ar. A folhagem absorve dióxido de carbono e libera oxigênio. E quanto menos vegetação houver no planeta, maior será a concentração de substâncias que engrossam a atmosfera e potencializam o efeito estufa.
• Um grande número de veículos funciona com gasolina. Durante sua operação, eles são gerados e imediatamente liberados no ar. Eles sobem, penetram nas camadas atmosféricas inferiores e as tornam ainda mais densas, potencializando o efeito estufa.
• O desenvolvimento do efeito estufa na atmosfera é facilitado pelo rápido crescimento populacional. Cada pessoa, ao inalar oxigênio, exala dióxido de carbono, e este, como se sabe, é o principal desenvolvimento do efeito estufa.
• Os incêndios florestais, que ocorrem cada vez mais devido às alterações climáticas e à negligência humana, também agravam o efeito estufa. Um grande número de árvores queima todos os anos, o que significa que quantidades incríveis de dióxido de carbono são libertadas no ar e na atmosfera.
• Numerosos aterros que preenchem a superfície da Terra, durante o processo de decomposição de resíduos, liberam metano e outras substâncias nocivas que poluem fortemente as camadas atmosféricas inferiores.
• Ritmo acelerado de desenvolvimento industrial. Várias plantas de processamento e outras empresas industriais emitem enormes quantidades de gases de escape e vapores que entram na atmosfera quase imediatamente e provocam um efeito estufa.
• Introdução de substâncias químicas e sintéticas em todas as esferas da vida. Eles são encontrados em fertilizantes, recipientes, roupas, alimentos e outros produtos modernos. Alguns compostos não se decompõem e liberam vapores que chegam à atmosfera.

Possíveis consequências

Não basta saber o que é o efeito estufa para compreender o quão perigoso ele é. E para avaliar a globalidade e a gravidade do problema, deve-se considerar as consequências que ameaçam o planeta e todos os seres vivos. Eles podem ser os seguintes:

1. A poluição atmosférica e a compactação das suas camadas contribuem para o aquecimento global. Durante muito tempo, os cientistas envolvidos no estudo das condições climáticas notaram um aumento de vários graus nas temperaturas médias anuais. E essas mudanças podem perturbar o equilíbrio global, provocando calor e secas em algumas regiões do sul.
2. Devido ao efeito estufa e ao aquecimento que ele causa, ocorrem mudanças climáticas ativas. Os níveis de água nos oceanos estão a aumentar rapidamente. As zonas costeiras poderão ficar completamente inundadas dentro de algumas décadas. E se você considerar que nesses territórios o cultivo é feito culturas diferentes, então enormes danos serão causados agricultura, e isto, por sua vez, pode provocar uma escassez aguda de alimentos.
3. Devido ao aumento do nível da água nos oceanos do mundo, muitas cidades costeiras e, no futuro, até países inteiros, poderão ser inundadas. Como resultado, as pessoas simplesmente não terão onde morar. Além disso, algumas regiões já enfrentam uma ameaça real.
4. Sob a influência das altas temperaturas causadas pelo efeito estufa, a umidade evapora muito mais rápido, e isso tem um efeito prejudicial direto sobre a vegetação da Terra. A redução do seu volume agravará os problemas e piorará a composição do ar. Como resultado, depois de séculos poderá chegar um momento em que simplesmente não haverá nada para respirar no planeta.
5. O calor é uma ameaça à saúde de muitas pessoas, especialmente daquelas que sofrem de doenças cardiovasculares e endócrinas. Não é à toa que no verão a mortalidade em toda a Terra aumenta acentuadamente.
6. Devido ao efeito estufa e às graves mudanças climáticas por ele causadas, não só a flora do planeta poderá sofrer, mas também a fauna, ou seja, mundo animal. Alguns de seus representantes já são considerados ameaçados, inclusive por.
7. A humanidade já vive o poder das anomalias naturais: fortes chuvas, furacões, inundações, tsunamis, tornados, terremotos e outros fenômenos que ameaçam a vida humana.

Como evitar consequências graves

O problema do efeito estufa na Terra é muito relevante, por isso muitos cientistas estão desenvolvendo ativamente e pensando em soluções.

1. Primeiro, o consumo de energia deveria ser completamente reconsiderado. É aconselhável abandonar os recursos naturais combustíveis e os materiais combustíveis sólidos, mudando para o gás natural ou fontes naturais alternativas e ainda insuficientemente desenvolvidas, como o sol, a água e o vento.
2. Em segundo lugar, o efeito estufa e o seu impacto no planeta Terra enfraquecerão se a humanidade prosseguir uma política de conservação e conservação de energia. Para isso, pode-se, por exemplo, isolar totalmente as casas e utilizar materiais de construção e acabamento que retenham o calor. Além disso, as empresas industriais e de produção devem instalar equipamentos que reduzam o consumo de energia.
3. Em terceiro lugar, uma das formas de combater o efeito de estufa poderia ser o reequipamento do sistema de transportes. Não é necessário abrir mão dos carros, mas você pode adquirir aqueles que funcionam sem que os gases de escapamento se fixem nas camadas mais baixas da atmosfera, por exemplo, em painéis solares ou eletricidade. O desenvolvimento de fontes alternativas está em andamento, mas seus resultados ainda são desconhecidos.
4. Em quarto lugar, as florestas da Terra devem ser restauradas, a desflorestação deve ser interrompida e novas árvores devem ser plantadas. E se cada habitante do planeta contribuir, isso terá um impacto significativo na situação geral. Além disso, vale a pena reconsiderar o cultivo de diversas culturas, nomeadamente, abandonando os fertilizantes químicos e pulverizando com venenos que poluem a atmosfera e potenciam o efeito de estufa.
5. Em quinto lugar, é necessário optimizar o sistema de tratamento de resíduos para não poluir a atmosfera e o planeta. As empresas industriais devem instalar instalações de tratamento que minimizem as emissões. Os próprios resíduos devem ser totalmente eliminados ou reciclados e utilizados como matéria-prima secundária. Além disso, para reduzir os aterros, a produção deve utilizar materiais totalmente biodegradáveis ​​e inofensivos.

Agora você entende a essência do efeito estufa e sua influência na atmosfera e sabe por que o planeta está em perigo. É muito difícil eliminar tal fenômeno, mas se toda a humanidade reconsiderar sua atitude em relação à Terra e começar a agir, então consequências sérias pode ser evitado.