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Na última década, a frase "efeito estufa" praticamente nunca saiu das telas de televisão ou das páginas dos jornais. Programas de aprendizagem várias disciplinas ao mesmo tempo fornecem seu estudo completo, e seu significado negativo para o clima de nosso planeta é quase sempre indicado. No entanto, esse fenômeno é, na verdade, muito mais multifacetado do que apresentado ao leigo.

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

Podemos começar com o fato de que o efeito estufa em nosso planeta existiu ao longo de sua história. Esse fenômeno é simplesmente inevitável para aqueles corpos celestiais, que, como a Terra, têm uma atmosfera estável. Sem ele, por exemplo, o Oceano Mundial teria congelado há muito tempo e as formas superiores de vida não teriam aparecido. Os cientistas provaram cientificamente há muito tempo que se não houvesse dióxido de carbono em nossa atmosfera, cuja presença é necessária para sair do processo de efeito estufa, então a temperatura do planeta flutuaria dentro de -20 o C, de modo que haveria não fale sobre o surgimento da vida.

Causas e natureza do efeito estufa

Respondendo à pergunta: “O que é o efeito estufa?”, Em primeiro lugar, deve-se notar que este fenômeno físico recebeu seu nome por analogia com os processos que ocorrem em uma estufa entre os jardineiros. No seu interior, independentemente da estação, é sempre vários graus mais quente do que no espaço envolvente. O fato é que as plantas absorvem a luz solar visível, que passa absolutamente livre pelo vidro, pelo polietileno e, em geral, por quase qualquer obstáculo. Depois disso, as próprias plantas também passam a emitir energia, mas já na faixa do infravermelho, cujos raios não podem mais ultrapassar livremente o mesmo vidro, então surge o efeito estufa. As razões para esse fenômeno, portanto, residem precisamente no desequilíbrio entre o espectro da luz solar visível e as radiações que as plantas e outros objetos dão ao ambiente externo.

A base física do efeito estufa

Quanto ao nosso planeta como um todo, o efeito estufa aqui surge da presença de uma atmosfera estável. Para manter o equilíbrio da 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 de vidro de uma estufa, provoca a formação dos chamados gases de efeito estufa, alguns dos quais voltam à Terra. Esses gases criam um "efeito de manta", aumentando a temperatura na superfície do planeta.

O 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 demais corpos celestes com atmosfera estável. Na verdade, os estudos realizados por cientistas mostraram que, por exemplo, na superfície de Vênus, esse fenômeno é muito mais pronunciado, o que se deve principalmente ao fato de que seu envelope de ar é quase cem por cento de dióxido de carbono.

O efeito estufa é o retardo da radiação térmica do planeta pela atmosfera terrestre. O efeito estufa foi observado por qualquer um de nós: nas estufas ou estufas, a temperatura é sempre mais elevada do que no exterior. O mesmo se observa na escala da Terra: a energia solar, passando pela atmosfera, aquece a superfície terrestre, mas a energia térmica emitida pela Terra não pode escapar de volta ao espaço, pois a atmosfera terrestre a aprisiona, agindo como o polietileno em uma estufa: ele transmite ondas curtas de luz do Sol para a Terra e captura longas ondas de calor (ou infravermelho) emitidas pela superfície da Terra. Existe um efeito estufa. o efeito estufa surge da presença de gases na atmosfera terrestre, que têm a capacidade de capturar ondas longas. Eles são chamados de gases de "efeito estufa" ou "efeito estufa".

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

O efeito estufa natural não ameaça a Terra nem o homem, pois a quantidade total de gases de efeito estufa foi mantida no mesmo patamar devido ao ciclo da natureza, aliás, devemos nossa vida a ela.

Mas um aumento na concentração de gases de efeito estufa na atmosfera leva a um aumento do efeito estufa e a perturbação do equilíbrio térmico da Terra. Isso é exatamente o que aconteceu nos últimos dois séculos de desenvolvimento da civilização. Usinas de energia movidas a carvão, escapamento de automóveis, chaminés de fábricas e outras fontes de poluição de origem humana emitem cerca de 22 bilhões de toneladas de gases de efeito estufa na atmosfera por ano.

Que gases são chamados de gases de "efeito estufa"?

Os gases de efeito estufa mais famosos e comuns são vapor de água(H 2 O), dióxido de carbono(CO 2), metano(CH 4) e gás do riso ou óxido nitroso (N 2 O). Esses são gases de efeito estufa diretos. A maioria deles é formada durante a combustão de combustíveis fósseis.

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

O vapor d'água é o principal gás de efeito estufa responsável por mais de 60% do efeito estufa natural. Nenhum aumento antropogênico em sua concentração na atmosfera foi ainda observado. Porém, um aumento da temperatura da Terra causado por outros fatores aumenta a evaporação da água do oceano, o que pode levar a um aumento da concentração de vapor d'água na atmosfera e - a um aumento do efeito estufa. Por outro lado, as nuvens na atmosfera refletem a luz solar direta, o que reduz o aporte de energia para a Terra e, consequentemente, reduz o efeito estufa.

O dióxido de carbono é o gás de efeito estufa mais conhecido. As fontes naturais de СО 2 são as emissões vulcânicas e a atividade vital dos organismos. Fontes antropogênicas são a combustão de combustíveis fósseis (incluindo incêndios florestais), bem como vários processos industriais (por exemplo, a produção de cimento, vidro). O dióxido de carbono, segundo a maioria dos pesquisadores, é o principal responsável pelo aquecimento global causado pelo "efeito estufa". A concentração de CO 2 durante dois séculos de industrialização aumentou em mais de 30% e está correlacionada com mudanças na temperatura média mundial.

O metano é o segundo gás de efeito estufa mais importante. É liberado por vazamento no desenvolvimento de jazidas de carvão e gás natural, de dutos, durante a combustão da biomassa, em aterros sanitários (conforme componente biogás), bem como na agricultura (pecuária, cultivo de arroz), etc. A pecuária, o uso de fertilizantes, a combustão do carvão e outras fontes fornecem cerca de 250 milhões de toneladas de metano por ano. A quantidade de metano na atmosfera é pequena, mas seu efeito estufa ou potencial de aquecimento global (GWP) é 21 vezes mais forte que o do CO 2.

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

Halocarbonos (hidrofluorocarbonos e perfluorocarbonos) são gases criados para substituir as substâncias que destroem a camada de ozônio. Eles são usados ​​principalmente em equipamentos de refrigeração. Eles têm coeficientes de influência extremamente altos sobre o efeito estufa: 140-11700 vezes maiores que o de CO 2. Suas emissões (lançadas no meio ambiente) são pequenas, mas aumentam rapidamente.

Hexafluoreto de enxofre - sua liberação para a atmosfera está associada à eletrônica e à produção de materiais isolantes. Até agora não é grande, mas o volume está aumentando constantemente. O potencial de aquecimento global é de 23.900 unidades.

Nas camadas atmosféricas de nosso planeta, existem 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. o Globo em comparação com a temperatura da radiação térmica do nosso planeta, que pode ser observada do espaço.

Esse processo é considerado um dos problemas ambientais globais da atualidade, pois, graças a ele, o calor solar fica aprisionado na superfície da Terra na forma de gases de efeito estufa e cria as condições para o aquecimento global.

Gases de efeito estufa afetando o clima do planeta

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

Os chamados gases de efeito estufa participam ativamente desse processo, que capturam os raios infravermelhos que aquecem a atmosfera terrestre e sua superfície. De acordo com o grau de influência e impacto no balanço térmico de nosso planeta, os seguintes tipos de gases de efeito estufa são considerados os principais:

• Vapor de água
• Metano

O principal desta lista é o vapor de água (umidade do ar na troposfera), que dá a principal contribuição para o efeito estufa da atmosfera terrestre. Freons e óxido nítrico também estão envolvidos na ação, mas a baixa concentração de outros gases não tem efeito tão significativo.

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 retardada. Como resultado dessas ações ordenadas, nossa atmosfera é aquecida por um longo tempo.

Além disso, a essência do efeito estufa pode ser considerada como a possibilidade de um aumento da 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 de nosso planeta.

O mais óbvio causa do efeito estufaé chamado de ingresso de gases industriais na atmosfera. Acontece que os resultados negativos da atividade humana (incêndios florestais, emissões de automóveis, o trabalho de várias empresas industriais e a queima de resíduos de combustível) são as causas diretas do aquecimento climático. O desmatamento também é um desses motivos, já que são as florestas os mais ativos absorvedores de dióxido de carbono.

Se normalizado para organismos vivos, os ecossistemas e as pessoas da Terra precisarão tentar se adaptar aos regimes climáticos alterados. No entanto, a solução mais razoável ainda é reduzir e, em seguida, 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 С em vez dos atuais 15 0 С. 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 voltaria ao espaço sem obstáculos.

Devido à atmosfera, no entanto, apenas uma fração desse calor retorna diretamente para o espaço. O resto está preso na baixa atmosfera, que contém uma série de gases - vapor d'água, CO2, metano e outros - que coletam a radiação infravermelha que sai. Assim que esses gases são aquecidos, parte do calor por eles acumulado volta a entrar na superfície da Terra. Em geral, esse processo é denominado efeito estufa, cuja principal causa é o excesso de gases de efeito estufa na atmosfera. Quanto mais gases de efeito estufa na atmosfera, mais calor refletido da superfície da Terra ficará preso. Como os gases do efeito estufa não interferem no fluxo de energia solar, a temperatura na superfície da Terra aumentará.

À medida que a temperatura aumenta, a evaporação da água dos oceanos, lagos, rios, etc. aumentará. Como o ar aquecido pode conter um volume maior de vapor d'água, isso cria um poderoso efeito de feedback: quanto mais quente fica, maior o teor de vapor d'água no ar, e isso, por sua vez, aumenta o efeito estufa. As atividades humanas têm pouco efeito na quantidade de vapor d'água na atmosfera. Mas estamos emitindo outros gases de efeito estufa, o que torna o efeito estufa cada vez mais intenso. Cientistas acreditam que o aumento das emissões de CO2, principalmente pela 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 aumentando cerca de 0,3% ao ano e agora é cerca de 30% maior do que antes da revolução industrial. Se isso for expresso em termos absolutos, então a cada ano a humanidade adiciona cerca de 7 bilhões de toneladas. Apesar de ser uma pequena parte em relação à quantidade total de dióxido de carbono na atmosfera - 750 bilhões de toneladas, e ainda menos em relação à quantidade de СО 2 contida no Oceano Mundial - cerca de 35 trilhões de toneladas, permanece muito significativo. O motivo: os processos naturais estão em equilíbrio, tal volume de CO 2 entra na atmosfera, que é retirado de lá. UMA atividade humana apenas adiciona CO 2.

Se as taxas atuais continuarem, o dióxido de carbono atmosférico dobrará em 2060 em relação aos níveis pré-industriais e, no final do século, quatro vezes. Isso é muito preocupante, pois 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 d'água. postado em http://www.allbest.ru/

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

Outro gás de efeito estufa é o óxido de nitrogênio, produzido tanto pela agricultura quanto pela indústria - vários solventes e refrigerantes, como os clorofluorcarbonos (freons), proibidos por acordos internacionais devido ao seu efeito destrutivo na camada protetora de ozônio da Terra. O acúmulo implacável de gases de efeito estufa na atmosfera levou os cientistas à decisão de que neste século a temperatura média aumentará de 1 a 3,5 ° C (ver Apêndice nº 1). Para muitos, isso pode parecer um pouco. Vamos dar um exemplo para explicação. Uma onda de frio anormal na Europa que durou de 1570 a 1730, forçando os agricultores europeus a abandonar seus campos, foi causada por uma mudança de temperatura de apenas meio grau Celsius. Você pode imaginar quais as consequências que um aumento na temperatura de 3,5 0 C poderia ter.

Caminhos de pesquisa em mudanças climáticas.

Nos tempos modernos, a invenção de vários modelos computacionais de mudanças climáticas na Terra está se tornando popular. Eles são baseados na interação de diferentes fatores climáticos, como solo, ar, água, geleiras e energia solar. Esses modelos de circulação geral são compostos por equações que mostram as relações estudadas entre a física atmosférica e a circulação oceânica.

Para cada parte do planeta, os cientistas calcularam o efeito de fatores como temperatura, rotação da Terra, 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, ele fornece uma descrição precisa do clima atual. Muito raramente, os modelos atuais fornecem um resultado comparável ao clima global atual, sem várias imprecisões.

Em parte, isso se deve ao fato de que apenas os computadores mais poderosos podem realizar essa tarefa. E em parte porque alguns aspectos das mudanças climáticas não são totalmente compreendidos. Os modeladores alertam que suas criações ainda não são perfeitas o suficiente para determinar o efeito detalhado em regiões específicas. Os modelos dividem toda a superfície da Terra em quadrados com um lado normalmente de 200 km, mas fatores como tempestades no oceano, tempestades e atividade de nuvem operam em áreas muito menores. Nestes casos, os modelos podem determinar o resultado aproximado. Os modelos de computador geralmente projetam o efeito estufa em um futuro distante e estão se adaptando cada vez melhor ao corpo de conhecimento humano em rápido crescimento. Além disso, é incrivelmente difícil explicar corretamente a influência humana nas flutuações do clima global.

De acordo com Kevin Trenbert, um dos principais especialistas americanos em O centro nacional Na pesquisa atmosférica no Colorado, todos os modelos de computador prevêem o aquecimento global, mas eles só podem determinar os limites da mudança de temperatura. O aquecimento pode ser de um grau Celsius neste século, ou pode ser mais de três vezes esse valor. “O uso de tais modelos é uma ferramenta importante e indispensável”, diz Trenbert, “mas eles não podem resolver o efeito estufa”.

Influência do dióxido de carbono na intensidade do efeito estufa.

Muito mais precisa ser estudado sobre o ciclo do carbono e o papel dos oceanos como um grande depósito de dióxido de carbono. Conforme mencionado acima, a humanidade adiciona 7 bilhões de toneladas de carbono na forma de CO 2 aos 750 bilhões de toneladas disponíveis a cada ano. Mas apenas cerca de metade de nossas emissões - 3 bilhões de toneladas - permanece no ar. Isso pode ser explicado pelo fato de que a maior parte do CO2 é utilizado por plantas terrestres e marinhas, está enterrado em rochas sedimentares marinhas, absorvido água do mar ou é absorvido de outra forma. Desta grande porção de CO2 (cerca de 4 bilhões de toneladas), o oceano absorve cerca de dois bilhões de toneladas de dióxido de carbono atmosférico a cada ano. Tudo isso aumenta o número de perguntas sem resposta: como exatamente água do mar interage com o ar atmosférico, absorvendo СО 2? Quanto mais carbono os mares podem absorver e quanto o aquecimento global pode afetar sua capacidade? Qual é a capacidade dos oceanos de absorver e armazenar o calor retido pelas mudanças climáticas?

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

Assim, nossa própria poluição, causada principalmente pela queima de carvão e óleos contendo enxofre, pode mitigar 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 aumentaram desde a década de 1940, mas caíram desde 1970. O efeito aerossol pode ajudar a explicar o resfriamento anormal em meados do século passado.

Em 1996, as emissões de dióxido de carbono na atmosfera totalizaram 24 bilhões de toneladas. Um grupo muito ativo de pesquisadores se opõe à opinião de que uma das causas do aquecimento global é a atividade humana. Para ela, o principal está nos processos naturais de mudança do clima e no aumento da atividade solar. Mas, de acordo com Klaus Hasselmann, chefe do Centro Climatológico Alemão em Hamburgo, apenas 5% podem ser atribuídos a causas naturais, e os 95% restantes são fatores antropogênicos causados ​​por atividades humanas. Alguns cientistas também não associam um aumento no volume de CO2 com um aumento na temperatura. Se o aumento da temperatura é atribuído ao aumento das emissões de CO2, os céticos dizem que as temperaturas deveriam ter aumentado durante o boom econômico do pós-guerra, quando enormes quantidades de combustíveis fósseis foram queimadas. No entanto, Jerry Malman, diretor do Laboratório Geofísico de Dinâmica de Fluidos, calculou que o aumento do uso de carvão e óleos aumentou rapidamente o teor de enxofre na atmosfera, causando uma onda de frio. Depois de 1970, o efeito térmico de longa ciclo da vida O CO 2 e o metano suprimiram os aerossóis em rápida decomposição, fazendo com que a temperatura subisse. Assim, pode-se concluir que a influência do gás carbônico na intensidade do efeito estufa é enorme e inegável.

No entanto, o aumento do efeito estufa pode não ser catastrófico. Na verdade, altas temperaturas podem ser bem-vindas onde são raras. Desde 1900, o maior aquecimento foi observado de 40 a 70 0 latitudes ao norte, incluindo Rússia, Europa, parte norte dos Estados Unidos, onde as emissões industriais de gases de efeito estufa começaram. Grande 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 aumentou em uma semana.

Além disso, o efeito estufa pode ser uma boa notícia para alguns agricultores. Uma alta concentração de CO 2 pode ter um efeito positivo nas plantas, pois as plantas usam o dióxido de carbono no processo de fotossíntese, convertendo-o em tecido vivo. Conseqüentemente, mais plantas significam mais 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 duplo conteúdo 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 por meio de canos instalados entre as árvores. A fotossíntese aumentou em 50-60%. Mas o efeito logo se reverteu. As árvores sufocantes não conseguiam lidar com tanto 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 esses pequenos aspectos positivos do efeito estufa não se comparam aos negativos. Pegue pelo menos experiência com floresta de pinheiros, onde o volume de CO 2 foi dobrado e, até o final deste século, está previsto um aumento de quatro vezes na concentração de CO 2. Pode-se imaginar o quão catastróficas podem ser as consequências para as plantas. E isso, por sua vez, aumentará o volume de CO 2, pois quanto menos plantas, maior a concentração de CO 2. pesquisa de efeito estufa

Aquecimento global.

A importância do aquecimento, conforme determinado por cientistas americanos, pode induzir uma catástrofe generalizada. Em primeiro lugar, o aquecimento causará um aumento na concentração de vapor d'água na atmosfera (6% a mais a cada grau de elevação da temperatura), o que causará um aumento na precipitação e possivelmente um clima mais intenso, em geral.

Embora a frequência de chuva e neve possa aumentar, o efeito mais esperado, que é que as flutuações médias na precipitação podem ser ainda mais pronunciadas, de acordo com Thomas Karl. Especialista americano no domínio das alterações climáticas. Em áreas sujeitas a inundações e erosão hídrica, as previsões serão terríveis. O aumento da precipitação será extremamente desigual, inundando as áreas mais úmidas, tornando as áreas secas ainda mais áridas.

Além disso, Karl sugere que as ondas de calor podem piorar onde o terreno tem pouca chance de esfriar à noite. Um aumento de três graus na temperatura média aumentará a possibilidade de ondas de calor perigosas (acima de 35 0 C) em latitudes médias de uma vez a cada 12 anos para uma vez a cada 4 anos.

Essas imagens violentas estão se tornando cada vez mais verossímeis. Há um consenso unânime de que a temperatura média global aumentou meio grau Celsius desde o final do século 18, com os 13 anos mais quentes 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 ser parte de um ciclo natural de flutuações na temperatura média, que variou em 6 ° C nos últimos 150.000 anos. As flutuações climáticas ao longo de milênios dependem de mudanças periódicas na atividade solar, órbita e inclinação da Terra, ou seja, na quantidade de calor fornecida à Terra.

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

O efeito desses ciclos pode ser visto no gráfico de mudanças no volume das camadas de gelo em relação a iluminação solar que aumentava conforme a intensidade da luz do sol caía, permitindo que a cobertura de neve estendesse o período de degelo e aumentasse com o tempo.

De acordo com esses ciclos, estamos agora no meio do período de resfriamento. E agora há um aumento da temperatura, como se estivéssemos em um período de aquecimento.

A evidência dessas mudanças climáticas veio da composição do gelo extraído das entranhas das antigas geleiras da Groenlândia e da Antártica e de restos de organismos marinhos em rochas sedimentares no fundo do mar.

O aumento e a queda da temperatura nos últimos 750.000 anos também foram investigados por meio da análise da antiga geleira tibetana de 300 metros - a maior das latitudes médias. Amostras de gelo foram coletadas em várias profundidades. Em cada amostra foi medido o conteúdo de um isótopo especial de oxigênio 18 O. Quanto maior o seu conteúdo, maior a temperatura no período correspondente.

Um gráfico foi desenhado a partir deste estudo. A temperatura resultante foi sobreposta em um gráfico de flutuações na intensidade da luz 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 em um período de resfriamento anômalo. O aquecimento real pode ser causado pelo final deste período, e o efeito estufa pode ser sobreposto nesta direção das flutuações climáticas.

No entanto, para refutar essa opinião, para muitos cientistas o aspecto crítico é a taxa de aquecimento do clima atual, que não pode ser comparada com as taxas de flutuações naturais do clima. No século XX, o aquecimento era de 0,5 0 C, é incomumente grande, repentino e generalizado.

Nos últimos 150 anos, uma diminuição nas camadas 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 o outro só em 1995 derreteu 1300 m 2. O derretimento das geleiras já levou a um aumento do nível do Oceano Mundial em 10-25 cm no século passado. É sabido que se o nível do Oceano Mundial subir 1 metro, muitas cidades costeiras serão inundadas.

A diminuição da cobertura de gelo pode ser vista no exemplo de uma geleira na Suíça, que há 150 anos fazia parte dos Alpes. "Se o clima continuar a mudar a essas taxas incríveis, e acreditamos que vai, a importância do futuro efeito estufa será enorme, mesmo em uma escala geológica", disse Thomas Roofly, um oceanógrafo americano.

Consequências do efeito estufa.

Qual é a urgência da ação discutida na conferência sobre mudança climática de 1997 em Kyoto, Japão, na qual as nações industrializadas concordaram em princípio em reduzir as emissões de gases de efeito estufa? Nenhuma outra questão é tão fortemente contestada entre acadêmicos e políticos como esta. Alguns acreditam que uma ação imediata não é garantida: mudanças climáticas tangíveis, dizem eles, são graduais o suficiente para que possamos nos adaptar a elas. E mesmo que todas as emissões de gases de efeito estufa na atmosfera parem amanhã, o planeta ainda vai aquecer por várias décadas, devido ao longo ciclo de vida dos gases na atmosfera.

Por outro lado, há evidências de que alguns eventos podem mudar radicalmente o clima em um período de várias dezenas de dias. Pode ser Melhor medoé o colapso repentino do enorme Cinturão de Transporte do Atlântico - um sistema que traz água quente ao norte do equador, tornando a Europa vários graus mais quente. A evaporação deste fluxo de entrada deixa este cinturão com uma concentração de sal mais alta do que o resto do Atlântico Norte, que contém um excedente constante de água das bacias continentais. O cinturão fica mais frio e denso à medida que atinge a Groenlândia, onde afunda completamente.

Mas e se o aquecimento global induzido pelo homem mudar a diferença de temperatura entre os riachos e, ao mesmo tempo, aumentar a precipitação, diluindo a salinidade do riacho ao norte? Todo o cinturão de transporte do Atlântico pode acabar, como evidenciado pelas rochas sedimentares oceânicas, isso já aconteceu várias vezes no passado. O efeito será desastroso. De acordo com algumas estimativas, a Irlanda terá a mesma temperatura que Svalbard hoje, que está centenas de quilômetros acima do Círculo Polar Ártico. Quase tudo Norte da Europa será inabitável.

Mas ninguém sabe ao certo se essas coisas vão acontecer. Além disso, o efeito humano específico sobre as mudanças climáticas permanecerá por muito tempo incerto à medida que nosso conhecimento cresce e nossos modelos melhoram. "Os próximos dez anos mostrarão", diz Tim Barnett, climatologista do Instituto de Oceanografia da Califórnia. "Temos que esperar esse tempo para realmente ver."

Fatores de mudança climática.

Depois de avaliar as opiniões de vários especialistas, pode ser determinado que o clima está mudando devido a várias combinações de vários fatores climáticos, o mecanismo de muitos dos quais ainda não foi compreendido. Ciência moderna... Aqui está uma lista dos principais fatores climáticos.

Radiação solar. Tendo voado 149 bilhões de quilômetros, a luz solar aquece a alta atmosfera com uma intensidade de 180 W / m2. Um terço desse calor é refletido de volta para o espaço. O resto passa pela atmosfera, aquecendo a superfície terrestre

Atmosfera. O delicado equilíbrio dos gases na atmosfera dá à Terra uma temperatura média de 15 ° C. Os gases de efeito estufa - vapor d'água, CO2, metano, óxidos de nitrogênio e outros - prendem 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 armazenar calor por muito tempo e transportá-lo por milhares de quilômetros. Quando a água quente se acumula em um lugar, a evaporação e a formação de nuvens podem aumentar. Os organismos marinhos consomem grandes quantidades de dióxido de carbono.

O ciclo da água. Um aumento na temperatura do ar pode significar um aumento na evaporação da água e no derretimento do gelo na água e na terra. Além disso, o vapor de água é o gás de efeito estufa mais potente e eficiente. 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, protegendo a superfície terrestre, e aquecem, retendo o calor refletido pela superfície terrestre.

Geleiras e coberturas de neve. Brilhante cor branca geleiras e lençóis de neve refletem a luz do sol de volta ao espaço, resfriando o planeta. O derretimento do gelo nos oceanos diminui a temperatura da água. No hemisfério norte, a área coberta de neve diminuiu 10% nos últimos 25 anos, mas uma diminuição significativa no volume de gelo na Antártica ainda não foi observada. Embora a probabilidade de que isso aconteça esteja aumentando constantemente.

A 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 do terreno 1) e o cultivo da terra têm um grande impacto no clima. Cadeias de montanhas podem bloquear o movimento das nuvens, criando áreas áridas na direção do vento. Terras soltas podem absorver grande quantidade umidade, tornando o ar mais seco. A floresta tropical pode absorver grandes quantidades de dióxido de carbono, mas se a floresta for cortada, essa mesma área se tornará uma fonte de metano. Se tal floresta for queimada, ela se destacará um grande número de dióxido de carbono. Em uma média global, as queimadas florestais respondem por metade do aumento do CO 2 atmosférico.

Impacto humano. Ao adicionar gases de efeito estufa à atmosfera, a humanidade está causando o aquecimento global. A combustão de combustível é razão principal aumentando a concentração de CO 2. A pecuária, o plantio de arroz e os aterros sanitários aumentaram o nível de metano na atmosfera. Aerossóis, emissões de sulfato industrial refletem a luz solar que entra, criando um efeito de resfriamento localizado temporário.

Em 1992, no Rio de Janeiro, os principais países industrializados se comprometeram a reduzir as emissões de dióxido de carbono aos níveis de 1990 até o ano 2000. Ao assumir o cargo em 1993, o presidente dos Estados Unidos, Bill Clinton, destacou a importância do cumprimento das metas traçadas no Rio de Janeiro. Mas, no final de outubro de 1999, ele disse que somente em 2008 os países industrializados poderão retornar ao nível de emissões de gases de efeito estufa de 1990, e mesmo assim somente se a China também se comprometer a promulgar leis relevantes em seu país.

Agora, em média, um residente nos Estados Unidos 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 causar o efeito estufa global.

Os principais gases de efeito estufa, em ordem de impacto estimado no balanço térmico da Terra, são vapor d'água, dióxido de carbono, metano, ozônio, halocarbonos e óxido de nitrogênio.

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 da temperatura terrestre provocado por outros fatores aumenta a evaporação e a concentração total de vapor d'água na atmosfera com umidade relativa praticamente constante, o que, por sua vez, aumenta o efeito estufa. Assim, há alguns aspectos positivos Comentários... Por outro lado, as nuvens na atmosfera refletem a luz solar direta, aumentando assim o albedo da Terra, o que diminui um pouco o efeito.

Dióxido de carbono

As fontes de dióxido de carbono na atmosfera terrestre são as emissões vulcânicas, a atividade vital dos organismos e as atividades humanas. As fontes antropogênicas são a combustão de combustíveis fósseis, combustão de biomassa (incluindo desmatamento), alguns processos industriais (por exemplo, produção de cimento). As plantas são os principais consumidores de dióxido de carbono. Normalmente, a biocenose absorve aproximadamente a mesma quantidade de dióxido de carbono que produz (inclusive devido à decomposição da biomassa).

As principais fontes antropogênicas de metano são a fermentação digestiva no gado, cultivo de arroz, combustão de biomassa (incluindo desmatamento). Como estudos recentes mostraram, um rápido aumento na concentração de metano atmosférico ocorreu no primeiro milênio DC (presumivelmente como resultado da expansão da produção agrícola e pecuária e da queima de florestas). Entre 1000 e 1700, a concentração de metano caiu 40%, mas começou a subir novamente em últimos séculos(presumivelmente como resultado de um aumento nas terras aráveis ​​e pastagens e queimadas na floresta, o uso de lenha para aquecimento, um aumento na pecuária, esgoto, cultivo de arroz). Alguma contribuição para o escoamento do metano é proporcionada pelos vazamentos durante o desenvolvimento das jazidas de carvão e gás natural, bem como pela emissão de metano na composição do biogás gerado nos aterros sanitários. Postado em Allbest.ru

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Considerando problemas reais da humanidade, podemos concluir que o mais global deles é o efeito estufa. Já se faz sentir e muda fortemente as condições ambientais, mas as suas consequências exatas são desconhecidas, embora seja claro que podem ser irreparáveis.

Para salvar a humanidade, é necessário 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. Consiste no fato de que uma certa estufa se forma acima do planeta, a qual, por ser transparente, passa livremente através de si os raios do sol. Eles caem na superfície da terra, aquecem-na. O calor normalmente deve passar pela atmosfera, e suas camadas inferiores nas últimas décadas tornaram-se tão densas que perderam seu Taxa de transferência... Assim, a troca de calor é perturbada, o que leva ao desencadeamento do mecanismo de efeito estufa.

A definição do efeito estufa é mais ou menos assim: um aumento da temperatura nas camadas atmosféricas inferiores em comparação com os 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 de sua atmosfera. E como as camadas são muito densas, não deixam passar o calor, e este, sob a influência das baixas temperaturas cósmicas, provoca a formação de condensação. Um diagrama simplificado do mecanismo é apresentado a seguir.

Pela primeira vez, o estudo do efeito estufa foi retomado no século 19 por Joseph Fourier, que sugeriu que a atmosfera terrestre muda muito e em suas propriedades passa a se assemelhar ao vidro das estufas, ou seja, deixa passar os raios do sol. , mas evita o retorno do calor. Por conta disso, os chamados são sintetizados, que consistem em carbono, vapor d'água, ozônio e metano.

A base é o vapor, que provoca a formação de condensação. O dióxido de carbono desempenha um papel igualmente importante no efeito estufa. Ultimamente aumentou para 20-26%. As proporções de ozônio e metano na atmosfera são de 3 a 7% cada, mas também participam dos processos de efeito estufa.

Causas

O planeta Terra já passou pelo efeito estufa e pelo aquecimento global e, provavelmente, sem tais fenômenos, a humanidade e todos os seres vivos não seriam capazes de se desenvolver e viver normalmente. Muitos séculos atrás, os processos começaram devido à alta atividade de numerosos vulcões, cujos produtos de erupção caíram na atmosfera. Mas, à medida que a vegetação se espalha pelo planeta, o nível de gases diminui e a situação se estabiliza.

V mundo moderno o efeito estufa é devido aos seguintes motivos:

• Uso ativo e descontrolado de vários minerais extraídos das entranhas da Terra com propriedades combustíveis. A humanidade busca usar todos os dons do planeta, mas o faz de forma extremamente impensada e rudimentar: no processo de queima e queima, uma enorme quantidade de vários produtos poluentes da decomposição, bem como dióxido de carbono, são emitidos no meio ambiente a cada dia.
• Desmatamento ativo em toda a Terra, que recentemente se tornou enorme. As árvores são derrubadas principalmente para uso de combustível, mas às vezes as áreas são liberadas para construção. De uma forma ou de outra, uma diminuição no número plantas verdes muda a composição do ar. A folhagem absorve dióxido de carbono e libera oxigênio. E quanto menos vegetação no planeta, maior a concentração de substâncias que densificam a atmosfera e potencializam o efeito estufa.
• Um grande número de veículos movidos a gasolina. Durante sua operação, eles são gerados e imediatamente caem no ar. Eles sobem rapidamente, penetram nas camadas atmosféricas inferiores e as tornam ainda mais densas, aumentando o efeito estufa.
• O desenvolvimento do efeito estufa na atmosfera é facilitado pelo rápido crescimento da população. Cada pessoa, ao inalar oxigênio, exala dióxido de carbono e é conhecido por ser o principal fator de desenvolvimento do efeito estufa.
• Os incêndios florestais, que ocorrem cada vez mais devido às mudanças climáticas e à negligência humana, também agravam o efeito estufa. Um grande número de árvores é queimado todos os anos, o que significa que volumes incríveis de dióxido de carbono são liberados no ar e na atmosfera.
• Numerosos aterros sanitários que ocupam a superfície da Terra, em processo de decomposição de resíduos, emitem metano e outras substâncias nocivas que poluem muito as camadas atmosféricas inferiores.
• O rápido ritmo de desenvolvimento industrial. Várias fábricas de processamento e outras empresas industriais emitem uma enorme quantidade de gases de escape e vapores que entram na atmosfera quase que imediatamente e provocam um efeito de estufa.
• A 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 emitem vapores que são liberados na atmosfera.

Possíveis consequências

Não basta saber o que é o efeito estufa para compreender o quão perigoso é. E para avaliar a globalidade e 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 do ar e a compactação de suas camadas contribuem para o aquecimento global. Por muito tempo, os cientistas que estudam as condições climáticas têm notado um aumento de vários graus nas temperaturas médias anuais. E essas mudanças podem perturbar o equilíbrio geral, levando ao calor e à seca em algumas regiões do sul.
2. Devido ao efeito estufa e ao aquecimento resultante, um ativo está ocorrendo. O nível da água nos oceanos está subindo rapidamente, as áreas costeiras podem ser completamente inundadas após várias décadas. E se você considerar que o cultivo é realizado nesses territórios culturas diferentes então um grande dano será feito agricultura e isso, por sua vez, pode provocar uma escassez aguda de alimentos.
3. O aumento dos níveis de água nos oceanos do mundo pode inundar muitas cidades costeiras e, no futuro, até mesmo países inteiros. Como resultado, as pessoas simplesmente não terão onde morar. Além disso, uma ameaça real já pairava sobre algumas regiões.
4. As altas temperaturas causadas pelo efeito estufa evaporam a umidade muito mais rápido, e isso tem o efeito prejudicial mais direto sobre a vegetação da Terra. Reduzir seu volume irá agravar os problemas e piorar a composição do ar. Como resultado, séculos depois, pode 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 as 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, mas também a fauna, ou seja, mundo animal... Alguns de seus representantes já são considerados em perigo, inclusive por causa de.
7. A humanidade já está experimentando o poder das anomalias naturais: fortes precipitações, 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 urgente, por isso muitos cientistas estão desenvolvendo ativamente e pensando em soluções.

1. Primeiro, você precisa repensar completamente o consumo de energia. É aconselhável abandonar os recursos naturais combustíveis e os materiais combustíveis sólidos, mudando para o gás natural ou alternativas e fontes naturais ainda insuficientemente desenvolvidas, como o sol, a água, o vento.
2. Em segundo lugar, o efeito estufa e seu impacto no planeta Terra serão enfraquecidos se a humanidade seguir uma política de economia de energia. Para fazer isso, você pode, por exemplo, isolar totalmente as casas e usar materiais de construção e acabamento que retêm calor. Além disso, em empresas de manufatura e industriais, devem ser instalados equipamentos que irão reduzir o consumo de energia.
3. Em terceiro lugar, uma das formas de combater o efeito estufa pode ser o reequipamento do sistema de transporte. Não é necessário desistir dos carros, mas você pode comprar aqueles que funcionam sem os gases de escapamento se acomodando nas camadas mais baixas da atmosfera, por exemplo, em painéis solares ou na eletricidade. Fontes alternativas estão sendo desenvolvidas, mas os resultados ainda são desconhecidos.
4. Em quarto lugar, as florestas da Terra devem ser restauradas, seu desmatamento deve ser interrompido e novas árvores devem ser plantadas. E se cada habitante do planeta contribuir, isso afetará significativamente a situação geral. Além disso, vale a pena reconsiderar o cultivo de várias culturas, nomeadamente, o abandono dos fertilizantes químicos e a pulverização de venenos que poluem a atmosfera e potenciam o efeito de estufa.
5. Quinto, é necessário otimizar o sistema de processamento de resíduos para não poluir a atmosfera e o planeta. As plantas industriais devem instalar instalações de tratamento de resíduos que minimizem as emissões. Os próprios resíduos devem ser totalmente aproveitados ou reciclados e usados ​​como matéria-prima secundária. Além disso, materiais totalmente degradáveis ​​e inofensivos devem ser usados ​​na produção para reduzir o número de aterros.

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