Глобальное потепление климата. реферат. Реферат Глобальное потепление климата Преподаватель Колясникова Н. Н. Выполнил Тарасовских Т. В. Гр. Фт260016
Скачать 0.88 Mb.
|
Министерство образования и науки ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» Физико-технологический институт Реферат Глобальное потепление климата Преподаватель Колясникова Н.Н. Выполнил Тарасовских Т.В. Гр. Фт-260016 Екатеринбург 2018 Содержание: Введение…………………………………………………………………………………...3 Сущность глобального потепления……………………………………………….……..4 Факторы, влияющие на изменение климата……………………………………………..5 Естественные факторы…………………………………………………..…………..5 Антропогенные факторы…………………………………………………………….7 Парниковые газы……………………………………………………………………..8 Водяной пар………………………………………………………………...….8 Углекислый газ……………………………………………………………..…8 Метан….……………………………………………………………………….8 Оксиды азота………………………………………………………………..…9 Хлорфторуглероды (ХФУ)… ………………………………………………...9 Гексафторид серы…………………………………………………………....10 Глобальное затемнение….………………………………………………………….10 Причины глобального затемнения………………………………………….10 Последствия глобального затемнения……………………………………...11 Последствия глобального потепления климата………………………………………..11 Океанические и морские пространства….………………………………………...11 Континентальные пространства…………………………………………………...12 В пограничных условиях океан-континент………….…………………………….13 Социальные катаклизмы….………………………………………………………..13 Способы предотвращения или уменьшения глобального потепления……………….14 Киотский протокол….……………………………………………………………...14 Направления борьбы с глобальным потеплением….……………………………..15 Заключение….…………………………………………………………………………...17 Литература. ……………………………………………………………………………...18 Введение Быстрое развитие промышленности и рост энерговооруженности привело к тому, что с конца XIX в. по настоящее время наблюдается тенденция повышения средней температуры атмосферы. В настоящее время мировой общественностью признано, что глобальное потепление является важным значимым экологическим фактором. Проблема глобального изменения климата приобрела большую актуальность и социальную значимость в настоящее время. Объект исследования – глобальное потепление климата. Предмет исследования – парниковый эффект как антропогенный фактор, усиливающий глобальное потепление. Цель работы: изучение воздействия глобального потепления на окружающую среду. Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач: Раскрыть сущность глобального потепления. Рассмотреть факторы, влияющие на изменение климата. Проанализировать последствия глобального потепления климата. Рассмотреть способы предотвращения или уменьшения глобального потепления. Сущность глобального потепления Глобальное потепление — процесс постепенного роста средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана, вследствие всевозможных причин. Глобальное потепление климата непосредственно связано с парниковым эффектом. Он заключается в увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана вследствие роста в атмосфере Земли концентраций парниковых газов, которые поглощают и задерживают солнечную энергию, способствуя нагреву земной поверхности. Впервые о глобальном потеплении и парниковом эффекте заговорили в 60-ых годах XX века, а на уровне ООН проблему глобального изменения климата впервые озвучили в 1980 году. С тех пор над этой проблемой ломают головы многие учёные, зачастую, взаимно опровергая теории и предположения друг друга. [1] Парниковый эффект создается увеличением концентрации ряда газов – СО2, СО, СН4, NOx, фреоны, хлорфторуглероды (ХФУ) и др., названных парниковыми газами. В целом наличие такого явления, как парниковый эффект, для биосферы полезно. Полное отсутствие этих газов в атмосфере привело бы к снижению температуры у поверхности Земли примерно на 30—33 °С, и она, как и Луна, была бы бесплодна, сильно нагреваясь днем и переохлаждаясь ночью. В то же время, имей Земля атмосферу Венеры (более чем на 95% состоящую из СО₂), парниковый эффект привел бы к такому сильному перегреву, что жизнь также была бы невозможна. Изменения концентрации парниковых газов и температуры у земной поверхности уже происходили на нашей планете (рис.1). Так, вследствие вулканической деятельности и крупных лесных пожаров резко увеличивалась концентрация СО2, что приводило, и не раз, к природным экологическим кризисам и катастрофам [2]. Рис. 1. Колебания средней температуры на нашей планете за последние 10 тыс. лет: 1 — конец ледникового периода; 2 — малый ледниковый период; 3 — средневековый теплый период; за 0° принята современная температура у поверхности Земли. Факторы, влияющие на изменение климата До сих пор учёные со 100% уверенностью не могут сказать, что вызывает климатические изменения. В качестве причин глобального потепления выдвигается множество теорий и предположений. Все теории можно отнести к естественным и антропогенным факторам. 3.1. Естественные факторы Гипотеза 1—Причиной глобального потепления является изменение солнечной активности Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности нашего светила – Солнца. Поэтому даже самые малые изменения активности Солнца непременно сказываются на погоде и климате Земли. Выделяют 11-летние, 22-летние, а также 80-90 летние (Глайсберга) циклы солнечной активности. Вполне вероятно, что наблюдаемое глобальное потепление связано с очередным ростом солнечной активности, которая в будущем может снова пойти на убыль. Гипотеза 2 — Причина глобального потепление – изменение угла оси вращения Земли и её орбиты. Югославский астроном Миланкович предположил, что циклические изменения климата во многом связаны с изменением орбиты вращения Земли вокруг Солнца, а также изменением угла наклона оси вращения Земли, по отношению к Солнцу. Подобные орбитальные изменения положения и движения планеты вызывают изменение радиационного баланса Земли, а значит и её климата. Миланкович, руководствуясь своей теорией, вполне точно рассчитал времена и протяжённость ледниковых периодов в прошлом нашей планеты. По его расчетам климатические изменения, вызванные изменением орбиты Земли, происходят обычно в течение десятков, а то и сотен тысяч лет. Наблюдаемое же в настоящий момент времени относительно быстрое изменение климата, по-видимому, происходит в результате действия ещё каких-то факторов. Гипотеза 3 – Виновник глобальных климатических изменений – океан Мировой океан – огромный инерционный аккумулятор солнечной энергии. Он во многом определяет направление и скорость движения тёплых океанических, а также воздушных масс на Земле, которые в сильной степени влияют на климат планеты. Кроме того, в водах океана растворено большое количество СО2 (около 140 трлн. тонн, что в 60 раз больше, чем в атмосфере) и ряда других парниковых газов, в результате определённых природных процессов эти газы могут поступать в атмосферу, существенным образом оказывая влияние на климат Земли. Гипотеза 4 – Вулканическая активность По мнению ученых, одной из причин глобального потепления климата является вулканическая активность. Во время извержений в атмосферу поступает огромное количество углекислого газа. Он-то и является причиной повышения среднегодовых температур. Гипотеза 5 – Неизвестные взаимодействия между Солнцем и планетами Солнечной системы В словосочетании «Солнечная система» не зря упоминается слово «система», а в любой системе, как известно, присутствуют связи между её компонентами. Поэтому не исключено, что взаимное положение планет и Солнца может влиять на распределение и силу гравитационных полей, солнечной энергии, а также других видов энергии. Все связи и взаимодействия между Солнцем, планетами и Землёй пока ещё не изучены и не исключено, что они оказывают значительное влияние на процессы, происходящие в атмосфере и гидросфере Земли. Гипотеза 6 – Изменение климата может происходить само по себе без каких-либо внешних воздействий и деятельности человека Планета Земля настолько большая и сложная система с огромным количеством структурных элементов, что её глобальные климатические характеристики могут ощутимо изменяться без всяких изменений солнечной активности и химического состава атмосферы. Различные математические модели показывают, что на протяжении века, колебания температуры приземного слоя воздуха (флуктуации) могут достигать 0,4°С. В качестве сравнения можно привести температуру тела здорового человека, которая варьирует течение дня и даже часа. Гипотеза 7 – Всему виной человек Наиболее популярной причиной глобального потепления климата на нашей планете является все возрастающая деятельность человека, в значительной степени изменяющая химический состав атмосферы. В результате работы промышленных предприятий воздух все более насыщается парниковыми газами. Рассмотрим влияние человека на изменение климата поподробней. Антропогенные факторы К настоящему времени деятельность человека значительно влияет на состав воздуха планеты и приводит прежде всего к созданию парникового эффекта, т. е. к увеличению содержания в нем парниковых газов. Эти газы, будучи прозрачными для коротковолновых солнечных лучей, плохо пропускают длинноволновые излучения, уходящие обратно в космическое пространство. В результате нижний слой атмосферы и поверхность Земли нагреваются. Рост средней температуры за последние полтора века показан на рис. 2. Рис. 2. Динамика изменения средней глобальной температуры у поверхности Земли за 1860—1998 гг. по данным Британского метеорологического общества. Столбиками показана средняя ежегодная температура воздуха у поверхности Земли в соответствующем году, а кривой — температура, усредненная по пятилетиям. Парниковые газы Водяной пар Распространенный парниковый газ - водяной пар. Водяной пар имеет естественное происхождение. Регулирует количество молекул водяного испарения температура Мирового океана и воздуха. Важная характеристика свойств водяного пара – обратная положительная связь с углекислым газом. Установлено, что парниковый эффект, спровоцированный выбросом диоксида углерода, увеличивается примерно вдвое благодаря воздействию молекул водяного испарения. Таким образом, водяной пар как парниковый газ – это мощный катализатор антропогенного потепления климата. Рассматривать его влияние на парниковые процессы стоит только в совокупности со свойствами положительной связи с углекислым газом. Сам по себе водяной пар не приводит к таким глобальным изменениям [3]. Углекислый газ Основной примесный газ, создающий парниковый эффект, — диоксид углерода (СО2), содержание которого за предыдущие 150 лет заметно выросло (рис. 3, а). Причины роста концентрации СО2 в атмосфере: выброс диоксида углерода промышленными предприятиями, работающими на углеводородном сырье (топливе); сжигание топлива автотранспортом; сжигание биологической массы – в основном лесных массивов; снижение интенсивности его поглощения биотой наземных экосистем, прежде всего лесами, вследствие их вырубки. Метан Другим газом, создающим парниковый эффект на планете, является метан. Рост его концентрации в воздухе подтвержден экспериментально путем анализа пузырьков газа в полярных льдах (рис. 3, б). Метан образуется при деятельности особых бактерий, разлагающих в анаэробных условиях (без доступа кислорода) углеводы. Увеличение метана в атмосфере происходит в связи с: образованием метана на рисовых полях (везде, где вода и грязь изолируют остатки растений от доступа воздуха); образованием метана в кучах компоста; образованием метана на свалках; добычей ископаемого топлива; потерей при добыче газа; горением биомассы. Рис. 3. Изменение концентрации диоксида углерода в атмосфере (а) и метана в полярных ледниковых пузырьках по годам образования льда (б). Оксиды азота Оксиды азота (NOх) являются естественным компонентом атмосферы. Однако на его антропогенные выбросы приходится около 6% глобального потепления [4]. Причины роста концентрации оксидов азота в атмосфере: Производство удобрений; сжигание ископаемого топлива; сельскохозяйственное возделывание. Хлорфторуглероды (ХФУ) Хлорфторуглероды (ХФУ) X(CF2CFCl)nX, X=F, Cl — это вещества, синтезируемые человеком, и содержащие хлор, фтор и бром. Они обладают очень сильным относительным парниковым потенциалом и значительной продолжительностью жизни в атмосфере [5]. Причины роста концентрации хлорфторуглеродов (ХФУ) или фреонов в атмосфере – их использование в качестве: хладагентов (холодильники, кондиционеры, рефрижераторы); растворителей; вспенивателей; распылители (аэрозольные упаковки). Гексафторид серы Гексафториду серы свойственно долгое время сохраняться в слоях атмосферы, что обуславливает длительное и обширное поглощение инфракрасных лучей. Даже небольшое его количество значительно повлияет на состояние климата в будущем. Причины роста концентрации гексафторида серы в атмосфере – их использование в: электронике; изоляционных материалах. Количество СО2 атмосфере при современных темпах потребления человеком ископаемого топлива удваивается каждые 23 года, что может привести к потеплению климата уже к 2025 г. на 1 °С и к концу начавшегося столетия — на 2 °С (с учетом фактора неопределенности — на 1—3,5 °С). Из-за инерционности глобальных процессов потепление продолжится еще несколько десятилетий даже при стабилизации содержания парниковых газов в атмосфере. Глобальное затемнение Глобальное затемнение — эффект, вызванный природным и техногенным загрязнением атмосферы пылевыми и другими частицами, в результате чего количество уменьшается излучения Солнца, попадающего на поверхность Земли. Эффект сильно зависит от географического положения, но в общем по Земле составляет порядка 5% за 1960—1990. Глобальное затемнение вызывает охлаждение поверхности, то есть частично компенсирует глобальное потепление, вызванное парниковым эффектом. Наиболее вероятная причина глобального затемнения — образование микроскопических капель влаги вокруг пылевых частиц, действующих как центры конденсации. Эти образования поглощают и отражают солнечные лучи, не пропуская их к поверхности земли [6]. Причины глобального затемнения: Активизация вулканов. Диоксид серы и частицы сажи накапливаются в атмосфере в виде аэрозолей и мешают солнечным лучам достигать планеты. Активное таяние арктических и антарктических льдов. Это приводит к увеличению испарений и увеличению облачности. Облака так же способны существенно повлиять на доступ прямых солнечных лучей к земле. Техногенная деятельность. По данным ученых, антропогенный фактор меньше всего влияет на увеличение затемнения в глобальном масштабе, но в местном масштабе предприятия оказывают существенное воздействие – например, Гонконг и Шанхай можно назвать «самыми затемненными» городами планеты из-за смога. Последствия глобального затемненияС одной стороны, в глобальном затемнении есть большой плюс. Поскольку солнечные лучи освещают поверхность планеты с меньшей интенсивностью, планета охлаждается. Тем самым происходит саморегулирование природы, компенсирующее потепление на планете. С другой стороны, уменьшение количества солнечных дней может стать причиной проблем со здоровьем, в том числе дискомфорта и даже депрессии. В свою очередь, подавленное настроение рано или поздно приведет к проблемам со здоровьем. А, поскольку все болезни «от нервов», процент увеличения хронических и смертельно опасных заболеваний трудно спрогнозировать. Если ситуация будет продолжать развиваться, то рано или поздно планета превратится в ледяную пустыню, на которой ничего не будет произрастать, а животные вымрут [7]. Последствия глобального потепления климата Существуют различные цифры, характеризующие уровень и темпы развития парникового эффекта, однако происходящие на земле климатические и геологические процессы позволяют построить цепочки событий, видимых ныне невооруженным глазом. Попробуем рассмотреть их по природным средам. Океанические и морские пространства Потепление климата вызовет возрастание температуры океанических вод, следствием чего произойдет увеличение величины испарения с поверхности океанических и морских акваторий. Этот процесс усилит интенсивность Великого Кругооборота Воды в Природе. На фоне общего увеличения температуры океанических вод произойдет усиление контрастность их температуры, нарушится сформировшееся отношение плотности к солености воды и, как следствие, возможно увеличение скорости морских течений. Увеличение контрастности температуры морских течений вызовет адекватную реакцию атмосферных вихрей над пространствами океанов и островными архипелагами, которая проявится в учащении и усилении штормов, ураганов, тайфунов, других катастрофических климатических процессов с одновременным возрастанием величины влагопереноса с океана на континенты. Активизация таяния ледниковых щитов Гренландии и Антарктиды, с одной стороны и нагрев океанических вод, с другой, приведут к увеличению их объема и общему повышению уровня мирового океана. Континентальные пространства Существующее неравномерное распределение температуры, растительности и влажности на поверхности континентов приведет к еще большей контрастности температур за счет того, что поверхность засушливых регионов будет сильнее нагреваться, а влажных - сильнее испарять. В связи с увеличением массы влаги, испаряющейся с океанической поверхности, на континентах пропорционально возрастет количество осадков и одновременно контрастность их распределения - пустынные и степные регионы будут получать еще меньшие их количества, влажные равнинные и все - горные еще большие. В горных районах будет происходить общая тенденция сокращения площадей ледников. Как следствие - изменится режим речного стока: он станет более контрастным: увеличится расход горных рек и снизится его зарегулированность. Увеличение количества осадков в горах в виде снега приведет к возрастанию лавинной опасности, а перенасыщение водой вызовет усиление эрозионных процессов, в том числе - катастрофических оползней, солифлюкционных и селевых потоков. В равнинных и предгорных регионах можно ожидать усиление весенних паводков и наводнений. Они будут более мощными по высоте подъема вод, и длительными по времени. Перераспределение водных и каменных масс на поверхности континентов, особенно в горных районах может провоцировать повышение сейсмичности. Увеличение контрастности температур в пределах континентальных пространств стимулирует возникновение или усиление компенсационных движений воздушных масс. Участятся ураганы, смерчи, штормовые ветры. Активизируется таяние ледниковых щитов в Гренландии и Антарктиде. Увеличение глубины протаивания мерзлых пород приведет к спонтанному освобождению и выделению из протаивающих пород содержащегося в них метана и окиси углерода, что будет способствовать дальнейшему усилению парникового эффекта. В результате повышения температуры воздуха и снижения количества осадков вероятно ужесточение лесных пожаров и соответствующая смена континентальных ландшафтов с усилением тенденции их дальнейшего опустынивания В пограничных условиях океан-континент можно ожидать следующих событий. Повышения уровня океана вследствие морской трансгрессии, вызовет погружение под уровень моря низменных прибрежных территорий и пляжей. Существенное усиление муссонных переносов влаги с океанов на континенты, а также ураганных и штормовых ветров, стремящихся “компенсировать” увеличение контраста температур между океаном и континентом. Усиление величины сгонно-нагонных волн на морских побережьях, со своей стороны способствующих активизации абразии и, вероятно, сейсмичности в сейсмоопасных районах побережий. Социальные катаклизмы. Все обозначенные выше природные процессы вызовут, в свою очередь, возникновение и развитие сложных и неоднозначных социальных процессов. Массы людей будут вынуждены переселяться из мест, затопляемых морем, а также систематически - паводковыми водами и наводнениями на реках в места, расположенные более высоко и недосягаемые для стихии. Возможно, что потребуется массовое переселение людей в двух уровнях: - как внутри государств, так и между государствами. В частности - народы островных и прибрежных государств будут вынуждены переселятся на территории государств континентальных. Ускорится сокращение пашни, пастбищ, других сельскохозяйственных угодий, сократится численность скота, что в совокупности вызовет проблемы с питанием населения. Из-за увеличения мощности слоя сезонного промерзания-протаивания, таяния подземных льдов и разрушения поверхности равнинных мерзлотных ландшафтов появится осложнение условий эксплуатации зданий и сооружений, построенных по принципу сохранения мерзлоты в основании фундаментов. Возникнет необходимость затрат и инвестиций на спасательные, берегоукрепительные, осушительные работы, строительство новых городов и поселков, создание транспортной сети и инфраструктуры [8]. По оптимистическому сценарию, согласно которому выброс парниковых газов будет оставаться на прежнем уровне, критическая ситуация настанет на планете через 300 лет. В противном случае необратимые последствия будут наблюдаться уже через 100 лет. Готовы ли мы, люди Земли, к таким событиям? Сколько времени нам отпущено природой на подготовку? Что можно предпринять, чтобы не допустить таких последствий? На последний вопрос я попробую ответить в следующем разделе. Способы предотвращения или уменьшения глобального потепления 5.1. Киотский протокол Обеспокоенность мирового сообщества данной проблемой привела к разработке и принятию в 1992 г. в Рио-де-Жанейро Международной Рамочной Конвенции ООН по изменению климата. В декабре 1997 г. в Киото (Япония) на Конференции сторон этой конвенции был подписан протокол к Конвенции, установивший для промышленно развитых государств-участников четкие лимиты по сокращению выбросов СО2 относительно базового 1990 г. Количественные обязательства Киотский протокол стал первым глобальным соглашением об охране окружающей среды, основанным на рыночном механизме регулирования — механизме международной торговли квот на парниковые газы. Первый период осуществления протокола начался 1 января 2008 года и продлился пять лет до 31 декабря 2012 года. Страны участницы Протокола определили для себя количественные обязательства по ограничению либо сокращению выбросов на период с 1 января 2008 года по 31 декабря 2012 года. Цель ограничений — снизить в этот период совокупный средний уровень выбросов 6 типов газов (углекислый газ, метан, фторуглеводороды, фторуглероды, закись азота, гексафторид серы) на 5,2 % по сравнению с уровнем 1990 года. Страны, участвующие в подписании протокола По состоянию на 25 ноября 2009 Протокол был ратифицирован 192 странами мира (на эти страны совокупно приходится 63,7 % общемировых выбросов). Страны, подписавшие протокол: абсолютное большинство, практически все страны. Страны, подписавшие, но не ратифицировавшие протокол: США Страны, не подписавшие протокол: Афганистан, Андорра, Ватикан, Западная Сахара Страны, вышедшие из протокола: Канада Будущее протокола В 2011 году на конференции ООН по изменению климата в Дурбане была достигнута договорённость о продлении действия Киотского протокола до принятия нового соглашения, хотя, по оценке «Гардиан», вероятно, что лишь страны ЕС и немногие другие будут участвовать в продлённом протоколе [9]. 5.2. Направления борьбы с глобальным потеплением Наиболее перспективными на сегодняшний день считаются два основных направления борьбы с глобальным потеплением: усиленное сокращение выбросов; использование экологических технологий. Однако до конца не ясно, внедрение какого метода позволит с большей долей вероятности избежать катастрофических последствий потепления климата. Радикально уменьшить количество выбросов будет всё сложнее с усилением экономической деятельности развивающихся стран. Для обеспечения стремительных темпов роста ВВП необходимы колоссальные энергетические ресурсы, источником которых выступают нефть, газ и уголь. Именно поэтому международные соглашения, в частности Киотский протокол 1997 года о контроле парниковых газов, терпят неудачу. Второе направление по борьбе с глобальным потеплением связано с использованием биоинженерных технологий. В настоящее время создаются установки по закачке углекислого газа в специальные шахты. Учёные работают над неординарными решениями, будет ли это эффективно – пока неизвестно. Совмещение двух методов в перспективе позволит добиться лучших результатов. Совершенствование нейтрализаторов и систем сжигания топлива в автомобилях не только сократит выброс парниковых газов, но и уменьшит загрязнение окружающей среды тяжёлыми металлами. Применение альтернативных источников энергии поможет в разы сократить выброс, но на данный момент эти технологии требуют больших финансовых вложений. К менее масштабным, но не менее значимым мерам по устранению глобального потепления можно отнести: увеличение зелёных насаждений; использование энергосберегающих устройств и приборов; переработка отходов; привлечение внимание общественности к проблеме. Если международный контроль и масштабные экологические проекты кажутся далёкими от повседневной жизни, то вышеперечисленные методы касаются всех обитателей планеты. Глобальное потепление, вызванное природными и антропогенными причинами, является поистине масштабной проблемой современности. Человек не должен оставаться равнодушным к ней и упускать способы предотвратить изменение климатических условий. Заключение В данной работе я рассмотрела парниковый эффект как антропогенный фактор, усиливающий глобальное потепление, изучила воздействие глобального потепления на окружающую среду. Также я раскрыла сущность глобального потепления, рассмотрела факторы, влияющие на изменение климата, проанализировала последствия глобального потепления климата и рассмотрела способы предотвращения и уменьшения глобального потепления. Литература http://www.priroda.su/item/389 (дата обращения: 21.05.2018); Н. И. Николайкин, Н. Е. Николайкина, О. П. Мелехова. Экология: Учеб. для вузов. 3-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2004. С. 377 – 387. http://fb.ru/article/231283/parnikovyiy-gaz---eto-vyibrosyi-parnikovyih-gazov-v-atmosferu (дата обращения: 24.05.2018); https://lektsii.org/14-25858.html (дата обращения: 24.05.2018); http://ru-ecology.info/term/13257/ (дата обращения: 24.05.2018); https://ru.wikipedia.org/wiki/Глобальное_затемнение (дата обращения: 24.05.2018); http://www.extreme-voyage.ru/2018/02/01/globalnoe-zatemnenie-otsrochennaya-yadernaya-zima/ (дата обращения: 24.05.2018); В.Ф.Попов, О.Н.Толстихин. ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ. Электронное учебное пособие. https://ru.wikipedia.org/wiki/Киотский_протокол (дата обращения: 24.05.2018); |