Парниковий ефект

Парниковый эффект

«Что-то недобре коїться з погодою!». Про це базікають на лавках старі. Про це міркують у своїх семінарах і конференціях солідні вчені. Старожили з подивом помічають, що перестали збуватися численні народні прикмети типу: «Якщо літо було холодне, то зима…». Немов, у природі відбуваються процеси, які вписуються попередні схеми і формули. аномальні і досить потужні звичайні землетрусу, грандіозні повені і урагани стали частими гостями у багатьох країн світу, що раніше не про такі бідах знали лише понаслышке.

Климат планети різко змінюється. З сімнадцяти останніх (1981;1997 рр.) чотирнадцять виявилися теплими за історію метеорологічних спостережень (починаючи з середини ХVII століття), а 1995 р. був у 0,75 °З тепліше кліматичної норми кінця уже минулого століття. Явно помітна тенденція до потеплінню можуть призвести у майбутньому до серйозних наслідків для стану екосистем, позначитися на господарському виробництві, рівні Світового океану, стані берегової лінії по всьому її протязі та інших. Найбільш трагічні оцінки розмірів матеріальних збитків перевищують 1 трильйон доларів, або 10% світового валовий продукт до середини наступного століття, не кажучи вже про колосальних людські втрати, оцінюваних приблизно 100 мільйонів людина. Зрозуміло, що ця перспектива, що становить власне загрозу існуванню людської цивілізації, неспроможна б викликати пильної інтересу як учених, а й усього общества.

В широкому суспільній думці зміцнилася проста схема взаємодії людської роботи і клімату — утворений під час спалювання органічного палива вуглекислий газ накопичується у атмосфері і затримує частина відображеного поверхнею Землі сонячного випромінювання, що зумовлює зростанню температури (так званий парниковий ефект). Насправді все негаразд просто.

Прежде всього як CO2 має здатність парникового ефекту. До парниковим газам ставляться метан, закис азоту, фреони, озон та інші гази, кількісне що їх у атмосфері також може бути зумовлено антропогенними причинами. Оцінки показують, внесок малих парникових складових атмосфери в сумарний ефект зараз сягає 40%. З іншого боку, в аналізі причин зміни клімату варто прийняти до уваги природні процеси, неможливо пов’язані з людської діяльністю. Те, такі процеси відбуваються, підтверджує історія клімату Землі ще до його появи у ньому людини розумної, та був і протязі кількох тисячоліть на початок ХІХ століття, звідки відраховується індустріальна ера розвитку цивилизации.

На рис. 3−1 наведено зміна середньорічний температури Північного півкулі за останні 11 000 років. Значення температури представлені як відхилення від кліматичної норми 1951;80 рр. Неважко побачити, що температура відчувала значні коливання задовго доти, як людина могла надати, хоч скільки чи помітне впливом геть глобальні процеси циркуляції атмосфери, її газовий состав.

.

Рис. 3−1. Аномалії середньорічний температури Північного півкулі (в отклонениях от кліматичної норми 1951—80 рр.) і концентрація CO2 у атмосфері протягом останніх 11 000 лет.

Другим підтвердженням вагомості природних чинників формування клімату є зміна концентрації CO2 у атмосфері - головного «обвинувачуваного «в потеплінні клімату, на думку ряду експертів (рис. 3−1). З’ясовується, що вміст диоксиду вуглецю у атмосфері перетерплювало значні коливання незалежно від людської діяльності. Підкреслю також, що очевидно на рис. 3−1, жорсткої зв’язок між средне-глобальной температурою і концентрацією діоксиду вуглецю у атмосфері немає - підвищення змісту CO2 може, як передувати зростанню температури (наприклад, період близько 2700 р. е.), і відставати від цього (приблизно 1200 р. н.е.). Отже, людина не може нести всю повноту відповідальності за парниковий ефект, за потепління клімату. Антропогенний вплив має розглядатись разом із природними причинами зміни клімату. Які ж чинники впливають на клімат? Якщо обмежитися масштабом часу, не перевищують тисячоліття, що є характерною для сучасного періоду «парникової «проблеми, то, на погляд, суттєвими виявляються такі факторы:

концентрации парникових газів атмосферы;

концентрации тропосферных аерозолів (серно-кислотные чи сульфатные аерозолі, які утворюються в результаті взаємодії оксидів сірки і атмосферного водяного пара);

солнечная стала, тобто. теплової потік, що надходить від поверхні Сонця на зовнішню кордон тропосферы;

вулканическая активність, визначальна ступінь насичення стратосфери аэрозолями сірчаної кислоти. На відміну від тропосферного аерозолю згодом життя приблизно шість діб стратосферний аерозоль є долгоживущим — його тривалість життя сягає 5−7 лет;

апериодические коливання у системі атмосфера — океан (явище Эль-Ниньо/Южное коливання) — повторювані через нерегулярні часові відтинки значні (до 12 °З) коливання температури морської води у гігантській акваторії моря (0−12° південної широти, 180−80° західної долготы);

параметры орбіти Землі (ексцентриситет, прецесія, кут нахилу осі обертання Землі до площині екліптики). Зміна у перших двох чинників останні 200 років викликається переважно антропогенної банківською діяльністю та, насамперед, спалюванням органічного палива. У той самий час усе інші чинники мають виключно природне походження. Розглянемо коротенько вплив кожного з перелічених факторов.

Концентрации парникових газів у атмосфере.

Безусловно, найважливішим із парникових газів є двоокис вуглецю. Його основним джерелом служать процеси спалювання органічного палива (вугілля, газ, нафту й війни продукти її переробки, горючі сланці, дрова). У результаті у повітря надходить до 80% двоокису вуглецю. Існує досить багато прогнозів розвитку енергетики. Проте їхня точність залишає бажати кращого. У більшості своїй прогнози дають явно завищені оцінки за порівнянню з реальними цифрами світового энергопотребления.

На рис. 3−2 наведено за даними ряд оцінок споживання енергії у світі 2000 року, лежать не більше від 16 до 21 Гт.у.т. Тоді як їх кількість навряд чи перевищить значення 14 Гт.у.т. за збереження нинішніх тенденцій (1997;го р. вона становить 13,3 Гт.у.т.).

.

Прогнозы: 1 — Інституту атомної енергії (ИАЭ), 1987 р.; 2 — Міжнародного інституту прикладного системного аналізу (IIASA), 1981 р.; 3 — Міжнародного агенції із атомної енергії (МАГАТЕ), 1984 р.; 4 — Окриджской національної лабораторії, 1985 р.; 5 — Світовий енергетичної конференції (WEC), 1984 р.; 6 — Міжнародної комісії зі зміни клімату (IPCC), 1992 г.

Рис. 3−2. Споживання енергії світу з середини ХІХ століття і недавні прогнози енергоспоживання на 2000 г.

Наиболее кращим представляється прогноз, заснований на историко-экстраполяционном підході, аналізі сучасних тенденцій розвитку енергетики. До найважливішим особливостям прогнозу слід отнести:

признание те, що споживання душу населення є найважливішим економічним та соціальним показником, визначальним і рівень життя конкретної країни, і етап історичного поступу, якою вона находится;

установление факту стабілізації подушного споживання енергії для розвинених індустріальних країн, відповідальних приблизно за 50% світового споживання палива. Рівень, на якому розгортається стабілізація подушного споживання енергії, визначається виключно климато-географическими чинниками: середньорічний температурою країни, рельєфом і розміром її території. Це дозволяє оцінити оптимальне значення е* подушного енергоспоживання кожної страны;

выделение п’яти характерних регіонів світу у залежність від подушного споживання енергії в рік і річного природний приріст населення — іншого найважливішого критерію ступеня розвитку страны.

На рис. 3−3 представлена энергодемографическая діаграма стану світу у коор-динатах е/е* - подушне споживання енергії на рік відношення до оптимальному для цієї країни значенням і AGR (Annual Growth Rate) — річна різницю між народжуваністю і смертністю стосовно від кількості населения.

.

Рис. 3−3. Энергодемографическая діаграма стану мира Анализ діаграми дає можливість окреслити такі характерні групи стран:

развитые індустріальні країни, де е/е* «1 і низькі AGR (значно нижчі від середньосвітового значення 1,73% в год);

страны із перехідною економікою. Вони демографічна стабілізація практично досягнуто, але насичення енергоспоживання ще наступило;

новые розвинених країн характеризуються споживанням енергії нижче оптимального (е/е*.