En korkunç sera etkileri. Sera etkisinin oluşumu, nedenleri ve sonuçları. Küresel iklim bozukluklarının teorik senaryoları

Modern uygarlığın doğa üzerinde güçlü bir etkisi vardır. Kural olarak olumsuz. bataklıkların kurutulması ve büyük miktarda zararlı maddenin atmosferik havaya sürekli salınması - bu, insanlığın "erdemlerinin" tam bir listesi değildir. Birçok kişi sera etkisinin de bu kategoriye ait olduğuna inanıyor. Bu gerçekten doğru mu?

Tarihsel referans

Bu arada, sera etkisinin yazarı kimdi (yani bu fenomeni keşfeden kişi)? Bu süreci ilk kim tanımladı ve çevreye olan etkisinden bahsetti? Benzer bir fikir 1827'de ortaya çıktı. İle bilimsel makale Joseph Fourier'di. Çalışmasında gezegenimizdeki iklim oluşum mekanizmalarını anlattı.

O dönem için bu çalışmada alışılmadık olan şey, Fourier'nin Dünya'nın farklı bölgelerinin sıcaklık ve iklim özelliklerini dikkate almasıydı. Bu, Saussure'ün deneyimini ilk kez açıklayabilen sera etkisinin yazarıydı.

Saussure'ün deneyi

Bilim adamı, sonuçlarını doğrulamak için M. de Saussure'ün, içi isle kaplanmış, boynu camla kapatılmış bir kap kullanan deneyini kullandı. De Saussure, kavanozun içindeki ve dışındaki sıcaklığı sürekli ölçtüğü bir deney yaptı. Tabii ki iç hacimde sürekli olarak arttı. Bu olguyu açıklayan ilk kişi Fourier oldu ortak eylem aynı anda iki faktör: ısı transferinin engellenmesi ve damar duvarlarının farklı dalga boylarındaki ışık ışınlarına karşı farklı geçirgenliği.

Mekanizması oldukça basittir: ısıtıldığında yüzey sıcaklığı artar, görünür ışık emilir ve ısı yayılmaya başlar. Malzeme görünür ışığı mükemmel bir şekilde ilettiğinden, ancak pratik olarak ısıyı iletmediğinden, ikincisi kabın iç hacminde birikir. Gördüğünüz gibi sera etkisinin mekanizması okulda standart bir fizik dersi alan herkes tarafından kolaylıkla kanıtlanabilir. Bu olay oldukça basit ama gezegenimize ne kadar çok sorun getiriyor!

Terimin kökeni

Literatürdeki ilk tanımı itibariyle sera etkisinin yazarının Joseph Fourier olduğunu bilmekte fayda var. Peki terimin kendisini kim buldu? Ne yazık ki bu sorunun cevabını muhtemelen hiçbir zaman alamayacağız. İÇİNDE sonraki edebiyat Fourier tarafından keşfedilen fenomen, karşılığını aldı. modern isim. Bugün her ekolojist “sera etkisi” terimini biliyor.

Ancak Fourier'in asıl keşfi, Dünya atmosferi ile sıradan camın gerçek kimliğinin kanıtlanmasıydı. Basitçe söylemek gerekirse, gezegenimizin atmosferi görünür ışık radyasyonuna karşı mükemmel derecede geçirgendir, ancak onu kızılötesi aralıkta iyi iletmez. Isı biriktiren Dünya, pratikte onu serbest bırakmaz. Sera etkisinin yazarı bu kişiydi. Peki bu etki neden ortaya çıkıyor?

Evet, ortaya çıkışının ilkel mekanizmasını anlattık ama modern bilim normal koşullar altında IR ışınlarının gezegen atmosferinin ötesine hala oldukça serbestçe geçebildiğini kanıtlayabildi. Nasıl yani doğal mekanizmalar“Isıtma sezonu” ayarlamaları başarısız mı oluyor?

Nedenler

Genel olarak bunları makalemizin başında yeterince ayrıntılı olarak anlattık. Aşağıdaki faktörler bu olgunun ortaya çıkmasına katkıda bulunur:

• Fosil yakıtların sürekli ve aşırı yakılması.
• Her yıl gezegenin atmosferine artan miktarlarda endüstriyel gaz giriyor.
• Yangınlar ve toprağın bozulması nedeniyle ormanlar sürekli kesiliyor, alanları küçülüyor.
• Anaerobik fermantasyon, okyanusların dibinden metan salınımı.

Sera etkisini tetikleyen ana “suçluların” aşağıdaki beş gaz olduğunu bilmelisiniz:

• Karbon dioksit olarak da bilinen iki değerlikli karbon monoksit. Sera etkisi% 50'si tam olarak masrafları kendisine ait olmak üzere sağlanır.
• Klor ve florin karbon bileşikleri (%25).
• (%8). Zehirli gaz, yetersiz donanıma sahip kimya ve metalurji endüstrilerinden kaynaklanan tipik bir atık üründür.
• Yer seviyesinde ozon (%7). Dünyayı aşırı ultraviyole radyasyondan korumadaki kritik rolüne rağmen, ısının yüzeyinde tutulmasına yardımcı olabilir.
• Yaklaşık %10 metan.

Bu gazlar atmosfere nereden giriyor? Etkileri nedir?

- İnsanlar fosil yakıtları yaktığında atmosfere büyük miktarlarda giren bu maddedir. Fazlalık (doğal seviyenin üzerinde) seviyesinin yaklaşık üçte biri, insanların ormanları yoğun bir şekilde tahrip etmesinden kaynaklanmaktadır. Verimli toprakların sürekli hızlanan çölleşme süreci de aynı işlevi yerine getiriyor.

Bütün bunlar, karbondioksiti etkili bir şekilde emebilen daha az bitki örtüsü anlamına geliyor ve bu da birçok açıdan sera etkisine neden oluyor. Bu fenomenin nedenleri ve sonuçları birbiriyle ilişkilidir: her yıl atmosfere yayılan iki değerlikli karbon monoksitin hacmi yaklaşık% 0,5 oranında artar, bu da hem aşırı ısının daha fazla birikmesini hem de gezegenin yüzeyindeki bitki örtüsünün bozulma süreçlerini teşvik eder. .

- Kloroflorokarbonlar. Daha önce de söylediğimiz gibi bu bileşikler sera etkisinin %25'ini sağlamaktadır. Bu olgunun nedenleri ve sonuçları uzun süredir araştırılmaktadır. Nedeniyle atmosferde görünürler endüstriyel üretimözellikle modası geçmiş olanlar. Tehlikeli ve toksik soğutucu akışkanlar bu maddeleri büyük miktarlarda içerir ve bunların sızıntısını önlemeye yönelik tedbirler açıkça beklenen sonucu vermez. Görünüşlerinin sonuçları daha da kötü:

• Birincisi, insanlar ve hayvanlar için son derece toksiktirler ve flora için flor ve klor bileşiklerine yakınlık pek faydalı değildir.
• İkincisi, bu maddeler sera etkisinin gelişimini önemli ölçüde hızlandırabilir.
• Üçüncüsü, gezegenimizi agresif ultraviyole radyasyondan koruyan şeyleri yok ediyorlar.

- Metan. En önemli gazlardan biri artan içerik atmosferde "sera etkisi" terimiyle kastedilen budur. Sadece son yüz yılda gezegenin atmosferindeki hacminin iki katına çıktığını bilmelisiniz. Prensip olarak bunun büyük bir kısmı tamamen doğal kaynaklardan geliyor:

• Asya'da.
• Hayvancılık kompleksleri.
• Büyük yerleşim yerlerinde evsel atık suların arıtılmasına yönelik sistemler.
• Organik madde bataklıkların derinliklerinde, çöplüklerde çürüyüp ayrıştığında.

Dünya Okyanusunun derinliklerinden önemli miktarda metan salındığına dair kanıtlar var. Belki de bu fenomen, metanın ana metabolik yan ürün olduğu büyük bakteri kolonilerinin aktivitesiyle açıklanabilir.

Petrol üretim işletmelerinden kaynaklanan sera etkisinin gelişmesine “katkının” özellikle vurgulanması gerekir: Bu gazın önemli bir kısmı yan ürün olarak atmosfere salınır. Ayrıca, Dünya Okyanusu yüzeyinde sürekli genişleyen petrol ürünleri tabakası da metan emisyonlarının eşlik ettiği organik maddenin daha hızlı ayrışmasına katkıda bulunuyor.

- Nitrik oksit. Birçok kimyasal üretim prosesi sırasında büyük miktarlarda oluşur. Sadece sera mekanizmasına aktif katılımı nedeniyle tehlikeli değildir. Gerçek şu ki, atmosferik su ile birleştiğinde bu madde gerçek bir madde oluşturur. Nitrik asit düşük konsantrasyonda olsa bile. İnsanların sağlığı üzerinde son derece olumsuz etkisi olan her şey buradan kaynaklanmaktadır.

Küresel iklim bozukluklarının teorik senaryoları

Öyleyse ne var küresel sonuçlar sera etkisi? Bilim adamları hala net bir sonuca varmaktan uzak olduğundan, bunu kesin olarak söylemek zor. Şu anda birkaç senaryo var. Bilgisayar modelleri geliştirmek için sera etkisinin gelişimini hızlandırabilecek veya yavaşlatabilecek birçok farklı faktör dikkate alınmaktadır. Bu sürecin katalizörlerine bakalım:

• Yukarıda açıklanan gazların insan kaynaklı faaliyetler nedeniyle salınması.
• Doğal hidrokarbonatların termal ayrışması nedeniyle CO2 salınımı. Gezegenimizin kabuğunun havadan 50.000 kat daha fazla karbondioksit içerdiğini bilmek ilginçtir. Elbette, Hakkında konuşuyoruz kimyasal olarak bağlı karbon monoksit hakkında.
• Sera etkisinin ana sonuçları gezegenin yüzeyindeki su ve havanın sıcaklığının artması olduğundan, denizlerin ve okyanusların yüzeyinden nemin buharlaşması artar. Bunun sonucunda atmosferin kızılötesi radyasyona karşı geçirgenliği daha da bozulur.
• Okyanuslar yaklaşık 140 trilyon ton karbondioksit içeriyor ve bu karbondioksit, su sıcaklıkları arttıkça yoğun bir şekilde atmosfere salınmaya başlıyor ve sera sürecinin daha dinamik bir şekilde gelişmesine katkıda bulunuyor.
• Gezegenin yansıtıcılığında azalma, bu da atmosferinde ısı birikiminin hızlanmasına yol açıyor. Toprakların çölleşmesi de buna katkıda bulunuyor.

Sera etkisinin gelişimini hangi faktörler yavaşlatır?

Ana olduğu varsayılmaktadır sıcak akım- Gulf Stream sürekli yavaşlıyor. Uzun vadede bu durum sıcaklıkta önemli bir düşüşe neden olacak ve bu da sera gazı birikiminin etkisini yavaşlatacaktır. Ek olarak, her bir genel ısınma derecesi için, gezegenin tüm bölgesi üzerindeki bulut alanı yaklaşık %0,5 oranında artar, bu da Dünya'nın uzaydan aldığı ısı miktarında önemli bir azalmaya katkıda bulunur.

Lütfen unutmayın: Sera etkisinin özü, dünya yüzeyinin genel sıcaklığının arttırılmasıdır. Tabii ki, bunun iyi bir yanı yok, ancak bu olgunun sonuçlarını hafifletmeye çoğu zaman yardımcı olan yukarıdaki faktörlerdir. Prensip olarak birçok bilim insanının konunun kendisinin olduğuna inanmasının nedeni budur. küresel ısınma Dünya tarihi boyunca düzenli olarak meydana gelen tamamen doğal olaylar kategorisine aittir.

Buharlaşma oranı ne kadar yüksek olursa, yıllık yağış miktarı da o kadar fazla olur. Bu hem bataklıkların onarılmasına hem de gezegenin atmosferindeki fazla karbondioksitin geri dönüştürülmesinden sorumlu olan bitki örtüsünün hızla büyümesine neden oluyor. Artan yağışların gelecekte sığ tropik denizlerin alanının önemli ölçüde genişlemesine katkıda bulunması da bekleniyor.

İçlerinde yaşayan mercanlar karbondioksitin en önemli kullanıcılarıdır. Kimyasal olarak bağlı olduğundan iskeletlerini oluşturmaya gider. Son olarak, eğer insanlık ormansızlaşma oranını en azından biraz azaltırsa, aynı karbondioksit bitkilerin yayılması için mükemmel bir uyarıcı olduğundan, alanları oldukça hızlı bir şekilde iyileşecektir. Öyleyse ne var Olası sonuçlar sera etkisi?

Gezegenimizin geleceği için ana senaryolar

İlk durumda bilim insanları küresel ısınmanın oldukça yavaş gerçekleşeceğini varsayıyorlar. Ve bu bakış açısının pek çok destekçisi var. Dev bir enerji akümülatörü olan Dünya Okyanusu'nun, uzun zamandır fazla ısıyı absorbe edebilecektir. Gezegendeki iklimin gerçekten kökten değişmesi birkaç bin yıl alabilir.

İkinci grup bilim insanı ise tam tersine, yıkıcı değişimlerin nispeten hızlı bir versiyonunu savunuyor. Sera etkisi sorunu şu sıralar çok popüler; hemen hemen her bilimsel kongrede tartışılıyor. Ne yazık ki bu teori için yeterli kanıt var. Son yüz yılda karbondioksit konsantrasyonunun en az %20-24 arttığına, atmosferdeki metan miktarının ise %100 arttığına inanılıyor. En kötümser versiyona göre, bu yüzyılın sonuna kadar gezegenin sıcaklığının 6,4°C gibi rekor bir artış gösterebileceğine inanılıyor.

Dolayısıyla, bu durumda, Dünya atmosferindeki sera etkisi, kıyı bölgelerinin tüm sakinleri için ölümcül sorunlara neden olacaktır.

Deniz seviyesinde keskin bir artış

Gerçek şu ki, bu tür sıcaklık anormallikleri, Dünya Okyanusu seviyesinde son derece keskin ve neredeyse öngörülemeyen bir artışla doludur. Yani 1995'ten 2005'e kadar. Bu rakam 4 cm'ydi, ancak birbirleriyle yarışan bilim adamları birkaç santimetrenin üzerine çıkmanın beklenmemesi gerektiğini açıkladılar. Her şey aynı hızla devam ederse, 21. yüzyılın sonunda Dünya Okyanuslarının seviyesi mevcut normdan en az 88-100 cm daha yüksek olacak. Bu arada gezegenimizde yaklaşık 100 milyon insan deniz seviyesinden tam olarak 87-88 cm yüksekte yaşıyor.

Gezegenin yüzeyinin yansıtıcılığının azalması

Sera etkisinin ne olduğunu yazdığımızda makale, ormansızlaşma ve çölleşmenin kolaylaştırdığı, Dünya yüzeyinin yansıtıcılığında daha fazla azalmaya yol açtığından defalarca bahsetti.

Pek çok bilim adamı, kutuplardaki buz örtüsünün gezegenin genel sıcaklığını en az iki derece azaltabildiğini ve kutup sularının yüzeyini kaplayan buzun, karbondioksit ve metanın atmosfere salınmasını büyük ölçüde engellediğini ifade ediyor. Ayrıca kutup buzulları bölgesinde hiç su buharı bulunmaması küresel sera etkisini önemli ölçüde artırıyor.

Bütün bunlar küresel su döngüsünü öyle etkileyecek ki, korkunç yıkıcı güçteki kasırgaların, kasırgaların ve kasırgaların sıklığı birkaç kat artacak ve okyanus kıyılarından çok uzak bölgelerde bile insanların yaşaması neredeyse imkansız hale gelecek. . Ne yazık ki suyun yeniden dağıtımı da tam tersi bir olguya yol açacaktır. Bugün dünyanın yüzde 10'unu etkileyen kuraklık sorunu, gelecekte bu tür bölgelerin sayısının yüzde 35-40'a çıkması muhtemel. Bu insanlık adına üzücü bir tablodur.

Ülkemiz için bu durumda tahmin çok daha olumlu. İklim uzmanları, Rusya topraklarının çoğunun normal tarıma oldukça uygun olacağına ve iklimin çok daha ılıman olacağına inanıyor. Elbette kıyı bölgelerinin çoğu (ve bizde bunlardan çok var) sular altında kalacak.

Üçüncü senaryo şunu varsayıyor: kısa süre Artan sıcaklıkların yerini küresel soğuma alacak. Gulf Stream'in yavaşlamasından ve sonuçlarından daha önce bahsetmiştik. Bu sıcak akıntının tamamen duracağını hayal edin... Elbette “Yarından Sonra” filminde anlatılan olaylara gelmeyecek ama gezegen kesinlikle çok daha soğuyacak. Ancak uzun süre değil.

Bazı matematikçiler, Dünya üzerindeki sera etkisinin 20-30 yıl boyunca Avrupa'daki iklimin ülkemizdekinden daha sıcak olmayacağı gerçeğine yol açacağı teorisine (tabii ki modellenmiştir) bağlı kalıyor. Ayrıca senaryosu ikinci seçenekte anlatılan ısınmanın bundan sonra da devam edeceğini varsayıyorlar.

Çözüm

Ancak bilim adamlarının tahminlerinde pek olumlu bir şey yok. Gezegenimizin sandığımızdan daha karmaşık ve mükemmel bir mekanizma olmasını ancak umabiliriz. Belki bu kadar üzücü sonuçlardan kaçınılabilir.

Sera etkisinin mekanizması aşağıdaki gibidir. Dünya'ya ulaşan güneş ışınları toprak yüzeyi, bitki örtüsü, su yüzeyi vb. tarafından emilir. Isınan yüzeyler yayılır. Termal enerji tekrar atmosfere, ancak uzun dalga radyasyonu şeklinde.

Atmosfer gazları (oksijen, nitrojen, argon) dünya yüzeyinden termal radyasyonu emmez, fakat dağıtır. Ancak fosil yakıtların ve diğer yakıtların yanması sonucu üretim süreçleri atmosferde birikir: karbondioksit, karbon monoksit, çeşitli hidrokarbonlar (metan, etan, propan, vb.), bunlar dağılmaz, ancak Dünya yüzeyinden gelen termal radyasyonu emer. Bu şekilde ortaya çıkan ekran, sera etkisinin yani küresel ısınmanın ortaya çıkmasına neden oluyor.

Sera etkisinin yanı sıra bu gazların varlığı sözde gazların oluşmasına neden olur. fotokimyasal duman. Aynı zamanda, fotokimyasal reaksiyonların bir sonucu olarak, hidrokarbonlar çok toksik ürünler (aldehitler ve ketonlar) oluşturur.

Küresel ısınma en önemli sonuçlarından biridir antropojenik kirlilik biyosfer. Hem iklim değişikliğinde hem de biyotada kendini gösteriyor: Ekosistemlerdeki üretim süreci, bitki formasyonlarının sınırlarındaki kaymalar, mahsul verimindeki değişiklikler. Özellikle güçlü değişiklikler yüksek ve orta enlemleri etkileyebilir. Tahminlere göre atmosfer sıcaklığının en belirgin şekilde artacağı yer burası. Bu bölgelerin doğası özellikle çeşitli etkilere karşı hassastır ve son derece yavaş bir şekilde toparlanmaktadır.

Isınmanın bir sonucu olarak tayga bölgesi yaklaşık 100-200 km kuzeye doğru kayacak. Isınmaya bağlı olarak deniz seviyesindeki yükselme (buzların ve buzulların erimesi) 0,2 m'ye kadar ulaşabilir, bu da başta Sibirya nehirleri olmak üzere büyük nehirlerin ağızlarının sular altında kalmasına yol açacaktır.

1996 yılında Roma'da düzenlenen İklim Değişikliğinin Önlenmesi Sözleşmesi'ne katılan ülkelerin olağan konferansında, bu sorunun çözümü için koordineli uluslararası eyleme duyulan ihtiyaç bir kez daha doğrulandı. Sözleşmeye uygun olarak, sanayileşmiş ülkeler ve ekonomileri geçiş aşamasında olan ülkeler, sera gazı üretimini istikrara kavuşturmayı taahhüt etmişlerdir. Avrupa Birliği'ne üye ülkeler kendi listelerine dahil edilmiştir. ulusal programlar Karbondioksit emisyonlarının 2005 yılına kadar %20 oranında azaltılmasına yönelik hükümler.

1997 yılında, gelişmiş ülkelerin sera gazı emisyonlarını 2000 yılına kadar 1990 seviyelerinde sabitlemeyi taahhüt ettiği Kyoto (Japonya) anlaşması imzalandı.

Ancak bundan sonra sera gazı emisyonları daha da arttı. ABD'nin 2001 yılında Kyoto Anlaşması'ndan çekilmesi bu durumu kolaylaştırdı. Böylece anlaşmanın yürürlüğe girmesi için gereken kota ihlal edildiğinden anlaşmanın uygulanması tehlikeye girdi.

Rusya'da üretimdeki genel düşüş nedeniyle 2000 yılındaki sera gazı emisyonları 1990 seviyesinin %80'i oranında gerçekleşmiş, bu nedenle Rusya 2004 yılında Kyoto Anlaşması'nı onaylayarak yasal statüye kavuşturmuştur. Şu anda (2012) bu anlaşma yürürlükte, diğer devletler de ona katıldı (örneğin Avustralya), ancak Kyoto anlaşmasının kararları hala yerine getirilmedi. Ancak Kyoto anlaşmasını uygulama mücadelesi devam ediyor.

Küresel ısınmaya karşı en ünlü savaşçılardan biri ABD'nin eski Başkan Yardımcısıdır. A. Gore. 2000 başkanlık seçimini kaybettikten sonra kendisini küresel ısınmayla mücadeleye adadı. “Çok geç olmadan dünyayı kurtarın!” - bu onun sloganı. Elinde bir dizi slaytla dünyayı dolaşarak küresel ısınmanın bilimsel ve politik yönlerini açıkladı ve insan faaliyetlerinden kaynaklanan karbondioksit emisyonlarındaki artış engellenmediği takdirde yakın gelecekte ortaya çıkabilecek olası ciddi sonuçları anlattı.

A. Gore tanınmış bir kitap yazdı « Uygunsuz bir gerçek. Küresel ısınma, gezegensel bir felaketin nasıl durdurulacağı.”İçinde inanç ve adaletle yazıyor: “Bazen iklim krizimiz yavaş ilerliyor gibi görünüyor, ama aslında çok hızlı oluyor ve gerçek anlamda gezegenimiz için bir tehlike haline geliyor. Ve tehdidi yenmek için öncelikle onun var olduğu gerçeğini kabul etmeliyiz. Liderlerimiz neden bu kadar yüksek tehlike uyarılarını duymuyor? Gerçeğe direniyorlar çünkü itiraf ettikleri anda harekete geçme gibi ahlaki bir görevle karşı karşıya kalacaklar. Tehlike uyarısını görmezden gelmek daha mı uygun? Olabilir ama hoş olmayan bir gerçek, fark edilmediği için ortadan kaybolmaz.”

2006 yılında kitabıyla Amerikan Edebiyat Ödülü'ne layık görüldü. Bir kitaptan oluşturuldu belgesel « Uygunsuz bir gerçek" A. Gore ile birlikte başrol. Film 2007 yılında Oscar kazanarak “Bunu Herkes Bilmeli” kategorisine girdi. Aynı yıl, A. Gore (bir grup IPCC uzmanıyla birlikte) ödüle layık görüldü. Nobel ÖdülüÇevre koruma ve iklim değişikliği araştırmaları konusundaki çalışmaları nedeniyle dünya çapında.

Şu anda A. Gore, Dünya Meteoroloji Örgütü (WMO) ve BM İklim Değişikliği Programı tarafından oluşturulan Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli'nin (IPCC) serbest danışmanı olarak küresel ısınmayla mücadeleyi aktif olarak sürdürüyor. çevre(UNEP).

Küresel ısınma ve sera etkisi

1827'de Fransız fizikçi J. Fourier, Dünya atmosferinin bir serada camın işlevini yerine getirdiğini öne sürdü: hava, güneş ısısının geçmesine izin verir, ancak uzaya geri buharlaşmasına izin vermez. Ve haklıydı. Bu etki, su buharı ve karbondioksit gibi belirli atmosferik gazlar sayesinde elde edilir. Güneş tarafından yayılan görünür ve "yakın" kızılötesi ışığı iletirler, ancak dünya yüzeyinin güneş ışınları tarafından ısıtıldığında oluşan ve daha düşük frekansa sahip "uzak" kızılötesi radyasyonu emerler (Şekil 12).

1909'da İsveçli kimyager S. Arrhenius, karbondioksitin havanın yüzey katmanlarının sıcaklık düzenleyicisi olarak muazzam rolünü ilk kez vurguladı. Karbondioksit, güneş ışınlarını serbestçe dünya yüzeyine iletir, ancak dünyanın termal radyasyonunun çoğunu emer. Bu, gezegenimizin soğumasını engelleyen devasa bir perdedir.

Dünya yüzeyinin sıcaklığı, 20. yüzyılda artan bir hızla artıyor. 0,6°C kadar. 1969'da 13,99 °C iken, 2000'de 14,43 °C idi. Böylece, ortalama sıcaklık Dünya'nın sıcaklığı şu anda yaklaşık 15 °C'dir. Belirli bir sıcaklıkta gezegenin yüzeyi ve atmosferi termal dengededir. Güneş enerjisi ve atmosferin kızılötesi radyasyonu ile ısıtılan Dünya yüzeyi, ortalama olarak atmosfere eşdeğer miktarda enerji geri verir. Bu, buharlaşma, konveksiyon, termal iletkenlik ve kızılötesi radyasyonun enerjisidir.

Pirinç. 12. Atmosferdeki karbondioksitin varlığından kaynaklanan sera etkisinin şematik gösterimi

İÇİNDE Son zamanlardaİnsan aktivitesi emilen ve salınan enerji oranında bir dengesizliğe neden olur. Gezegendeki küresel süreçlere insan müdahalesinden önce, yüzeyinde ve atmosferde meydana gelen değişiklikler, bilim adamlarının hafif eliyle "seralar" olarak adlandırılan doğadaki gazların içeriğiyle ilişkilendiriliyordu. Bu gazlar arasında karbon dioksit, metan, nitröz oksit ve su buharı yer alır (Şekil 13). Günümüzde bunlara antropojenik kloroflorokarbonlar (CFC'ler) eklenmiştir. Dünyayı saran gaz “battaniyesi” olmasaydı, yüzeyindeki sıcaklık 30-40 derece daha düşük olurdu. Bu durumda canlı organizmaların varlığı çok sorunlu olacaktır.

Sera gazları, atmosferimizdeki ısıyı geçici olarak hapseder ve sera etkisi denilen şeyi yaratır. İnsan kaynaklı antropojenik faaliyetlerin bir sonucu olarak, bazı sera gazları atmosferin genel dengesindeki payını artırmaktadır. Bu öncelikle içeriği on yıldan on yıla istikrarlı bir şekilde artan karbondioksit için geçerlidir. Sera etkisinin %50'sini karbondioksit, %15-20'sini CFC'ler ve %18'ini metan oluşturuyor.

Pirinç. 13. Azotun sera etkisi yaratan antropojenik gazların atmosferdeki payı %6'dır.

20. yüzyılın ilk yarısında. Atmosferdeki karbondioksit içeriğinin %0,03 olduğu tahmin ediliyor. 1956 yılında, Birinci Uluslararası Jeofizik Yılı kapsamında bilim insanları özel çalışmalar yürüttüler. Verilen rakam netleştirildi ve %0,028 olarak gerçekleşti. 1985 yılında tekrar ölçümler yapıldı ve atmosferdeki karbondioksit miktarının %0,034'e çıktığı ortaya çıktı. Dolayısıyla atmosferdeki karbondioksit miktarının arttığı kanıtlanmış bir gerçektir.

Sonuç olarak son 200 yılda antropojenik faaliyetler Atmosferdeki karbon monoksit içeriği yüzde 25 arttı. Bunun nedeni bir yandan fosil yakıtların yoğun yakılmasıdır: gaz, petrol, şist, kömür vb., diğer yandan karbondioksitin ana emicileri olan orman alanlarındaki yıllık azalma. Ayrıca bu tür endüstrilerin gelişmesi Tarım Pirinç tarımı ve hayvancılık ile kentsel atık depolama alanlarının artması metan, nitrojen oksit ve diğer bazı gazların salınımında artışa neden oluyor.

İkinci en önemli sera gazı metandır. Atmosferdeki içeriği her yıl %1 oranında artmaktadır. Metanın en önemli tedarikçileri çöplüklerdir, büyük sığırlar, pirinç tarlaları. Depolama alanlarındaki gaz rezervleri büyük şehirler küçük gaz sahaları olarak düşünülebilir. Pirinç tarlalarına gelince, büyük metan çıkışına rağmen, çoğu pirincin kök sistemiyle ilişkili bakteriler tarafından parçalandığı için nispeten azının atmosfere girdiği ortaya çıktı. Bu nedenle, pirinç tarımı ekosistemlerinin metan emisyonları üzerinde genel olarak ılımlı bir etkisi vardır.

Bugün, ağırlıklı olarak fosil yakıtların kullanılmasına yönelik eğilimin, kaçınılmaz olarak küresel çapta yıkıcı iklim değişikliğine yol açtığına dair hiçbir şüphe yok. Mevcut kömür ve petrol kullanım oranlarıyla önümüzdeki 50 yıl içinde kömür ve petrol kullanımında bir artış öngörülüyor. yıllık ortalama sıcaklık gezegende sıcaklık 1,5 °C (ekvatora yakın) ila 5 °C (yüksek enlemlerde) arasında değişmektedir.

Sera etkisinin bir sonucu olarak artan sıcaklıklar eşi benzeri görülmemiş çevresel, ekonomik ve sosyal sonuçlar. Deniz suyu ve erime nedeniyle okyanuslardaki su seviyesi 1-2 metre yükselebilir kutup buzu. (Sera etkisi nedeniyle 20. yüzyılda Dünya Okyanusu'nun seviyesi zaten 10-20 cm yükselmiştir.) Deniz seviyesindeki 1 mm'lik artışın kıyı şeridinin 1,5 m kadar çekilmesine yol açtığı tespit edilmiştir. .

Deniz seviyesi yaklaşık 1 m yükselirse (ve bu en kötü senaryodur), 2100 yılına kadar Mısır topraklarının yaklaşık %1'i, Hollanda topraklarının %6'sı, Bangladeş topraklarının %17,5'i ve 80 Marshall Adaları'nın bir parçası olan Majuro Atolü'nün yüzde 100'ü su altında kalacak - balıkçı adaları. Bu 46 milyon insan için bir trajedinin başlangıcı olacak. En kötümser tahminlere göre 21. yüzyılda deniz seviyesi yükselecek. Hollanda, Pakistan ve İsrail gibi ülkelerin dünya haritasından kaybolmasına, Japonya'nın büyük bir kısmının ve diğer bazı ada devletlerinin sular altında kalmasına neden olabilir. St. Petersburg, New York ve Washington sular altında kalabilir. Karaların bir kısmı denizin dibine batma tehlikesiyle karşı karşıya kalırken, bir kısmı da şiddetli kuraklıkla karşı karşıya kalacak. Kaybolma Azak'ı tehdit ediyor ve Aral denizi ve birçok nehir. Çöllerin alanı artacak.

Bir grup İsveçli klimatolog, 1978'den 1995'e kadar Arktik Okyanusu'ndaki yüzen buz alanının yaklaşık 610 bin km2 azaldığını, yani. %5,7 oranında. Aynı zamanda, her yıl Svalbard (Spitsbergen) takımadalarını Grönland'dan ayıran Fram Boğazı'ndan geçtiği ortaya çıktı. ortalama sürat Yaklaşık 15 cm/s hızla, 2600 km3'e kadar yüzen buz açık Atlantik'e taşınır (bu, Kongo gibi bir nehrin akışından yaklaşık 15-20 kat daha fazladır).

Temmuz 2002'de, güney kesimdeki dokuz atolde bulunan küçük ada devleti Tuvalu'dan Pasifik Okyanusu(26 km 2, 11,5 bin nüfus) yardım çağrısı yapıldı. Tuvalu yavaş ama emin adımlarla sular altına giriyor. yüksek nokta eyalet deniz seviyesinden sadece 5 metre yüksekte yükseliyor. 2004'ün başlarında elektronik medyada, yeni ayla bağlantılı beklenen yüksek gelgit dalgalarının bölgedeki deniz seviyesini geçici olarak 3 metreden fazla yükseltebileceğine dair bir açıklama yayınlandı. küresel ısınma nedeniyle seviyeler Bu eğilim devam ederse, küçük devlet Dünya'dan silinecek. Tuvalu hükümeti vatandaşları komşu Niue eyaletine yerleştirmek için önlemler alıyor.

Artan sıcaklıklar dünyanın birçok bölgesinde toprak neminin azalmasına neden olacaktır. Kuraklık ve tayfunlar sıradan hale gelecek. Arktik buz örtüsü %15 oranında azalacak. Önümüzdeki yüzyılda Kuzey Yarımküre'de nehir ve göllerdeki buz örtüsü 20. yüzyıla göre 2 hafta daha az sürecek. Dağlardaki buzlar eriyecek Güney Amerika, Afrika, Çin ve Tibet.

Küresel ısınma aynı zamanda gezegendeki ormanların durumunu da etkileyecek. Bilindiği gibi orman bitki örtüsü çok dar sıcaklık ve nem sınırları içerisinde bulunabilmektedir. Çoğu ölebilir, zor ekolojik sistem yok olma aşamasına gelecek ve bu da bitkilerin genetik çeşitliliğinde feci bir azalmaya yol açacak. Zaten 21. yüzyılın ikinci yarısında Dünya'daki küresel ısınmanın bir sonucu olarak. Karadaki flora ve fauna türlerinin dörtte birinden yarısına kadarı yok olabilir. Maksimumda bile uygun koşullar Yüzyılın ortalarına gelindiğinde karadaki hayvan ve bitki türlerinin neredeyse %10'u yok olma tehlikesiyle karşı karşıya kalacak.

Araştırmalar, küresel bir felaketin önlenmesi için atmosfere verilen karbon emisyonlarının yılda 2 milyar tona (mevcut hacmin üçte biri) düşürülmesi gerektiğini gösterdi. 2030-2050 yılına kadar doğal nüfus artışı dikkate alınarak. Kişi başına düşen karbon miktarının şu anda Avrupa'da kişi başına düşen ortalama karbon miktarının 1/8'inden fazlasını salmaması gerekiyor.

Son yıllarda küresel ısınma ve sera etkisi sorununu giderek daha fazla duyuyoruz. Politikacılar, bilim insanları ve gazeteciler yakın gelecekte bizi nasıl bir iklim değişikliğinin beklediğini, bunun nelere yol açacağını ve insanların bu duruma ne kadar dahil olduklarını tartışıyorlar. Bu yazıda sera etkisinin nedenlerini ve sonuçlarını anlamaya çalışacağız.

Neden sera etkisinden bahsediyorlar?

19. yüzyılda bilim insanları gezegendeki hava ve iklimi düzenli olarak gözlemlemeye başladı. Ancak aslında çeşitli yöntemler kullanarak gezegendeki sıcaklığın daha uzak geçmişte nasıl değiştiğini tespit etmek mümkündür. Ve böylece, 20. yüzyılın ikinci yarısında bilim adamları endişe verici veriler almaya başladı - gezegenimizdeki küresel sıcaklık artmaya başladı. Ve modern zamanlara ne kadar yakınsa bu büyüme o kadar güçlü olur.

Grafikte küresel sıcaklık artışı

Elbette gezegenimizdeki iklim koşulları geçmişte değişti. Küresel ısınmalar ve küresel soğumalar oldu, ancak mevcut küresel ısınmanın bir takım özellikleri var. İlk olarak, mevcut veriler, son 1-2 bin yılda gezegendeki iklimin, kısa vadeli anormallikler dışında ciddi değişikliklere uğramadığını gösteriyor. İkincisi, mevcut ısınmanın doğal iklim değişikliği değil, insan faaliyetlerinden kaynaklanan değişiklikler olduğuna inanmak için birçok neden var.

Bu konuda pek çok tartışma var. İnsanlar küresel ısınmaya insanların neden olduğu gerçeği hakkında konuşmaya başladıktan kısa bir süre sonra birçok şüpheci ortaya çıktı. İnsan faaliyetinin tüm gezegendeki iklim gibi küresel süreçleri etkileyebileceğinden şüphe etmeye başladılar. Ancak küresel ısınmadan insanların sorumlu olduğunu iddia etmek için iyi nedenler var. İnsanlar küresel ısınmaya nasıl sebep oldu?

19. yüzyılda dünya sanayi çağına girdi. Fabrikaların ve taşımacılığın ortaya çıkışı çok fazla yakıt gerektiriyordu. İnsanlar milyonlarca ton maden çıkarmaya başladı kömür, petrol ve doğalgazı giderek artan miktarlarda yakıyoruz. Bunun sonucunda sera etkisine neden olan büyük miktarlarda karbondioksit ve diğer gazlar atmosfere girmeye başladı.

Ve bu gazların içeriğinin artmasıyla birlikte küresel sıcaklıklar da yükselmeye başladı. Peki artan karbondioksit konsantrasyonu neden ısınmaya yol açıyor? Hadi anlamaya çalışalım.

Sera etkisi nedir?

İnsanlar sıcak mevsimi beklemeden hasat yapabilecekleri seralarda sebze yetiştirmeyi uzun zamandır öğrendiler. İlkbaharda ve hatta kışın serada hava neden sıcaktır? Elbette sera özel olarak ısıtılabilir ama tek şey bu değil. Serayı kaplayan cam veya film sayesinde güneş ışınları serbestçe nüfuz ederek içerideki dünyayı ısıtır. Isınan dünya da radyasyon yayar, bu radyasyonla birlikte ısı da verir, ancak bu radyasyon görünür değil, kızılötesidir. Ancak kızılötesi radyasyon için cam veya film opaktır ve onu engeller. Bu nedenle seraya ısı vermek, almaktan daha zordur ve bunun sonucunda sera içi sıcaklık, açık alana göre daha yüksek olur.

Benzer bir olay gezegenimizin tamamında gözlemleniyor. Dünya, güneş ışınımını yüzeye kolayca ileten bir atmosferle kaplıdır, ancak kızılötesi ışınımı ısınan dünyanın yüzeyinden uzaya geri iletmez. Ve atmosfer tarafından ne kadar kızılötesi radyasyonun engellendiği, içindeki sera gazlarının içeriğine bağlıdır. Sera gazları ve özellikle de en önemlisi karbondioksit ne kadar fazla olursa, atmosfer gezegenin soğumasını o kadar engeller ve iklim o kadar sıcak olur.

Sera etkisinin sonuçları nelerdir?

Elbette önemli olan sera etkisinin kendisi değil, ne kadar güçlü olduğudur. Atmosferde her zaman bir miktar sera gazı vardı ve eğer bunlar atmosferden tamamen yok olsaydı başımız dertte olurdu. Sonuçta bilim adamlarının hesaplamalarına göre sıfır sera etkisi ile gezegendeki sıcaklık 20-30 °C düşecek. Dünya donacak ve neredeyse ekvatora kadar buzullarla kaplanacaktı. Ancak sera etkisinin güçlendirilmesi iyi bir şeye yol açmayacaktır.

Küresel sıcaklıktaki sadece birkaç derecelik bir değişiklik ciddi sonuçlara yol açacaktır (ve bazı gözlemlere göre zaten yol açmaktadır). Bu sonuçlar nelerdir?

1) Buzulların küresel olarak erimesi ve deniz seviyelerinin yükselmesi. Oldukça büyük buz rezervleri Grönland ve Antarktika buzullarında yoğunlaşmıştır. Küresel ısınma sonucunda bu buzlar erirse deniz seviyeleri yükselecek. Buzun tamamı erirse deniz seviyesi 65 metre yükselecek. Çok mu yoksa az mı? Oldukça fazla aslında. Deniz seviyesindeki 1 m'lik bir artış Venedik'in boğulması için, 6 m'lik bir St. Petersburg'un boğulması için yeterlidir. Tüm buzullar eridiğinde Karadeniz Hazar Denizi'ne bağlanacak ve Volga bölgesi ile Batı Sibirya'nın önemli bir kısmı boğulacak. Bugün bir milyardan fazla insanın yaşadığı bölgeler sular altında kalacak ve ABD ile Çin modern sanayi potansiyellerinin 2/3'ünü kaybedecek.

Buzulların erimesi nedeniyle Avrupa'da yaşanan su baskını haritası

2) Hava kötüleşecek. Genel bir model var - sıcaklık ne kadar yüksek olursa, harekete o kadar fazla enerji harcanır hava kütleleri ve hava durumu daha da tahmin edilemez hale gelir. Rüzgarlar artacak, fırtına, kasırga ve tayfun gibi çeşitli doğal afetlerin sayısı ve ölçeği önemli ölçüde artacak ve daha da artacak keskin dalgalanmalar sıcaklık.

3) Biyosfere zarar verir. Hayvanlar ve bitkiler zaten insan faaliyetlerinden zarar görüyor, ancak bunlar çok ciddi iklim değişikliği biyosfere daha da güçlü bir darbe indirebilir. Küresel iklim değişikliği geçmişte kitlesel yok oluşlara yol açmıştır ve sera etkisinden kaynaklanan değişikliklerin bir istisna olması pek mümkün değildir. Canlı organizmaların uyum sağlaması zordur. ani değişikliklerİklim değişikliğine uğramaları ve yeni koşullarda kendilerini normal hissetmeleri genellikle yüzbinlerce, hatta milyonlarca yıl alır. Ancak biyosferdeki değişiklikler kesinlikle insanlığı etkileyecektir. Örneğin, son yıllarda bilim insanları bu konuda alarmı çoktan vermiş durumdalar. kitlesel yok oluş arılar ve bu yok oluşun ana nedeni kesinlikle küresel ısınmadır. Kışın kovan içi artan sıcaklığın arıların tam kış uykusuna geçmesine izin vermediği tespit edilmiştir. Yağ rezervlerini hızla yakarlar ve ilkbaharda çok zayıflarlar. Isınma devam ederse dünyanın birçok bölgesinde arılar tamamen yok olabilir ve bu da tarım açısından en feci sonuçlara yol açabilir.

En kötü durum senaryosu

Yukarıda açıklanan sonuçlar zaten endişelenmeye ve küresel ısınmayı durdurmak için önlemler almaya başlamaya yetiyor. Ancak sera etkisinin kontrolsüz büyümesi, gezegenimizdeki tüm yaşamın kesin olarak yok olmasına yol açacak gerçekten öldürücü bir senaryoyu tetikleyebilir. Bu nasıl olabilir?

Geçmişte gezegenimizde atmosferdeki sera gazı içeriği ve küresel sıcaklık oldukça geniş sınırlar içerisinde değişiyordu. Ancak uzun vadede sera etkisinin artmasına ve zayıflamasına yol açan süreçler birbirini telafi etti. Örneğin, atmosferdeki CO₂ içeriği önemli ölçüde arttığında bitkiler ve diğer canlı organizmalar onu daha aktif bir şekilde emip işlemeye başladı. Uzun zaman önce, canlı organizmaların atmosferden yakaladığı büyük miktarda karbondioksit kömür, petrol ve tebeşir haline geldi. Ancak bu süreçler milyonlarca yıl sürdü. Günümüzde insanlar bu doğal kaynakları tükettiklerinde karbondioksiti atmosfere çok daha hızlı bir şekilde geri veriyorlar ve biyosferin bunu işleyecek zamanı yok. Üstelik insan, aptallığı ve açgözlülüğü nedeniyle, dünya okyanuslarını kirleterek, ormanları keserek, karbondioksiti emip oksijen üreten bitkileri de yok etmektedir. Bazı bilim adamlarına göre bu, geri dönüşü olmayan bir sera etkisinin gelişmesine yol açabilir.

Günümüzde sera etkisinin güçlenmesi karbondioksitin büyümesinden etkileniyor ama bu sera etkisini daha da güçlü, çok daha kuvvetli hale getirebilecek başka gazlar da var. Bu gazlar metan ve su buharını içerir. Metana gelince, bir kısmı ekstraksiyon sırasında atmosfere giriyor. doğal gaz Hayvancılık da katkı sağlıyor. Ancak asıl tehlike, bugün okyanusların dibinde hidrat formunda bulunan devasa metan rezervleridir. Sıcaklıklar arttıkça hidratlar ayrışmaya başlayabilir, büyük miktarda metan atmosfere girecek ve sera etkisi keskin bir şekilde artacaktır. Sera etkisinin büyümesi geri döndürülemez hale gelecektir. Sera etkisi ne kadar güçlü olursa, atmosfere o kadar fazla metan ve su buharı girecek ve atmosfere ne kadar çok girerse sera etkisi o kadar güçlü olacaktır.

Tüm bunların sonuçta neye yol açabileceği Venüs örneğiyle gösterilmiştir. Bu gezegen boyut ve kütle olarak Dünya'ya çok yakın ve uzay aracı bu gezegene uçmadan önce birçok kişi buradaki koşulların Dünya'dakilere yakın olacağını umuyordu. Ancak her şeyin tamamen farklı olduğu ortaya çıktı. Venüs'ün yüzeyinde korkunç bir sıcaklık var - 460 ° C. Bu sıcaklıkta çinko, kalay ve kurşun erir. Venüs'teki bu kadar ekstrem koşulların temel nedeni ise Güneş'e yakın olması değil, sera etkisidir. Bu gezegenin yüzeyindeki sıcaklığı neredeyse 500 derece artıran sera etkisi!

Venüs ve Dünya

Modern fikirlere göre, Venüs'te birkaç yüz milyon yıl önce bir "sera patlaması" meydana geldi. Bir noktada sera etkisi geri döndürülemez hale geldi, tüm su kaynayıp buharlaştı ve yüzey sıcaklığı o kadar yüksekti ki yüksek değerler(1200-1500 °C) taşların eridiğini! Buharlaşan su yavaş yavaş oksijen ve hidrojene ayrılarak uzaya buharlaştı ve Venüs soğudu, ancak bugün bile bu gezegen dünyadaki yaşam için en elverişsiz yerlerden biri. Güneş Sistemi. Venüs'ün başına gelen felaket sadece bilim adamlarının bir hipotezi değil; bunun gerçekten gerçekleştiği Venüs yüzeyinin genç yaşı ve anormalliklerle de doğrulanıyor. yüksek tutum Venüs atmosferinde döteryumun hidrojene dönüşümü Dünya'dakinin yüzlerce katıdır.

Sonuç nedir? İnsanlığın sera etkisine karşı savaşmaktan başka seçeneği yok gibi görünüyor. Bunun için de doğaya karşı talancı tavrımızı değiştirmemiz, fosil yakıtların kontrolsüz yakılmasına, ormanların kesilmesine son vermemiz gerekiyor.

Son on yılda “sera etkisi” tabiri ne televizyon ekranlarından ne de gazete sayfalarından neredeyse hiç çıkmadı. Çeşitli disiplinlerdeki müfredatlar aynı anda kapsamlı bir çalışmayı sağlar ve bunun gezegenimizin iklimi açısından olumsuz önemi neredeyse her zaman belirtilir. Ancak bu olgu aslında ortalama bir insana sunulduğundan çok daha çok yönlüdür.

Sera etkisi olmasaydı gezegenimizdeki yaşam şüpheli olurdu

Sera etkisinin gezegenimizde tarihi boyunca var olduğu gerçeğiyle başlayabiliriz. Bu fenomen, Dünya gibi istikrarlı bir atmosfere sahip olan gök cisimleri için kesinlikle kaçınılmazdır. O olmasaydı, örneğin Dünya Okyanusu uzun zaman önce donmuş olurdu ve daha yüksek yaşam formları hiç ortaya çıkmazdı. Bilim adamları, varlığı sera etkisi sürecinin gerekli bir bileşeni olan atmosferimizde karbondioksit olmasaydı, gezegendeki sıcaklığın -20 0 C arasında dalgalanacağını uzun süredir bilimsel olarak kanıtladılar. yaşamın ortaya çıkışından hiç söz edilmiyor.

Sera etkisinin nedenleri ve özü

"Sera etkisi nedir?" sorusuna cevap verirken, öncelikle bu fiziksel olgunun adını bahçıvanların seralarında meydana gelen süreçlere benzeterek aldığını belirtmek gerekir. İçerisi, yılın hangi zamanında olursa olsun, çevredeki alandan her zaman birkaç derece daha sıcaktır. Mesele şu ki, bitkiler camdan, polietilenden ve genel olarak hemen hemen her türlü engelden kesinlikle serbestçe geçen görünür güneş ışığını emer. Bundan sonra, bitkilerin kendileri de enerji yaymaya başlar, ancak kızılötesi aralıkta, ışınları artık aynı camın serbestçe üstesinden gelemez, dolayısıyla bir sera etkisi oluşur. Dolayısıyla bu olgunun nedenleri tam olarak görünür ışık spektrumu arasındaki dengesizlikte yatmaktadır. Güneş ışınları ve yayılan radyasyonlar dış ortam bitkiler ve diğer öğeler.

Sera etkisinin fiziksel temeli

Gezegenimizin tamamına gelince, buradaki sera etkisi, istikrarlı bir atmosferin varlığı nedeniyle ortaya çıkıyor. Sıcaklık dengesini korumak için Dünya'nın Güneş'ten aldığı enerji kadar enerji vermesi gerekir. Ancak atmosferde kızılötesi ışınları emen ve dolayısıyla serada cam görevi gören karbondioksit ve suyun varlığı, sera gazları olarak adlandırılan gazların oluşmasına neden olur ve bunların bir kısmı Dünya'ya geri döner. Bu gazlar gezegenin yüzeyindeki sıcaklığı yükselterek "battaniye etkisi" yaratıyor.

Venüs'te sera etkisi

Yukarıdakilerden, sera etkisinin yalnızca Dünya'nın değil, aynı zamanda istikrarlı bir atmosfere sahip tüm gezegenlerin ve diğer gök cisimlerinin de karakteristik olduğu sonucuna varabiliriz. Nitekim bilim adamları tarafından yapılan araştırmalar, örneğin Venüs'ün yüzeyine yakın yerlerde bu fenomenin çok daha belirgin olduğunu göstermiştir; bunun nedeni, her şeyden önce, hava kabuğunun neredeyse yüzde yüz karbondioksitten oluşmasıdır.

Sera gazları

Sera gazları, küresel sera etkisine neden olduğuna inanılan gazlardır.

Ana sera gazları, Dünya'nın termal dengesi üzerindeki tahmini etkilerine göre su buharı, karbondioksit, metan, ozon, halokarbonlar ve nitröz oksittir.

su buharı

Su buharı, etkinin %60'ından fazlasından sorumlu olan ana doğal sera gazıdır. Bu kaynak üzerindeki doğrudan antropojenik etki önemsizdir. Aynı zamanda, diğer faktörlerin neden olduğu Dünya sıcaklığının artması, buharlaşmayı ve neredeyse sabit bağıl nemde atmosferdeki toplam su buharı konsantrasyonunu arttırır, bu da sera etkisini artırır. Böylece bazı olumlu geri dönüşler ortaya çıkıyor.

Metan

55 milyon yıl önce deniz tabanının altında biriken devasa metan patlaması, Dünya'yı 7 santigrat derece ısıttı.

Aynı şey şimdi de olabilir; bu varsayım NASA'dan araştırmacılar tarafından doğrulandı. Antik iklimlerin bilgisayar simülasyonlarını kullanarak metanın iklim değişikliğindeki rolünü daha iyi anlamaya çalıştılar. Günümüzde sera etkisi üzerine yapılan araştırmaların çoğu karbondioksitin bu etkideki rolüne odaklanıyor, ancak metanın atmosferde ısı tutma potansiyeli karbondioksitin kapasitesini 20 kat aşıyor.

Gazla çalışan çeşitli ev aletleri, atmosferdeki metan içeriğinin artmasına katkıda bulunuyor.

Geçtiğimiz 200 yılda, bataklıklarda ve ıslak ovalarda organik maddenin ayrışması, gaz boru hatları, kömür madenleri gibi insan yapımı nesnelerden kaynaklanan sızıntılar, artan sulama ve gaz çıkışı nedeniyle atmosferdeki metan miktarı iki kattan fazla arttı. hayvancılık. Ancak metanın başka bir kaynağı daha var; deniz tabanının altında donmuş olarak korunan, okyanus çökeltilerindeki çürüyen organik madde.

Genellikle Düşük sıcaklık ve yüksek basınç metanı okyanusun altında sabit tutuyor, ancak durum her zaman böyle değildi. 55 milyon yıl önce meydana gelen ve 100 bin yıl süren Geç Paleosen termal maksimumu gibi küresel ısınma dönemlerinde, litosferik levhaların, özellikle de Hindistan yarımadasının hareketi, üzerindeki baskının azalmasına neden oldu. Deniz yatağı ve büyük miktarda metan salınımına neden olabilir. Atmosfer ve okyanus ısınmaya başladıkça metan emisyonları artabilir. Bazı bilim insanları, eğer okyanus önemli ölçüde ısınırsa, mevcut küresel ısınmanın da aynı senaryoya yol açabileceğine inanıyor.

Metan atmosfere girdiğinde oksijen ve hidrojen molekülleriyle reaksiyona girerek karbondioksit ve su buharı oluşturur ve bunların her biri sera etkisine neden olabilir. Önceki tahminlere göre, yayılan metanın tamamı yaklaşık 10 yıl içinde karbondioksit ve suya dönüşecek. Eğer bu doğruysa, artan karbondioksit konsantrasyonları gezegenin ısınmasının ana nedeni olacaktır. Bununla birlikte, akıl yürütmeyi geçmişe atıfta bulunarak doğrulama girişimleri başarısız oldu - 55 milyon yıl önce karbondioksit konsantrasyonunda bir artışa dair hiçbir iz bulunamadı.

Yeni çalışmada kullanılan modeller, atmosferdeki metan seviyesi keskin bir şekilde arttığında, içindeki metanla reaksiyona giren oksijen ve hidrojen içeriğinin azaldığını (reaksiyon durana kadar) ve kalan metanın yüzlerce yıl havada kaldığını gösterdi. Yıllar geçtikçe kendisi de küresel ısınmanın nedeni haline geliyor. Ve bu yüzlerce yıl, atmosferi ısıtmaya, okyanuslardaki buzları eritmeye ve tüm iklim sistemini değiştirmeye yetiyor.

Metanın ana antropojenik kaynakları, hayvancılıkta sindirim fermantasyonu, pirinç yetiştiriciliği ve biyokütle yakımıdır (ormansızlaşma dahil). Son araştırmalar, MS 1. bin yılda atmosferik metan konsantrasyonlarında hızlı bir artışın meydana geldiğini göstermiştir (muhtemelen tarım ve hayvancılık üretiminin genişlemesi ve orman yangınlarının bir sonucu olarak). 1000 ile 1700 yılları arasında metan konsantrasyonları %40 oranında düştü, ancak son yüzyıllarda yeniden yükselmeye başladı (muhtemelen ekilebilir alanların ve meraların genişlemesi ve ormanların yakılması, ısınma için odun kullanılması, hayvan sayısının artması, kanalizasyonun bir sonucu olarak). ve pirinç ekimi). Metan tedarikine bir miktar katkı, kömür ve doğal gaz yataklarının geliştirilmesi sırasında meydana gelen sızıntılardan ve ayrıca atık bertaraf sahalarında üretilen biyogazın bir parçası olarak metan emisyonundan kaynaklanmaktadır.

Karbon dioksit

Dünya atmosferindeki karbondioksit kaynakları volkanik emisyonlar, organizmaların yaşamsal faaliyetleri ve insan faaliyetleridir. Antropojenik kaynaklar arasında fosil yakıtların yakılması, biyokütlenin yakılması (ormansızlaşma dahil) ve bazı endüstriyel süreçler (örneğin çimento üretimi) yer alır. Karbondioksitin ana tüketicileri bitkilerdir. Normalde biyosenoz, ürettiği karbondioksitle hemen hemen aynı miktarda karbondioksiti emer (biyokütle bozunması dahil).

Karbondioksitin sera etkisinin yoğunluğu üzerindeki etkisi.

Karbon döngüsü ve dünya okyanuslarının geniş bir karbondioksit deposu olma rolü hakkında hâlâ öğrenilmesi gereken çok şey var. Yukarıda da belirtildiği gibi, insanlık mevcut 750 milyar tona her yıl 7 milyar ton CO2 formundaki karbonu ekliyor. Ancak emisyonlarımızın yalnızca yarısı (3 milyar ton) havada kalıyor. Bu, CO2'nin çoğunun karasal ve deniz bitkileri denizdeki tortul kayaçlara gömülmüş, emilmiş deniz suyu veya başka şekilde emilir. CO2'nin bu büyük kısmının (yaklaşık 4 milyar ton) okyanuslar her yıl yaklaşık iki milyar ton atmosferik karbondioksiti emer.

Bütün bunlar cevapsız soruların sayısını artırıyor: Tam olarak nasıl? deniz suyu atmosferik hava ile etkileşime girerek CO 2'yi emer mi? Denizler ne kadar daha fazla karbon emebilir ve küresel ısınmanın düzeyi denizlerin kapasitesini etkileyebilir mi? Okyanusların iklim değişikliğinin hapsolduğu ısıyı absorbe etme ve depolama kapasitesi nedir?

Bir iklim modeli oluştururken, aerosol adı verilen hava akımlarında bulutların ve asılı parçacıkların rolünü hesaba katmak kolay değildir. Bulutlar dünya yüzeyini gölgeleyerek soğumaya neden olur, ancak yüksekliklerine, yoğunluklarına ve diğer koşullara bağlı olarak dünya yüzeyinden yansıyan ısıyı da hapsederek sera etkisinin yoğunluğunu artırabilirler. Aerosollerin etkisi de ilginçtir. Bazıları su buharını değiştirerek bulutları oluşturan küçük damlacıklara yoğunlaştırıyor. Bu bulutlar çok yoğundur ve haftalarca Dünya yüzeyini gizler. Yani yağışla birlikte düşene kadar güneş ışığını engellerler.

Birleşik etki çok büyük olabilir: 1991 yılında Filipinler'deki Pinatuba Dağı'nın patlaması, stratosfere muazzam miktarda sülfat salarak dünya çapında iki yıl süren sıcaklık düşüşüne neden oldu.

Bu nedenle, esas olarak kükürt içeren kömür ve petrollerin yakılmasından kaynaklanan kendi kirliliğimiz, küresel ısınmanın etkilerini geçici olarak dengeleyebilir. Uzmanlar, aerosollerin 20. yüzyılda ısınma miktarını %20 oranında azalttığını tahmin ediyor. Genel olarak sıcaklıklar 1940'lardan bu yana artıyor, ancak 1970'den bu yana düşüyor. Aerosol etkisi geçen yüzyılın ortasındaki anormal soğumayı açıklamaya yardımcı olabilir.

2006 yılında atmosfere karbondioksit emisyonu 24 milyar ton olarak gerçekleşti. Çok aktif bir araştırmacı grubu, insan faaliyetinin küresel ısınmanın nedenlerinden biri olduğu fikrine karşı çıkıyor. Ona göre asıl mesele iklim değişikliğinin doğal süreçleri ve artan güneş aktivitesidir. Ancak Hamburg'daki Alman Klimatoloji Merkezi başkanı Klaus Hasselmann'a göre bunların yalnızca %5'i açıklanabiliyor. doğal nedenler Geriye kalan %95 ise insan faaliyetlerinden kaynaklanan teknojenik bir faktördür.

Bazı bilim adamları ayrıca CO2 artışını sıcaklıktaki artışla ilişkilendirmiyor. Şüpheciler, artan CO2 emisyonlarının sorumlusu olarak sıcaklıkların arttığını söylüyorsa, fosil yakıtların büyük miktarlarda yakıldığı savaş sonrası ekonomik patlama sırasında sıcaklıkların artmış olması gerektiğini söylüyor. Ancak Jeofizik Akışkanlar Dinamiği Laboratuvarı müdürü Jerry Mallman, artan kömür ve petrol kullanımının atmosferdeki kükürt içeriğini hızla arttırarak soğumaya neden olduğunu hesapladı. 1970'den sonra uzun süreli ısınmanın termal etkisi yaşam döngüsü CO2 ve metan hızla çürüyen aerosolleri baskılayarak sıcaklıkların yükselmesine neden oldu. Dolayısıyla karbondioksitin sera etkisinin yoğunluğu üzerindeki etkisinin çok büyük ve inkar edilemez olduğu sonucuna varabiliriz.

Ancak artan sera etkisi felaket olmayabilir. Aslında, oldukça nadir görülen yüksek sıcaklıklar memnuniyetle karşılanabilir. 1900'den bu yana en büyük ısınma, endüstriyel sera gazı emisyonlarının en erken başladığı Rusya, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nin kuzey kısmını da içeren 40 ila 700 kuzey enlemlerinde gözlemlendi. Isınmanın büyük bir kısmı, özellikle dışarı çıkan ısıyı hapseden artan bulut örtüsü nedeniyle geceleri meydana geliyor. Bunun sonucunda ekim sezonu bir hafta uzatıldı.

Üstelik sera etkisi bazı çiftçiler için iyi bir haber olabilir. Yüksek CO 2 konsantrasyonları bitkiler üzerinde olumlu bir etkiye sahip olabilir çünkü bitkiler fotosentez sırasında karbondioksiti kullanarak onu canlı dokuya dönüştürür. Bu nedenle, daha fazla bitki, atmosferden daha fazla CO2 emilimi anlamına gelir ve küresel ısınmayı yavaşlatır.

Bu fenomen Amerikalı uzmanlar tarafından incelenmiştir. Havadaki CO2 miktarının iki katı olan bir dünya modeli yaratmaya karar verdiler. Bunu yapmak için Kuzey Kaliforniya'daki on dört yıllık çam ormanını kullandılar. Ağaçların arasına döşenen borulardan gaz pompalandı. Fotosentez %50-60 arttı. Ancak etki kısa sürede tam tersi oldu. Boğucu ağaçlar bu kadar karbondioksitle baş edemedi. Fotosentez sürecindeki avantaj kaybedildi. Bu, insan manipülasyonunun nasıl beklenmedik sonuçlara yol açtığının bir başka örneğidir.

Ancak sera etkisinin bu küçük olumlu yönleri, olumsuz yönleriyle karşılaştırılamaz. En azından deneyim edinin Çam ormanı CO2 hacminin iki katına çıktığı ve bu yüzyılın sonuna gelindiğinde CO2 konsantrasyonunun dört katına çıkacağı tahmin ediliyor. Sonuçların bitkiler için ne kadar felaket olabileceğini tahmin edebiliriz. Ve bu da CO2 hacmini artıracaktır, çünkü bitki ne kadar az olursa CO2 konsantrasyonu da o kadar yüksek olur.

Sera etkisinin sonuçları

sera etkisi gazlar iklim

Sıcaklıklar arttıkça okyanuslardan, göllerden, nehirlerden vb. suyun buharlaşması da artacaktır. Daha sıcak hava daha fazla su buharı tutabildiğinden, bu güçlü bir geri besleme etkisi yaratır: Ne kadar ısınırsa, havadaki su buharı içeriği de o kadar yüksek olur ve bu da sera etkisini artırır.

İnsan faaliyetinin atmosferdeki su buharı miktarı üzerinde çok az etkisi vardır. Ama diğer sera gazlarını da salıyoruz, bu da sera etkisini giderek daha yoğun hale getiriyor. Bilim adamları, çoğunlukla fosil yakıtların yakılmasından kaynaklanan artan CO2 emisyonlarının, 1850'den bu yana Dünya'nın ısınmasının en az yaklaşık %60'ını açıkladığına inanıyor. Atmosferdeki karbondioksit konsantrasyonu yılda yaklaşık %0,3 oranında artıyor ve şu anda sanayi devrimi öncesine göre yaklaşık %30 daha yüksek. Bunu mutlak olarak ifade edersek, insanlık her yıl yaklaşık 7 milyar ton ekliyor. Bu, atmosferdeki toplam karbondioksit miktarına (750 milyar ton) kıyasla küçük bir kısım olmasına ve hatta Dünya Okyanusunda bulunan CO2 miktarıyla karşılaştırıldığında yaklaşık 35 trilyon ton daha küçük olmasına rağmen, hala çok küçük bir orandır. önemli. Sebep: doğal süreçler dengededir, atmosfere böyle bir hacimde CO2 girer ve oradan uzaklaştırılır. A insan aktivitesi yalnızca CO2 ekler.