Останнім часом діяльність людини чинить безпрецедентний за масштабами та інтенсивністю вплив на навколишнє середовище і глобальні системи життєзабезпечення. Доказ тому - одна з багатьох екологічних проблем - глобальне потепління клімату - парниковий ефект. Скоро атмосфера стане непроникною для тепла, і наслідки можуть бути дуже глобальними - неминуче підвищення рівня світового океану в результаті танення материкових і гірських льодовиків, морських льодів, теплового розширення вод океану. Таке потепління клімату викличе серйозні зміни екологічних умов в тундрі, в зонах «вічної мерзлоти»: збільшиться сезонне протаіваніе грунтів, що створить загрозу дорогах, будовам і комунікацій, активізується процес заболочування, погіршиться стан лісових масивів на вічній мерзлоті.
Причини виникнення парникового ефекту
Ще в 1827 році французький фізик Жозеф Фур'є припустив, що атмосфера землі виконує функцію свого роду скла в теплиці: повітря пропускає сонячне тепло, не даючи йому при цьому випаруватися назад в космос. І він мав рацію. Цей ефект досягається завдяки деяким атмосферним газам другорядного значення, якими є, наприклад, водяні випаровування і вуглекислий газ. Вони пропускають видиме і «ближній» інфрачервоне світло, що випромінюється сонцем, але поглинають «далеке» інфрачервоне випромінювання, що має більш низьку частоту і утворюється при нагріванні земної поверхні сонячними променями. Якби цього не відбувалося, Земля була б приблизно на 30 градусів холодніше, ніж зараз, і життя б на ній практично завмерла.
Виходячи з того, що «природний» парниковий ефект - це усталений, збалансований процес, цілком логічно припустити, що збільшення концентрації «парникових» газів в атмосфері повинне привести до посилення парникового ефекту, який в свою чергу призведе до глобального потепління клімату. Кількість СО2 (вуглекислоти) в атмосфері неухильно росте ось вже більше століття через те, що в якості джерела енергії стали широко застосовуватися різні види викопного палива (вугілля і нафта). Крім того, як результат людської діяльності в атмосферу потрапляють і інші парникові гази, наприклад метан, закис азоту і цілий ряд хлорвмісних речовин. Незважаючи на те, що вони виробляються в менших обсягах, деякі з цих газів куди небезпечніші з точки зору глобального потепління, ніж вуглекислий газ.
Сьогодні вже мало хто з учених, що займаються цією проблемою, заперечує той факт, що діяльність людини призводить до підвищення концентрації парникових газів в атмосфері. На думку Міжурядової комісії зі зміни клімату, «збільшення концентрації парникових газів призведе до розігріву нижніх шарів атмосфери і поверхні землі. Будь-яка зміна в здатності Землі відбивати і поглинати тепло, в тому числі викликане збільшенням вмісту в атмосфері тепличних газів і аерозолів, приведе до зміни температури атмосфери і світових океанів і порушить стійкі типи циркуляції і погоди ».
Проте, ведуться запеклі суперечки навколо того, яке конкретно кількість цих газів викличе потепління клімату і в якій мірі, а також як скоро це станеться. Справа в тому, що навіть коли зміна клімату дійсно відбувається, в цьому важко бути стовідсотково впевненим. Світові середні температури можуть сильно коливатися в межах декількох років і десятиліть - причому з природних причин. Проблема в тому, що вважати середньою температурою, і на підставі яких критеріїв судити, чи дійсно вона змінилася в ту або іншу сторону.
В кінці вісімдесятих - початку дев'яностих років кілька років поспіль середньорічна глобальна температура була вище звичайної. Це викликало побоювання в тому, що викликане людською діяльністю глобальне потепління вже почалося. Серед вчених існує консенсус, що за останні сто років середньорічна глобальна температура піднялася на 0,3 - 0,6 градусів Цельсія. Однак серед них немає згоди в тому, що саме викликало це явище. Важко з упевненістю сказати, відбувається глобальне потепління чи ні, так як спостерігається зростання температури все ще знаходиться в межах природних температурних коливань.
Невизначеність в питанні глобального потепління породжує скепсис з приводу небезпеки, що загрожує. Проблема полягає в тому, що коли гіпотеза про антропогенні фактори глобального потепління підтвердиться, вже пізно буде що-небудь робити.
Парникові гази - гази, які, ймовірно, викликають глобальний парниковий ефект.
Основними парниковими газами, в порядку їх оцінюваного впливу на тепловий баланс Землі, є водяна пара, вуглекислий газ, метан, озон, галоуглероди і оксид азоту.
Водяна пара - основний природний парниковий газ, відповідальний більш, ніж за 60% ефекту. Пряме антропогенний вплив на це джерело незначно. У той же час, збільшення температури Землі, викликане іншими факторами, збільшує випаровування та загальну концентрацію водяної пари в атмосфері при практично постійній відносній вологості, що, в свою чергу, підвищує парниковий ефект. Таким чином, виникає деяка позитивний зворотний зв'язок. З іншого боку, хмари в атмосфері відбивають пряме сонячне світло, тим самим збільшуючи альбедо Землі, що трохи зменшує ефект.
Джерелами вуглекислого газу в атмосфері Землі є вулканічні викиди, життєдіяльність організмів, діяльність людини. Антропогенними джерелами є спалювання викопного палива, спалювання біомаси (в т. Ч. Зведення лісів), деякі промислові процеси (наприклад виробництво цементу). Основними споживачами вуглекислого газу є рослини. У нормі біоценоз поглинає приблизно стільки ж вуглекислого газу, скільки і виробляє (в т. Ч. За рахунок гниття біомаси).
Основними антропогенними джерелами метану є травна ферментація у худоби, рисівництво, горіння біомаси (в т. Ч. Зведення лісів). Як показали недавні дослідження, швидке зростання концентрації метану в атмосфері відбувався в першому тисячолітті нашої ери (імовірно в результаті розширення сільгоспвиробництва та скотарства і випалювання лісів). У період від 1000 по 1700 роки концентрація метану впала на 40%, але знову стала зростати в останні століття (імовірно в результаті збільшення орних земель і пасовищ та випалювання лісів, використання деревини для опалення, збільшення поголів'я домашньої худоби, кількості нечистот, вирощування рису) . Деякий внесок у надходження метану дають витоку при розробці родовищ кам'яного вугілля і природного газу, а також емісія метану в складі біогазу, що утворюється на полігонах поховання відходів
Наслідки парникового ефекту
Головна проблема це підвищення рівня Світового океану. При дуже значне потепління катастрофічно почне скорочуватися (приблизно в 3 - 5 разів) площа гірського заледеніння, в Арктиці зменшаться площа і товщина морських льодів, почнуть танути материкові льодовики Гренландії і Антарктиди.
Потепління клімату, швидше за все, сприятливо відіб'ється на рослинності, зокрема на лісових екосистемах і сільському господарстві. При цьому потепління зміниться і режим атмосферних опадів в сторону їх збільшення, що також покращить умови зростання рослин в багатьох регіонах. Фахівці припускають, що при підвищенні температури повітря на 1 ° С кількість опадів над континентами в середньому зросте на 10%.
Підвищення концентрації СО2 в атмосфері може збільшити інтенсивність фотосинтезу і, отже, сприятиме зростанню і розвитку рослин.
Збільшення концентрації діоксиду вуглецю в атмосфері може зробити сприятливий вплив на врожайність багатьох сільськогосподарських культур.
Так як передбачуване потепління клімату, викликане людською діяльністю, на 50% відбувається в результаті споживання енергії, напрошується висновок про те, що для того, щоб запобігти кризі, треба змінити практику цього споживання. На думку Агентства з охорони навколишнього середовища США, світова спільнота повинна вжити серйозних заходів. Якщо побоювання, пов'язані з потеплінням клімату, виправдаються, то плата за бездіяльність буде набагато вище, ніж витрати на запобігання кризи.
На думку екологів, найбільш дієвими будуть такі заходи, як підвищення ефективності енергокористування і перехід до альтернативних видів палива (відмова від викопних видів палива, таких як нафта і вугілля) Хоча світова спільнота зробило великий крок вперед у підвищенні ефективності використання енергії після нафтового ембарго 1973 року , йому ще належить величезна робота в цій області.
У 1980 році понад 100 мільйонів тонн СО2 було викинуто в атмосферу в східній частині Північної Америки, Європі, західній частині СРСР і великих містах Японії. Викиди СО2 розвинених країн в 1985 році склали 74% від загального обсягу, а частка країн, що розвиваються склала 24%. Вчені припускають, що до 2025-го року частка країн, що розвиваються у виробництві вуглекислого газу зросте до 44%. В останні роки Україна і країни колишнього СРСР значно скоротили викиди в атмосферу СО2 та інших тепличних газів. Це перш за все пов'язано зі змінами, що відбуваються в цих країнах, і падінням рівня виробництва. Проте, вчені очікують, що на початку двадцять першого століття Україна досягне колишніх обсягів викиду в атмосферу тепличних газів.
· Європейський союз повинен скоротити викиди СО2 та інших тепличних газів на 8%.
Протокол передбачає систему квот на викиди тепличних газів. Суть його полягає в тому, що кожна з країн (поки це стосується лише тридцяти восьми країнам, які взяли на себе зобов'язання скоротити викиди), отримує дозвіл на викид певної кількості тепличних газів. При цьому передбачається, що якісь країни або компанії перевищать квоту викидів. У таких випадках ці країни або компанії зможуть купити право на дополнітельниe викиди у тих країн або компаній, викиди яких менше виділеної квоти. Таким чином передбачається, що головна мета - скорочення викидів тепличних газів в наступні 15 років на 5% - буде виконана.
Проте, переговори з питання скорочення викидів тепличних газів йдуть дуже складно. Перш за все конфлікт існує на рівні офіційних осіб і бізнесу з одного боку і неурядового сектора - з іншого. Неурядові екологічні організації вважають, що досягнута угода не вирішує проблеми, оскільки п'ятивідсоткове скорочення викидів тепличних газів недостатньо для того, щоб зупинити потепління, і закликають скоротити викиди як мінімум на 60%. Крім того, конфлікт існує і на рівні держав. Такі країни, що розвиваються, як Індія і Китай, що вносять значний внесок у забруднення атмосфери тепличними газами, були присутні на зустрічі в Кіото, але не підписали угоду. Країни, що розвиваються взагалі з настороженістю сприймають екологічні ініціативи індустріальних держав. Аргументи прості: а) основне забруднення тепличними газами здійснюють розвинені країни і б) посилення контролю на руку індустріальним країнам, так як це буде стримувати економічний розвиток країн, що розвиваються. У будь-якому випадку проблема глобального потепління клімату - яскравий приклад того, які механізми, часом, включені в рішення екологічної проблеми. Такі компоненти, як наукова невизначеність, економіка і політика нерідко грають в цьому процесі ключову роль.
Найближчі десятиліття, мабуть, збережеться загальна тенденція потепління клімату, яке в останнє десятиліття склало приблизно 0,2 градуса за десятиліття. А взагалі за останні 100 років середня глобальна температура підвищилася на 0,74 градуса. Це досить велика величина. При цьому можна говорити про те, що потепління прискорюється, і до кінця XXI століття, в залежності від сценаріїв розвитку людства, від того, як людство буде розвиватися економічно, демографічно і так далі, існує якийсь розкид оцінок - від порівняно невеликого 1,8 градуса Цельсія, це такий м'який сценарій розвитку людства, до в середньому 4,6 градуса, це вже дуже серйозно. Цифра 4,6 - це верхня межа розкиду, це вже зовсім песимістичний прогноз, ну і відповідно надзвичайно небезпечна ситуація.
Важливо розуміти, що парниковий ефект на Землі був завжди. Без парникового ефекту, обумовленого наявністю вуглекислого газу в атмосфері, океани давно б замерзли, і вищі форми життя не з'явилися б. В даний час наукові дебати про парниковий ефект йдуть з питання глобального потепління: чи не занадто ми, люди, порушуємо енергетичний баланс планети в результаті спалювання викопних видів палива та іншої господарської діяльності, додаючи при цьому зайва кількість вуглекислого газу в атмосферу? Сьогодні вчені сходяться на думці, що ми відповідальні за підвищення природного парникового ефекту на кілька градусів. Діяльність людини настільки грандіозна за розмахом, що вже набула глобального природообразующих масштаб. До сих пір ми переважно шукали, як можна більше взяти у природи. І пошук в цьому напрямі триватиме. Але настає пора настільки ж цілеспрямовано попрацювати і над тим, як віддати природі то, що ми у неї забираємо. Немає сумніву, що геній людства здатний вирішити і цю грандіозну задачу.
метан (CH4), закис азоту (N2O), озону (O3), двоокису вуглецю (CO2), перфторуглероди (ПФУ)