Парниковый эффект ℹ️ крактко и понятно, виды, причины, суть, последствия, что вызывает явление парникового эффекта в атмосфере, схема

Почему возникает парниковый эффект?

Причина появления парникового эффекта заключается в разнице между излучениями, исходящими от Солнца и земной поверхности. Солнце с его температурой 5778 °С дает преимущественно видимый свет, весьма чувствительный для наших глаз. Поскольку воздух способен пропускать этот свет, солнечные лучи с легкостью проходят сквозь него и нагревают земную оболочку.

Предметы и объекты у поверхности имеют среднюю температуру около 14… 15 °С, поэтому излучают энергию в инфракрасном диапазоне, не способную проходить через атмосферу в полном объеме.Впервые подобный эффект был смоделирован физиком Филиппом де Соссюром, который выставил на солнце накрытый стеклянной крышкой сосуд, а после измерил разницу температур внутри него и снаружи.

Именно он сделал вывод, что температура в «парнике» повышается за счет различной прозрачности стекла в инфракрасном и видимом диапазоне, а также благодаря предотвращению стеклом оттока теплого воздуха.

Парниковый эффект в атмосфере

Парниковый эффект возникает вследствие задержки солнечной радиации, отражённой от земли в инфракрасном низкочастотном диапазоне, нижними слоями атмосферы. Источником явления служит накопление газа — водяного, углекислого, метана, озона.

Атмосферная «подушка безопасности» защищает от недопустимой жары и холода, сглаживает разницу дневных и ночных температур.

Основу парникового слоя составляют испарения воды. Вторым по значимости идёт двуокись углерода. Из-за разломов земной коры, разработки месторождений природного газа в атмосферу поступает метан. Объём озона увеличивается при переработке природного топлива.

причины парникового эффекта
Газы, вызывающие парниковый эффект

Учёные к последствиям парникового эффекта причисляют изменение климатических условий, затопление береговых участков суши, как следствие —экологические катастрофы.

Влияние парникового эффекта на климат

Экологи «бьют в колокола», чтобы избежать негативных последствий парникового эффекта.

Необратимыми станут следующие последствия:

  1. Рост уровня мирового океана

Повышение температуры влияет на таяние ледников, термическое расширение воды. Сегодня уровень мирового океана вырос на 10–20 см и продолжит увеличиваться дальше, даже при стабилизации процесса. Это явление несёт угрозу затопления населённых пунктов, расположенных на побережье, затрагивает экономические и социальные аспекты жизни.

  1. Обезвоживание почвы

Потепление вызовет ранний сход снежного покрова, измельчание естественных пресных водоёмов. В районах с дефицитом орошаемых земель аграрным хозяйствам придётся приспосабливаться к изменениям, применять новые методы агротехники, выращивать культуры, нетребовательные к поливу. Преобразуется структура лесов. Некоторые древесные породы исчезнут безвозвратно.

  1. Изменение ландшафта

Повышение температуры станет причиной сокращения биологического разнообразия флоры и фауны.

Новая среда обитания в засушливых районах, неспособность приспособления к новым условиям жизни приведут к окончательному исчезновению отдельных видов растений и животных. Выжившие переместятся на новые участки суши. Морские экосистемы напротив станут наращивать биологическую массу, увеличивать парниковый эффект.

  1. Увеличится риск природных катастроф

Изменение климата Земли проявится резкими температурными скачками, интенсивными частыми циклонами, тайфунами, штормами. Наглядный пример — разрушительное цунами на побережье Индийского океана 2004 года, унесшее жизни 300–400 тыс. человек.

Важно! Явление, изначально приведшее к созданию комфортных условий для существования человека, современной флоры и фауны, может нарушить хрупкое равновесие экосистем.

Изучения заслуживают последствия глобального потепления на все отрасли экономики, социальные аспекты. Остановить процесс можно только огромными усилиями международного сообщества, координированием действий каждой страны.

При неизменных потоках солнечной радиации климатические условия и среднегодовая температура на нашей планете зависят от ее теплового баланса, а также от химического состава и температуры воздуха. Чем выше уровень парниковых газов у поверхности (озона, метана, диоксида углерода, водяного пара), тем выше вероятность усиления парникового эффекта и, соответственно, глобального потепления.

В свою очередь уменьшение концентрации газов ведет к снижению температуры и появлению ледяного покрова в полярных районах.Благодаря отражательной способности земной поверхности (альбедо) климат на нашей планете не раз переходил от стадии потепления к стадии похолодания, поэтому сам по себе парниковый эффект особой проблемы не представляет.

Как парниковый эффект влияет на климат планеты?

Учёные ссылаются на следующие факторы, приведшие к возникновению парникового эффекта в нижних слоях атмосферы:

  • эксплуатация месторождений, сжигание горючих ископаемых;
  • неконтролируемая вырубка лесов;
  • пожары, уничтожающие зелёные насаждения;
  • рост численности населения, как следствие — расширение энергозатратных производств;
  • развитие транспортной инфраструктуры, увеличение количества личных автомобилей, эксплуатация общественного, промышленного транспорта;
  • расширение площади орошаемых полей, увеличение поголовья домашнего скота, приводящее к повышению в воздухе концентрации метана;
  • применение азотных удобрений, использование авиации для распыления химикатов над сельскохозяйственными угодьями;
  • сжигание мусора на свалках.

Мнения экологов разделились. Одни считают главной причиной парникового эффекта на Земле антропогенную деятельность, в меньшей мере — влияние естественных факторов. Другие говорят о незначительном воздействии человека на изменения атмосферы, отдавая приоритет геологическим и биофизическим процессам, происходящим в земной коре.

Как бы то не было, влияние человека на изменение климата остаётся доказанным фактом.

  1. Обезвоживание почвы
  1. Изменение ландшафта

Парниковый эффект, последствия которого прогнозировать сложно, оказывает отрицательное влияние на качество жизни каждого человека.

Особенно пострадают лица из низших социальных слоёв. Они не смогут приобрести достаточное количество продовольствия для обеспечения организма необходимым набором питательных веществ. Последует голод, истощение, ослабление иммунитета.

Парниковый эффект ℹ️ крактко и понятно, виды, причины, суть, последствия, что вызывает явление парникового эффекта в атмосфере, схема

Важно! Глобальное потепление, увеличение средней температуры воздуха несут прямую угрозу больным с патологиями сердечно-сосудистой системы. Летний зной провоцирует повышение артериального давления, сосудистые катастрофы.

Активизируются возбудители туберкулёза, холеры, чумы. Может превысить эпидемиологический порог заболевания лихорадкой Эбола, малярией, переносимых насекомыми. В связи с изменением климата расширится география распространения болезнетворных микроорганизмов. Неблагоприятные социальные условия и возникновения эпидемии приведут к массовой гибели людей по всей Земле.

Пути решения проблемы изменения климатических условий — привлечение мировой общественности к этому вопросу. Люди должны задуматься о будущем своих потомков, сделать всё возможное, для предотвращения катастрофы. Под силу каждому посадить дерево, пересесть с автомобиля на велосипед, соблюдать правила пожарной безопасности.

Какие последствия парникового эффекта?

Если за последние 500 тысяч лет концентрация диоксида углерода на планете никогда не превышала 300 промилле, то в 2004 году этот показатель составил 379 промилле. Чем грозит это нашей Земле? Прежде всего, ростом окружающей температуры и катаклизмами глобальных масштабов.

Таяние ледников может значительно повысить уровень мирового океана и вызвать тем самым затопление прибрежных районов. Считается, что через 50 лет после усиления парникового эффекта на географической карте может не остаться большинства островов, все морские курорты на материках исчезнут под толщей океанской воды.

Потепление на полюсах способно изменить распределение осадков по всей территории земли: в одних районах их число увеличится, в других уменьшится и приведет к засухе и опустыниванию. Негативным последствием роста концентрации парниковых газов выступает также разрушение ими озонового слоя, что уменьшит защиту поверхности планеты от ультрафиолетовых лучей и приведет к разрушению ДНК и молекул в человеческом организме.

Расширение озоновых дыр к тому же чревато потерей многих микроорганизмов, в частности, морского фитопланктона, что может оказать существенное влияние на животных, которые им питаются.

Первое упоминание о природе парникового эффекта появилось в 1827-м в статье ученого-физика Жана Батиста Жозефа Фурье. Его труды были основаны на опыте швейцарца Никола Теодора де Соссюра, который измерил температуру внутри сосуда с затемненным стеклом, когда его поставили под солнечный свет. Ученый выяснил, что температура внутри выше из-за того, что тепловая энергия не может пройти сквозь мутное стекло.

На примере этого опыта Фурье описал, что не вся солнечная энергия, достигающая поверхности Земли, отражается в космос. Парниковый газ удерживает в нижних слоях атмосферы часть тепловой энергии. Он состоит из:

  • углекислоты;
  • метана;
  • озона;
  • водяного пара.

Парниковый эффект ℹ️ крактко и понятно, виды, причины, суть, последствия, что вызывает явление парникового эффекта в атмосфере, схема

Что такое парниковый эффект? Это увеличение температуры нижних атмосферных слоев из-за скопления тепловой энергии, которую удерживают парниковые газы. Атмосфера Земли (ее нижние слои) из-за газов получается достаточно плотной и не пропускает в космос тепловую энергию. В результате поверхность Земли нагревается.

По состоянию на 2005 год среднегодовая температура земной поверхности выросла на 0,74 градуса за последнее столетие. В ближайшие годы ожидается ее стремительное повышение по 0,2 градуса за каждое десятилетие. Это необратимый процесс глобального потепления. Если динамика сохранится, то через 300 лет произойдут непоправимые экологические изменения. Поэтому человечеству грозит вымирание.

Ученые называют такие причины возникновения глобального потепления, как:

  • масштабная промышленная деятельность человека. Она ведет к увеличению выброса газов в атмосферу, что изменяет ее состав и приводит к росту запыленности;
  • сжигание ископаемого топлива (нефти, угля, газа) на тепловых электростанциях, в двигателях автомобилей. В результате увеличиваются выбросы углекислоты. Кроме того, растет интенсивность энергопотребления — при увеличении населения земного шара на 2% в год потребность в энергии увеличивается на 5%;
  • бурное развитие сельского хозяйства. Результат — увеличение выбросов метана в атмосферу (чрезмерная выработка удобрений из органики в результате гниения, выбросы из биогазовых станций, увеличение количества биологических отходов при содержании скота/птицы);
  • увеличение количества свалок, из-за чего растут выбросы метана;
  • вырубка лесов. Она приводит к замедлению поглощения углекислого газа из атмосферы.

Быстрое увеличение средней глобальной температуры

Одна треть солнечной энергии задерживается внешними слоями атмосферы, оставшееся количество доходит до поверхности планеты, отражаясь инфракрасным излучением. Хрупкое равновесие температурных показателей сохранялось тысячелетиями, пока учёные не обратили внимание на устойчивое повышение температурных показателей на Земле.

Разработка новых месторождений природного топлива, быстрое развитие производства, транспорта повлияло на климатические условия.

Важно! Увеличение объёма парникового слоя вызвало повышение средней глобальной температуры атмосферы и мирового океана с начала XX столетия на 0,7°С.

Особенно повлияла на эти процессы антропогенная деятельность за последние полвека. Экологи прогнозируют к 2100 году потепление на 5,8°С.

Температура растёт неравномерно. Над океаном её показатели меньше, чем над сушей, так как часть энергии затрачивается на испарение. В большей степени потепление зафиксировано в Арктике.

Описание процесса

Механизм возникновения явления несложен. Но для его понимания важно знать, что в атмосфере содержатся газы двух типов:

  • двухатомные (азот, кислород, водород и прочие);
  • многоатомные.

Последние и называются парниковыми.

К ним относятся водяные пары, углекислый газ, метан, озон и некоторые другие.

Теперь кратко описать суть парникового эффекта можно следующей схемой:

  1. Земля, нагретая солнечная лучами, испускает в атмосферу тепловое излучение, которое частично поглощается присутствующими там молекулами газов. В итоге атмосфера, насыщенная парниковыми газами, играет роль теплоизолятора.
  2. Но поскольку помимо парниковых, в оболочке планеты присутствуют и двухатомные газы, прозрачные для инфракрасного излучения, частично оно проникает в космос.

Из-за неоднозначности процесса возникает необходимость в количественном определении парникового эффекта.

Полученные данные складываются в статистику, благодаря чему можно отследить усиление эффекта или, наоборот, его ослабевание. Причём поскольку температуры атмосферы и светимости можно вычислить для различных небесных тел, аналогичные данные можно получить и для других планет. Так, если величина эффекта Земли составляет 39, то для Марса это значение равняется всего 8, зато для Венеры — целых 504 единицы. Такие существенные различия объясняются разницей в плотности и составе газовых оболочек этих планет.

Для некоторых других планет и спутников характерен антипарниковый эффект — явление, при котором атмосфера хорошо пропускает и ультрафиолет, и инфракрасное излучение. Такой процесс происходит на поверхности спутника Титан и карликовой планеты Плутон. Локально он может происходить и на Земле. Виной тому — извержения вулканов, сопровождающиеся выбросами в атмосферу пепла и сернистых газов — веществ, экранирующих солнечное излучение.

Одним из ярких примеров такой вулканической зимы стал 1816 год, когда извержение Тамбора годом ранее лишило Европу лета, весь сезон сопровождался морозами и выпадением снега.

Выбросы углекислого газа

Явление парникового эффекта возникает в результате накопления в атмосфере не только водяных паров, но и двуокиси углерода. Увеличивающаяся концентрация углекислого газа — решающий фактор, приводящий к повышению средней температуры.

Причины образования СО2:

  • вулканическая деятельность;
  • гниение растительности;
  • эксплуатация природных месторождений горючих ископаемых;
  • внедрение новых технологий.

В результате развития энергоёмких промышленных предприятий, сжигания природных углеводородов, возрастает концентрация СО2, что приводит к увеличению плотности воздуха, изменению его давления. Как следствие, тепловая энергия, излучаемая землёй, удерживается в большем количестве, чем нужно.

Продолжительность эффективного пребывания диоксида углерода в атмосфере длится от 50 лет до двух веков. Этим объясняется значимость углекислого газа для парникового эффекта. Двуокись углерода уменьшает объём кислорода в составе воздуха, так как замещает химический элемент, а не дополняет.

Простой пример

Свойства атмосферы, приводящие к возникновению эффекта, легко проиллюстрировать на примере обычного стекла. Как известно, оно хорошо поглощает ультрафиолет и плохо пропускает инфракрасное излучение. И если накрыть стеклом какой-либо затемнённый сосуд и поставить его под солнечные лучи, температура внутри будет выше по сравнению с температурой снаружи.

Это объясняется тем, что поверхность стекла нагревается и сообщает тепло внутрь и в то же время препятствует оттоку горячего воздуха из сосуда и притоку холодного из окружающей среды.

Парниковый эффект ℹ️ крактко и понятно, виды, причины, суть, последствия, что вызывает явление парникового эффекта в атмосфере, схема

Этот опыт, который легко может быть воспроизведён любым человеком, внёс свой вклад в исследование оптических свойств атмосферы. А сейчас по такому принципу сооружают теплицы для выращивания сельскохозяйственных структур.

Антропогенные и естественные причины

Причиной парникового эффекта в общем виде является выделение в атмосферу газов.

Этому факту могут способствовать следующие виды деятельности человека:

  • сжигание горючих полезных ископаемых;
  • использование автомобилей, выделяющих выхлопные газы;
  • развитие скотоводства;
  • вырубка лесов;
  • производство агрохимии, цемента и другой продукции, сопровождающееся вредными выбросами;
  • образование медленно разлагающегося мусора.

Конечно, это ведёт к накоплению газов в атмосфере и разрушению озонового слоя, а значит, является проблемой, требующей решения, поскольку, безусловно, вредит окружающей среде.

Тем не менее влияние такой деятельности на парниковый эффект не единственное.

Есть и другие источники поглощающих инфракрасное излучение газов, и они следующие:

  • испарения воды с поверхности водоёмов;
  • вулканы, выбросы которых содержат углекислый газ, а также дыхание анаэробных организмов и перегнивание органических остатков;
  • жизнедеятельность водяных насекомых и животных и химическая трансформация осадочных пород под воздействием высоких температур и давления, в результате которых в атмосферу выделяется метан.

Таким образом, эффект происходит не только по антропогенным, но и по естественным причинам. Сложно сказать, какие из них являются главными. Газовые компоненты атмосферы складывались в течение всего существования планеты, а это период, составляющий более 4,5 миллиарда лет. Возраст человечества на этом фоне, по разным данным варьирующийся от 2,4 до 2,8 миллиона лет, выглядит совсем небольшим.

В связи с этим многие учёные сомневаются в том, чтобы деятельность человека могла внести такой большой вклад в процессы, происходящие в атмосфере, не отрицая при этом, что развитие промышленности повлекло за собой определённые экологические проблемы.

Так, период с 1940 по 1975 год характеризовался повышенными выбросами парниковых газов, вызванными деятельностью человека, однако, по данным климатологов, на это время приходилось похолодание.

Плюсы и минусы

Основным последствием парникового эффекта является изменение климата, выражающееся в увеличении влажности в атмосфере и возрастании её приповерхностной температуры.

Если потепление климата при этом будет глобальным, вполне вероятны такие неприятные последствия:

  • таяние ледников и, как следствие, повышение уровня моря;
  • увеличение частоты возникновения экстремальных погодных явлений;
  • уменьшение разницы в температурах экватора и полюсов;
  • уменьшение количества дней в году, характеризующихся благоприятной погодой;
  • закисление океана растворённым углекислым газом;
  • внезапное высвобождение метана из отложений под морским дном и многолетней мерзлоты.

Не обойдётся при этом и без социальных последствий: повышение уровня моря грозит затоплением, упадками урожайности и вспышками голода в различных регионах. Также сильное повышение температуры окружающей среды вызывает развитие опасных заболеваний.

Но и снижение концентрации парниковых газов, и в частности углекислого газа, также приводит к изменению климата. По одной из гипотез именно это явилось причиной возникновения ледниковых периодов. Поэтому наличие в атмосфере парниковых газов имеет и положительную сторону.

причины парникового эффекта

Однако дальнейшее и неконтролируемое потепление (искусственный эффект) может иметь самые неприятные и даже катастрофические последствия, а значит, человек должен принимать все меры к тому, чтобы во время своей деятельности не допускать превышения разумного содержания газовых выбросов в атмосфере. Решением может быть переход на использование природного газа и альтернативных источников энергии солнца и ветра, а также восстановление лесов. Эти мероприятия провести непросто, но необходимо. Ведь бережное отношение человека к окружающей среде — основа нормальной жизни на планете.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Полезный инфопортал