Все огромные запасы, которые накапливались миллионы лет, в считанные десятилетия попадают в атмосферу. Это нарушает баланс. Уголь просто накапливается в атмосфере, не препятствуя возвращению в цикл обмена.
Парниковые газы
В законодательство вводятся новые понятия и определения. Парниковые газы — один из них. Поскольку вопросов по этой теме становится все больше и больше, в данной статье мы попытаемся разобраться в их сути.
В России принимаются различные меры по снижению выбросов парниковых газов и риска глобального потепления. Для решения этой проблемы была разработана законодательная база. Во-первых, была создана Климатическая доктрина Российской Федерации. В рамках его реализации принят Указ Президента Российской Федерации № 752 от 30 сентября 2013 года «О сокращении выбросов парниковых газов».
Согласно указу, правительство должно было обеспечить снижение выбросов парниковых газов не более чем на 75% от выбросов 1990 года. Кроме того, утверждение плана действий по обеспечению указанных. Предусматривает разработку показателей по снижению выбросов парниковых газов по секторам экономики.
Согласно этому распоряжению, к 2020 году был разработан план действий, предусматривающий снижение выбросов парниковых газов до уровня, не превышающего 75% от выбросов 1990 года (согласно постановлению Правительства РФ от 2 апреля 2014 года).
Что является парниковыми газами?
Парниковые газы — это газы природного или антропогенного происхождения, которые поглощают и повторно выделяют инфракрасное излучение.
Киотский протокол регулирует шесть парниковых газов.
- углекислый газ (CO2);
- метан (CH4);
- закись азота (N2O);
- гидрофторуглероды (ГФУ);
- перфторуглероды (ПФУ);
- гексафторид серы (SF6).
План по сокращению объема выбросов парниковых газов
План состоит из трех разделов.
- Формирование системы учета объема выбросов парниковых газов;
- Выполнение оценки и прогноза объема выбросов парниковых газов на период до 2020 года и на перспективу до 2030 года. Включая оценку потенциала сокращения объема выбросов по секторам экономики;
- Меры государственного регулирования объема выбросов парниковых газов.
Для реализации первой части Плана действий в 2015 году была одобрена идея о создании системы мониторинга, привязки и верификации выбросов парниковых газов в Российской Федерации. Более подробную информацию см. в Распоряжении Правительства Российской Федерации от 22 апреля 2015 г. N 716-Р г. Москва.
В целом, данное руководство не касается обычных пользователей природных ресурсов. Необходимы глобальные усилия по сбору данных обо всех источниках парниковых газов, их обработке и анализу. При анализе используются специальные математические и статистические методы. Это дает глобальную картину того, как парниковые газы загрязняют атмосферу.
Какие на Земле есть основные парниковые газы
Диоксид углерода (co2) — считается самым важным антропогенным парниковым газом. Углекислый газ также участвует в круговороте углерода, но со времен промышленной революции люди увеличили его концентрацию в атмосфере на 47%. 1
Метан (ч4) — Метан считается еще более мощным парниковым газом, чем углекислый газ, однако он гораздо реже встречается в атмосфере. Естественными источниками являются болота и холмы термитов. Антропогенные источники включают свалки, сельское хозяйство, добычу углерода и газов.
Оксид азота (n2o), образующиеся при сжигании твердых отходов и ископаемого топлива. Большинство п2родом из Джорджии.
Синтетические химические вещества, такие как гидрофторуглероды, лошадиные углеводороды, сернистое вымирание и другие синтетические газы. Основным источником является химическая промышленность.
Озон (o)3Он встречается естественным образом в стратосфере и тропосфере Земли и не вызывает значительного парникового эффекта. 2
Водяной пар — самый большой по объему из всех парниковых газов, но прямые выбросы водяного пара оказывают наименьшее влияние на глобальное потепление. 3
Сам по себе парниковый эффект полезен для нас, потому что без него на Земле не было бы жизни. Если представить, что его не было, то средняя температура на Земле была бы -18℃, а это значит, что реки и океаны всегда были бы замерзшими, а растения нигде бы не росли. При этом средняя температура нашей планеты составила бы +15℃. 4
Самый сильный парниковый эффект в Солнечной системе существует на Венере. Атмосфера планеты почти полностью состоит из углекислого газа, поэтому температура на поверхности Венеры достигает 475℃.
Причины парникового эффекта
Земля постоянно получает и излучает энергию. Согласно закону сохранения энергии, все это должно оставаться в радиационном равновесии. Но человек своими действиями вывел систему из равновесия. Когда количество парниковых газов увеличивается, они все больше препятствуют выходу тепла из атмосферы Земли. Оказывается, даже то инфракрасное излучение, которое раньше уходило в космос, теперь частично остается с нами — глобальные температуры растут.
Ученые пришли к выводу, что средняя температура на Земле повысилась на 1,1℃ с конца 19 века. 5 Разница всего в 4 ℃ в прошлом приводила к ледниковым периодам, так что это число не так уж мало. Существует научный консенсус в отношении того, что экономическая деятельность человека ответственна за резкое увеличение содержания парниковых газов в атмосфере. 6
Что усиливает парниковый эффект:
- выбросы производств;
- добыча полезных ископаемых;
- угольные электростанции;
- автомобильные выхлопы;
- экстенсивное сельское хозяйство;
- эксплуатация зданий;
- лесные пожары;
- вырубки лесов.
Сжигание топлива, его добыча и транспортировка, производство сырья (цемента, стали и других металлов), пищевая промышленность, захоронение и сжигание отходов вызывают наибольший парниковый эффект. Эти выбросы составляют около 70% всех глобальных антропогенных выбросов. 7
Ученые разработали потенциал глобального потепления, который позволяет сравнить воздействие парниковых газов на климат в разные периоды времени. Например, 1 кг метана поглощает в 84 раза больше лучистого тепла, чем 1 кг CO2в течение 20 лет. 8
Газы имеют разное время жизни, например, метан имеет время жизни около 12 лет, а N2Срок службы O составляет 114 лет. 9 Часть антропогенного углекислого газа удаляется из атмосферы в течение нескольких десятилетий, но большая его часть остается в атмосфере в течение нескольких тысячелетий.
Последствия парникового эффекта
Изменение температуры прямо пропорционально излучению. Ученые уже подсчитали, что если количество CO2 в два раза, то это вызовет повышение температуры на 1,5°C — 4,5°C — так называемая климатическая чувствительность. Уже сейчас концентрация углекислого газа в 1,5 раза превышает доиндустриальный уровень. 10
Oxford Economics, некоммерческий исследовательский центр, опубликовал исследование о влиянии глобального потепления на экономику. Ученые основывали свое исследование на оптимальной температуре, при которой люди работают наиболее продуктивно, а урожай дает наибольшую отдачу. Эксперты устанавливают этот показатель на уровне 15°C. Страны, в которых среднегодовая температура ниже этого значения, могут немного выиграть от потепления. С другой стороны, страны с более теплым климатом понесут убытки.
Оксфордское экономическое исследование проанализировало данные 203 развитых и развивающихся стран и предсказало снижение мирового ВВП на 20% к 2100 году. Этот вывод основан на предположении, что средняя температура будет продолжать расти с той же скоростью, с какой она растет сейчас (приблизительно 0,2°C в десятилетие, согласно данным). Выводы Oxford Economics подтверждают результаты более раннего исследования, опубликованного в 2015 году исследователями из Стэнфордского университета и Калифорнийского университета в Беркли.
По мнению экспертов Oxford Economics, экономика Индии пострадает больше Если выбросы парниковых газов не будут сокращены, ВВП страны на душу населения упадет на 90% к 2100 году. Эксперты также подсчитали, что произойдет со средней глобальной температурой, если средняя температура будет на 1,1 градуса Цельсия ниже. Согласно прогнозам, она будет гораздо выше. Например, ВВП на душу населения в Нигерии может быть на 35% выше, чем сегодня.
Образование мелких аэрозольных частиц происходит в результате лесных пожаров, транспортных выбросов. Прерывистый материал вызывает облачность в тропосфере и увеличивает почки
Парниковые газы
Спектр пропускания атмосферы Земли в визуальной и инфракрасной областях. Распознаются зоны поглощения кислорода (УФ), водяного пара, углекислого газа и озона (ИК).
Парниковые газы являются очень прозрачными газами в видимой области и имеют более высокое поглощение в инфракрасной области. Присутствие таких газов в атмосфере планеты вызывает парниковый эффект.
Основным парниковым газом в атмосферах Афродиты и Марса является углекислый газ, в то время как в атмосфере Земли присутствует водяной пар.
Основными парниковыми газами, исходя из их предполагаемого влияния на тепловой баланс Земли, являются водяной пар, углекислый газ, метан и озон1.
| Газ | Формула | Вклад (%) |
|---|---|---|
| Водяной пар | H2O | 36 – 72 % |
| Диоксид углерода | CO2 | 9 – 26 % |
| Метан | CH4 | 4 – 9 % |
| Озон | O3 | 3 – 7 % |
Антропогенные конские углеводороды и оксиды азота также могут способствовать парниковому эффекту, но их вклад проблематичен из-за их низкой концентрации в атмосфере.
Содержание
Водяной пар является основным природным газом парникового эффекта и отвечает за более чем 60% этого явления.
В то же время повышение глобальной температуры, вызванное другими факторами, увеличивает испарение и общую концентрацию водяного пара в атмосфере с почти стабильной относительной влажностью, усиливая тем самым парниковый эффект. Таким образом, возникают определенные положительные обратные связи. С другой стороны, увеличение влажности благоприятствует почечным свойствам, а облака в атмосфере отражают прямой солнечный свет, тем самым увеличивая альбедо Земли. Увеличение альбедо приводит к явлению антибраширования, несколько снижая общее количество поступающей солнечной радиации и нагрев атмосферы в течение дня.
Углекислый газ
Источниками углекислого газа в атмосфере Земли являются вулканические выбросы, биологическая активность и деятельность человека. Антропогенные источники включают сжигание ископаемого топлива, сжигание биомассы, включая вырубку лесов, и некоторые промышленные процессы, которые производят значительные выбросы углекислого газа (например, производство цемента). Основными потребителями углекислого газа являются растения, но в целом большинство биокругов поглощают и то, и другое при разложении биомассы.
Активность метана как парникового газа примерно в 21 раз выше, чем у углекислого газа. Срок жизни атмосферного метана составляет около 12 лет. Его относительно короткий срок службы в сочетании с высоким парниковым потенциалом делает его кандидатом на смягчение глобального потепления в краткосрочной перспективе.
Основными антропогенными источниками метана являются пищеварение животных, выращивание риса и сжигание биомассы (включая обезлесение). Недавние исследования показали, что быстрое увеличение концентрации метана в атмосфере произойдет в течение первого тысячелетия до нашей эры. (предположительно в результате расширения сельского хозяйства, животноводства и выжигания лесов). Между 1000 и 1700 годами концентрация метана снизилась на 40%, но в последние столетия снова возросла (вероятно, в результате увеличения пахотных земель, выпаса и сжигания лесов, использования древесины для отопления, увеличения количества животных, навоза, помета и выращивания риса). Частичный вклад в производство метана вносит извлечение углерода и утечка газа, а также выбросы метана из биогаза, производимого на свалках.
Анализ пузырьков внутри льда позволяет предположить, что в атмосфере Земли находится больше метана, чем в любой другой момент за последние 400 000 лет. С 1750 года глобальная средняя атмосферная концентрация метана увеличилась на 150% с примерно 700 частей на миллиард (PPBV) на объем (PPBV) в 1998 году. В конце 1970-х годов темпы роста составляли около 20 ppbv в год. В 1980-х годах рост замедлился до 9-13 PPBV в год. В период с 1990 по 1998 год увеличение составило 0-13 PPBV в год. Недавнее исследование (Dlugokencky et al.) показывает постоянную концентрацию 1751 PPBV в период с 1999 по 2002 год.
Метан удаляется из атмосферы с помощью различных процессов. Баланс между процедурами выброса и удаления метана в конечном итоге определяет концентрацию в атмосфере и время пребывания метана в ней. Доминирующим является окисление в результате химических реакций с гидроксильными корнями (OH). Метан реагирует в тропосфере с OH с образованием CH3 и вода. Стратосферное окисление играет (небольшую) роль в удалении метана из атмосферы. Эти две реакции OH отвечают примерно за 90% удаления метана из атмосферы. Помимо реакций с OH, известны еще две процедуры: микробное поглощение метана в земле и реакция метана с хлором (CL) над поверхностью моря. Доля этих процессов составляет 7% и менее 2% соответственно. 3
Озон является парниковым газом. В то же время озон необходим для жизни, поскольку он защищает Землю от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца.
Однако ученые различают стратосферный и тропический озон. Первый (озоновый слой SO -Calculated Ozone layer) является постоянной и фундаментальной защитой от вредного излучения. Второй считается вредным, нестабильным и не является надежной защитой, так как может перемещаться по поверхности Земли, нанося вред живым организмам. Кроме того, увеличение тропосферного озона, который вносит свой вклад в атмосферу, составляет (согласно наиболее широко принятым научным оценкам) около 25% от вклада CO.2 4
Были приняты меры по сокращению летучих комбинированных выбросов, включая усовершенствование объектов. Для того чтобы органы власти были продуктивны для каждой группы вещания, они объединены в категории.
Заключение
Парниковый эффект не является негативным явлением. Другая проблема заключается в том, что деятельность человека приводит к совершенно разным уровням парникового эффекта. Если вырубка лесов не прекратится, если будет иметь место пренебрежение к почве и постоянное сжигание большого количества углерода и нефти, то через столетие этот процесс станет необратимым.
Тела не рассчитаны на такие высокие тепловые нагрузки. Уже сегодня мы живем в мире, где летние температуры превышают 50°C. Конечно, жить и работать в таких условиях невозможно.
В то же время процессы развиваются.
- Повышение температур ведет к повышению количества испарения, а значит, повышается количество водяного пара в атмосфере.
- Уменьшение пресной воды вызывает дополнительную нужду в опреснительных установках и электричестве, для добычи которого и сжигается 80 процентов угля на планете.
- Население планеты растет, а основной катализатор парникового эффекта углекислый газ, который является продуктом дыхания.
Существует мнение, что развитие парникового эффекта никак не связано с человечеством. Планетарные температуры менялись и достигали высоких температур в прошлом. Задача человечества — сделать так, чтобы парниковый эффект не повторился в истории планеты, даже если это невозможно. Атмосфера Земли стала чище, чем в прошлом, и борьба с парниковыми газами
