يدرك البستانيون جيدًا هذه الظاهرة الفيزيائية، حيث أن داخل الدفيئة يكون دائمًا أكثر دفئًا من الخارج، وهذا يساعد على نمو النباتات، خاصة في موسم البرد.

قد تشعر بتأثير مماثل عندما تكون في السيارة في يوم مشمس. والسبب في ذلك هو أن أشعة الشمس تمر عبر الزجاج إلى داخل الدفيئة، وتمتص النباتات وجميع الأشياء الموجودة بداخلها طاقتها. ثم تبعث هذه الكائنات نفسها، أي النباتات، طاقتها، لكنها لم تعد قادرة على اختراق الزجاج، وبالتالي ترتفع درجة الحرارة داخل الدفيئة.

الكوكب ذو الغلاف الجوي المستقر، مثل الأرض، يواجه نفس التأثير تقريبًا. وللحفاظ على درجة حرارة ثابتة، تحتاج الأرض نفسها إلى إطلاق نفس القدر من الطاقة الذي تتلقاه. الجو بمثابة الزجاج في الدفيئة.

الاحتباس الحراريتم اكتشافه لأول مرة بواسطة جوزيف فورييه في عام 1824 وتمت دراسته لأول مرة كميًا في عام 1896. إن ظاهرة الاحتباس الحراري هي عملية يتم فيها الامتصاص والانبعاث الأشعة تحت الحمراءتسبب الغازات الجوية تسخين الغلاف الجوي وسطح الكوكب.

بطانية دافئة من الأرض

الغازات الدفيئة الرئيسية على الأرض هي:

1) بخار الماء (المسؤول عن حوالي 36-70% من ظاهرة الاحتباس الحراري)؛

2) ثاني أكسيد الكربون (CO2) (9-26%)؛

3) الميثان (CH4) (4-9%)؛

4) الأوزون (3-7%).

إن وجود مثل هذه الغازات في الغلاف الجوي يخلق تأثير تغطية الأرض ببطانية. فهي تسمح للحرارة بالبقاء بالقرب من السطح لفترة أطول، وبالتالي يكون سطح الأرض أكثر دفئًا مما سيكون عليه في حالة عدم وجود الغازات. وبدون الغلاف الجوي، سيكون متوسط ​​درجة حرارة السطح -20 درجة مئوية. وبعبارة أخرى، في غياب ظاهرة الاحتباس الحراري، سيكون كوكبنا غير صالح للسكن.

أقوى ظاهرة الاحتباس الحراري

ظاهرة الاحتباس الحراري لا تحدث فقط على الأرض. في الواقع، أقوى ظاهرة دفيئة نعرفها موجودة على كوكبنا المجاور، كوكب الزهرة. يتكون الغلاف الجوي لكوكب الزهرة بالكامل تقريبًا من ثاني أكسيد الكربون، ونتيجة لذلك يتم تسخين سطح الكوكب إلى 475 درجة مئوية. ويعتقد علماء المناخ أننا تجنبنا مثل هذا المصير بفضل وجود المحيطات على الأرض. لا توجد محيطات على كوكب الزهرة، وكل ثاني أكسيد الكربون الذي تنبعثه البراكين إلى الغلاف الجوي يبقى هناك. ونتيجة لذلك، نلاحظ تأثير الاحتباس الحراري الذي لا يمكن السيطرة عليه على كوكب الزهرة، مما يجعل الحياة على هذا الكوكب مستحيلة.

يعاني كوكب الزهرة من ظاهرة الاحتباس الحراري التي لا يمكن السيطرة عليها، وتخفي السحب اللطيفة على ما يبدو سطحًا ساخنًا للغاية

لقد كان تأثير الاحتباس الحراري موجودًا دائمًا

من المهم أن نفهم أن ظاهرة الاحتباس الحراري كانت موجودة دائمًا على الأرض. لولا ظاهرة الاحتباس الحراري الناجمة عن ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، لتجمدت المحيطات منذ فترة طويلة، و أشكال أعلىالحياة لن تظهر. في الأساس، ليس المناخ، بل مصير الحياة على الأرض يعتمد كليًا على ما إذا كانت كمية معينة من ثاني أكسيد الكربون ستبقى في الغلاف الجوي أو تختفي، وعندها ستتوقف الحياة على الأرض. ومن المفارقات أن البشرية هي التي يمكنها إطالة الحياة على الأرض لبعض الوقت من خلال إعادة جزء على الأقل من احتياطيات ثاني أكسيد الكربون من حقول الفحم والنفط والغاز إلى التداول.

في الوقت الحالي، يدور الجدل العلمي حول ظاهرة الاحتباس الحراري حول مسألة الاحتباس الحراري: هل نحن البشر، نتسبب في اضطراب توازن الطاقة في الكوكب بشكل كبير نتيجة لحرق الوقود الأحفوري والأنشطة الاقتصادية الأخرى، مع إضافة كميات مفرطة من ثاني أكسيد الكربون إلى البيئة؟ الغلاف الجوي، وبالتالي تقليل كمية الأكسجين فيه؟ اليوم، يتفق العلماء على أننا مسؤولون عن زيادة ظاهرة الاحتباس الحراري الطبيعية بعدة درجات.

دعونا نجري تجربة

دعونا نحاول إظهار نتيجة زيادة ثاني أكسيد الكربون تجريبيا.

اسكبي كوبًا من الخل في زجاجة وضعي فيها بضع بلورات من الصودا. ضع قشة في الفلين وأغلق الزجاجة بها بإحكام. ضع الزجاجة في كوب عريض، ثم ضع حولها شموعًا مضاءة بارتفاعات مختلفة. ستبدأ الشموع في الانطفاء بدءًا من الأقصر.

لماذا يحدث هذا؟ يبدأ ثاني أكسيد الكربون بالتجمع في الزجاج ويحل محل الأكسجين. ويحدث نفس الشيء على الأرض، أي أن الكوكب يبدأ في نقص الأكسجين.

ماذا يهددنا هذا؟

لذلك، رأينا ما هي أسباب ظاهرة الاحتباس الحراري. لكن لماذا يخاف منه الجميع؟ دعونا نفكر في عواقبه:

1. إذا استمرت درجة حرارة الأرض في الارتفاع، فسيكون لذلك تأثير كبير على مناخ العالم.

2. سيحدث المزيد من الأمطار في المناطق الاستوائية لأن الحرارة الإضافية ستزيد من محتوى بخار الماء في الهواء.

3. في المناطق القاحلة، ستصبح الأمطار أكثر ندرة وتتحول إلى صحارى، ونتيجة لذلك سيضطر الناس والحيوانات إلى تركها.

4. كما سترتفع درجات حرارة البحر، مما يؤدي إلى فيضانات في المناطق الساحلية المنخفضة وزيادة في عدد العواصف القوية.

5. سيتم تخفيض الأراضي السكنية.

6. إذا ارتفعت درجة الحرارة على الأرض، فلن تتمكن العديد من الحيوانات من التكيف مع تغير المناخ. سوف تموت العديد من النباتات بسبب نقص المياه وسيتعين على الحيوانات الانتقال إلى أماكن أخرى بحثًا عن الطعام والماء. إذا أدى ارتفاع درجات الحرارة إلى موت العديد من النباتات، فإن العديد من أنواع الحيوانات سوف تموت أيضًا.

7. التغيرات في درجات الحرارة ضارة بصحة الإنسان.

8 - وبصرف النظر عن العواقب السلبية الناجمة عن ظاهرة الاحتباس الحراري، هناك أيضا عواقب إيجابية. إن ظاهرة الاحتباس الحراري سوف تجعل مناخ روسيا أفضل. للوهلة الأولى، يبدو المناخ الأكثر دفئًا أمرًا جيدًا. لكن المكسب المحتمل قد يتدمر بسبب الأضرار الناجمة عن الأمراض التي تسببها الحشرات الضارة، حيث أن ارتفاع درجات الحرارة سيسرع من تكاثرها. الأراضي في بعض مناطق روسيا ستكون غير صالحة للعيش

حان الوقت للعمل!

إن محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، وعوادم السيارات، ومداخن المصانع وغيرها من مصادر التلوث التي من صنع الإنسان تنبعث منها مجتمعة حوالي 22 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون والغازات الدفيئة الأخرى في الغلاف الجوي كل عام. تنتج تربية الماشية واستخدام الأسمدة وحرق الفحم وغيرها من المصادر حوالي 250 مليون طن من غاز الميثان سنويًا. ما يقرب من نصف جميع الغازات الدفيئة المنبعثة من البشرية تبقى في الغلاف الجوي. حوالي ثلاثة أرباع إجمالي انبعاثات الغازات الدفيئة على مدار العشرين عامًا الماضية ناجمة عن استخدام النفط والغاز الطبيعي والفحم. ويعود جزء كبير من الباقي إلى التغيرات في المناظر الطبيعية، وفي المقام الأول إزالة الغابات

تؤدي الأنشطة البشرية إلى زيادة تركيزات غازات الدفيئة في الغلاف الجوي.

لكن الوقت قد حان للعمل بشكل هادف على كيفية رد الجميل للطبيعة بما نأخذه منها. الإنسان قادر على حل هذه المشكلة العظيمة والبدء في العمل بشكل عاجل لحماية أرضنا:

1. ترميم التربة والغطاء النباتي.

2. تقليل استهلاك الوقود الأحفوري.

3. استخدام المياه والرياح والطاقة الشمسية على نطاق أوسع.

4. مكافحة تلوث الهواء.

المساهمة الرئيسية في تأثير "الاحتباس الحراري" للغلاف الجوي للأرض تتم عن طريق بخار الماء أو رطوبة الهواء في طبقة التروبوسفير (الجدول 3).

وفي الوقت نفسه، يعتمد تركيز بخار الماء في طبقة التروبوسفير بشكل كبير على درجة حرارة السطح: فالزيادة في التركيز الإجمالي لـ "الغازات الدفيئة" في الغلاف الجوي يجب أن تؤدي إلى زيادة الرطوبة وتأثير "الاحتباس الحراري"، والذي بدوره سيؤدي إلى زيادة الرطوبة. يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة السطح.

ومع انخفاض درجة حرارة السطح، ينخفض ​​تركيز بخار الماء، مما يؤدي إلى انخفاض تأثير "الاحتباس الحراري"، وفي الوقت نفسه، مع انخفاض درجة الحرارة في المناطق القطبية، يتشكل الغطاء الثلجي والجليدي، مما يؤدي إلى إلى زيادة في البياض، ومع ذلك، مع انخفاض في تأثير "الاحتباس الحراري"، مما يؤدي إلى انخفاض في متوسط ​​درجة حرارة السطح.

وبالتالي، يمكن للمناخ على الأرض أن ينتقل إلى مراحل من الاحترار والتبريد اعتمادًا على التغيرات في بياض نظام الغلاف الجوي للأرض وتأثير "الاحتباس الحراري".

يعد التلوث البشري للغلاف الجوي للأرض أحد أسباب ظاهرة "الاحتباس الحراري"، والتي تشير إلى زيادة محتملة في درجة الحرارة العالمية الكرة الأرضيةنتيجة التغيرات في التوازن الحراري الناجمة عن ما يسمى بـ”الغازات الدفيئة”.

ويستقبل سطح الأرض بشكل أساسي تيارًا من الأشعة المرئية، التي تمر عبر "الغازات الدفيئة" دون أن تتغير. في الفضاء القريب من الأرض، عند الالتقاء بأجسام مختلفة، يتحول جزء كبير من هذه الأشعة إلى أشعة حرارية طويلة الموجة (الأشعة تحت الحمراء). تمنع الغازات الدفيئة الأشعة الحرارية من التسرب إلى داخلها فضاءوبالتالي تسبب زيادة في درجة حرارة الهواء (تأثير "الاحتباس الحراري").

"الغازات الدفيئة" الرئيسية هي ثاني أكسيد الكربون (CO 2). وتتراوح مساهمتها في ظاهرة الاحتباس الحراري، وفقا لمصادر مختلفة، من 50 إلى 65٪. وتشمل الغازات الدفيئة الأخرى الميثان (حوالي 20%)، وأكاسيد النيتروجين (حوالي 5%)، والأوزون، ومركبات الكربون الكلورية فلورية (مركبات الكلوروفلوروكربون) والغازات الأخرى (حوالي 10-25% من ظاهرة الاحتباس الحراري). في المجموع، هناك حوالي 30 "غازات دفيئة" معروفة. ولا يعتمد تأثيرها الحراري على الكمية الموجودة في الغلاف الجوي فحسب، بل يعتمد أيضًا على النشاط النسبي للفعل لكل جزيء. إذا تم أخذ ثاني أكسيد الكربون كواحد لهذا المؤشر، فسيكون للميثان 25، لأكاسيد النيتروجين - 165، وللفريون - 11000.

المصدر البشري الرئيسي لثاني أكسيد الكربون الذي يدخل الغلاف الجوي هو احتراق الوقود المحتوي على الكربون (الفحم والنفط وزيت الوقود والميثان وما إلى ذلك). في الوقت الحاضر، يدخل حوالي طن واحد من الكربون للشخص الواحد سنويًا إلى الغلاف الجوي من خلال هندسة الطاقة الحرارية وحدها؛ ووفقا للتوقعات، في النصف الأول من القرن الحادي والعشرين، ستصل الانبعاثات إلى أكثر من 10 مليارات طن.

وعلى مدى المائتي عام الماضية، ارتفع تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء من 275 إلى 350 جزيئة لكل مليون جزيء هواء، أي بنسبة 25%، وذلك منذ عام 1958. وبحلول عام 2001، زاد تركيز ثاني أكسيد الكربون من 350 إلى 368 جسيمًا (الجدول 4). إذا لم تتخذ البشرية تدابير للحد من انبعاثات الغاز، فبحلول منتصف القرن، سيزيد متوسط ​​درجة الحرارة العالمية للغلاف الجوي السطحي بمقدار 1.5-4.5 درجة مئوية. حصص بعض البلدان في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون هي كما يلي: الولايات المتحدة الأمريكية - 22%، وروسيا والصين 11% لكل منهما، وألمانيا واليابان 5% لكل منهما.

يكمن الخطر حاليًا في أن تركيز “الغازات الدفيئة” في الغلاف الجوي، وهي ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين وبخار الماء وغيرها الكثير، قد زاد بشكل كبير ويرتبط ذلك بالتطور الصناعي للبشرية. وعلى مدى الأعوام المائة والخمسين الماضية، زاد محتوى النيتروجين بنسبة 18%، والميثان بنسبة 150% تقريباً، وثاني أكسيد الكربون بأكثر من 30%. ونتيجة لذلك، كان هناك تحفيز معين لتأثير "الاحتباس الحراري" مع العواقب المقابلة.

وبحسب العلماء فإن 330 مليار طن من هذه المادة تشارك في دورة الكربون على الكوكب كل عام. حصة الإنسان في هذا الحجم صغيرة جدا - 7.5 مليار طن، ولكن هذا يكفي لزعزعة توازن النظام.

إدراكًا لمشكلة الاحتباس الحراري، قامت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية (WMO) وبرنامج الأمم المتحدة لتغير المناخ بيئةأنشأ برنامج الأمم المتحدة للبيئة الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) في عام 1988. هذا في الواقع منتدى دائم لعدة آلاف من العلماء دول مختلفة، بما في ذلك العشرات من الروس، كل من تقريبًا جوانب مختلفةيتعامل مع هذه المشكلة: علماء المناخ وعلماء البيئة والاقتصاديون والمتخصصون في الطاقة. مرة واحدة كل 4-5 سنوات تقريبًا، ينشر العلماء تقاريرهم متعددة الصفحات عن حالة مناخ الأرض. وقد تضمن "التقرير الأول" للخبراء في عام 1990 تصريحات متواضعة إلى حد ما حول التقلبات المناخية المستمرة، ولكن الشيء الوحيد الذي كان العلماء متأكدين منه هو أن تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي آخذ في الازدياد. ارتفع متوسط ​​مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وفقًا للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية على مدار الثلاثين عامًا الماضية من 340 إلى 390 جزءًا في المليون. تزداد ثقة الباحثين كل عام. في عام 2006، كان 70% من الخبراء واثقين من أن البشر هم المسؤولون عن تغير المناخ العالمي، ولكن بالفعل منذ التقرير الرابع للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ في عام 2007، أصبح من الواضح أن عدد الخبراء الواثقين في هذا قد ارتفع إلى 90-95%.

إن المجتمع العالمي برمته تقريبا يتعامل مع مشكلة الحد من انبعاثات غازات الدفيئة، على المستويات السياسية والصناعية والبيئية. ومن الأمثلة على السياسات الكفؤة للحد من انبعاثات غازات الدفيئة بروتوكول كيوتو لعام 1997. وفي ديسمبر 1997، تم اعتماد بروتوكول كيوتو لعام 1997. المؤتمر الدوليبشأن تغير المناخ العالمي على كوكب الأرض، والذي حضره ممثلون عن 159 دولة. وتم اعتماد بروتوكول نهائي ينص على خفض إجمالي لانبعاثات غازات الدفيئة بنسبة 5.2%. بحلول 2008-2012 يتعين على دول الاتحاد الأوروبي أن تخفض انبعاثات الغازات الدفيئة (من مستويات عام 1990) بنسبة 8%، والولايات المتحدة الأمريكية بنسبة 7%، واليابان وكندا بنسبة 6%. قد تحافظ روسيا وأوكرانيا على الانبعاثات عند مستويات عام 1990 بحلول عام 2012 بسبب انخفاض الإنتاج الصناعي فيهما السنوات الاخيرة. ومن الأمثلة على التخفيض الصناعي لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون العمل الذي تم تنفيذه في اليابان في الفترة 2007-2008. للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون نتيجة ذوبان غازات المداخن من المنشآت التي تستخدم الغاز في مياه البحر. ومع ذلك، هذا حل تقنيولم تأت بالنتائج المتوقعة، وتوقف العمل في هذا الاتجاه.

إن مفهوم "تأثير الدفيئة" معروف جيدًا لجميع البستانيين والبستانيين. داخل الدفيئة، تكون درجة حرارة الهواء أعلى من الخارج، مما يجعل من الممكن زراعة الخضروات والفواكه حتى في موسم البرد.


تحدث ظواهر مماثلة في الغلاف الجوي لكوكبنا، ولكن لها نطاق عالمي أكبر. ما هو تأثير الاحتباس الحراري على الأرض وما هي العواقب التي قد تترتب على تكثيفه؟

ما هو الاحتباس الحراري؟

ظاهرة الاحتباس الحراري هي زيادة في متوسط ​​درجة حرارة الهواء السنوية على الكوكب، والتي تحدث نتيجة للتغير الخواص البصريةأَجواء. من الأسهل فهم جوهر هذه الظاهرة باستخدام مثال الدفيئة العادية المتوفرة في أي مكان مؤامرة شخصية.

تخيل الجو كالجدران الزجاجية وسقف الدفيئة. فهو مثل الزجاج، ينقل بسهولة أشعة الشمس من خلاله ويؤخر الإشعاع الحراري من الأرض، مما يمنعه من الهروب إلى الفضاء. ونتيجة لذلك تبقى الحرارة فوق السطح وتسخن الطبقات السطحية من الغلاف الجوي.

لماذا يحدث تأثير الاحتباس الحراري؟

سبب ظاهرة الاحتباس الحراري هو الفرق بين الإشعاع وسطح الأرض. تنتج الشمس، التي تبلغ درجة حرارتها 5778 درجة مئوية، ضوءًا مرئيًا في الغالب، وهو حساس جدًا لأعيننا. وبما أن الهواء قادر على نقل هذا الضوء، فإن أشعة الشمس تمر عبره بسهولة وتسخن قشرة الأرض. يبلغ متوسط ​​درجة حرارة الأجسام والأشياء القريبة من السطح حوالي +14...+15 درجة مئوية، وبالتالي فهي تنبعث منها طاقة في نطاق الأشعة تحت الحمراء، وهي غير قادرة على المرور عبر الغلاف الجوي بالكامل.


ولأول مرة، تمت محاكاة مثل هذا التأثير من قبل الفيزيائي فيليب دي سوسور، الذي قام بتعريض وعاء مغطى بغطاء زجاجي للشمس، ثم قام بقياس الفرق في درجة الحرارة بين داخله وخارجه. وكان الهواء في الداخل أكثر دفئا، كما لو أن السفينة تلقت طاقة شمسية من الخارج. في عام 1827، اقترح الفيزيائي جوزيف فورييه أن مثل هذا التأثير يمكن أن يحدث أيضًا في الغلاف الجوي للأرض، مما يؤثر على المناخ.

وهو الذي خلص إلى أن درجة الحرارة في "الدفيئة" تزداد بسبب اختلاف شفافية الزجاج في نطاق الأشعة تحت الحمراء والمرئية، وكذلك بسبب منع الزجاج من التدفق. هواء دافئ.

كيف يؤثر تأثير ظاهرة الاحتباس الحراري على مناخ الكوكب؟

مع التدفق المستمر للإشعاع الشمسي، تعتمد الظروف المناخية ومتوسط ​​درجة الحرارة السنوية على كوكبنا على توازن الحرارة، وكذلك على التركيب الكيميائيودرجة حرارة الهواء. كلما ارتفع مستوى غازات الدفيئة على السطح (الأوزون والميثان وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء)، زاد احتمال زيادة ظاهرة الاحتباس الحراري، وبالتالي الاحتباس الحراري. وبدوره يؤدي انخفاض تركيزات الغاز إلى انخفاض درجة الحرارة وظهور الغطاء الجليدي في المناطق القطبية.


نظرا لانعكاس سطح الأرض (البياض)، فقد مر المناخ على كوكبنا أكثر من مرة من مرحلة الاحترار إلى مرحلة التبريد، وبالتالي فإن تأثير الاحتباس الحراري في حد ذاته لا يشكل مشكلة معينة. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، ونتيجة لتلوث الغلاف الجوي بغازات العادم والانبعاثات من محطات الطاقة الحرارية والمصانع المختلفة على الأرض، لوحظ زيادة في تركيز ثاني أكسيد الكربون، مما قد يؤدي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري وعواقب سلبية على الجميع. إنسانية.

ما هي عواقب ظاهرة الاحتباس الحراري؟

إذا لم يتجاوز تركيز ثاني أكسيد الكربون على الكوكب على مدار الـ 500 ألف عام الماضية 300 جزء في المليون، فقد بلغ هذا الرقم في عام 2004 379 جزءًا في المليون. ما التهديد الذي يشكله هذا على أرضنا؟ بادئ ذي بدء، الارتفاع درجة الحرارة المحيطةوكوارث ذات أبعاد عالمية.

يمكن أن يؤدي ذوبان الأنهار الجليدية إلى زيادة كبيرة في مستوى البحار في العالم وبالتالي التسبب في فيضانات المناطق الساحلية. ويعتقد أنه بعد 50 عاما من زيادة ظاهرة الاحتباس الحراري الخريطة الجغرافيةقد لا تبقى معظم الجزر، وسوف تختفي جميع المنتجعات الساحلية في القارات تحت سمك مياه المحيط.


يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة حرارة القطبين إلى تغيير توزيع هطول الأمطار في جميع أنحاء الأرض: في بعض المناطق ستزداد الكمية، وفي مناطق أخرى ستنخفض وتؤدي إلى الجفاف والتصحر. نتيجة سلبيةكما أن زيادة تركيز الغازات الدفيئة يؤدي إلى تدميرها لطبقة الأوزون، مما سيقلل من حماية سطح الكوكب من الأشعة فوق البنفسجية ويؤدي إلى تدمير الحمض النووي والجزيئات في جسم الإنسان.

امتداد ثقوب الأوزونعلاوة على ذلك، فهو محفوف بفقدان العديد من الكائنات الحية الدقيقة، ولا سيما العوالق النباتية البحرية، والتي يمكن أن يكون لها تأثير تأثير كبيرعلى الحيوانات التي تتغذى عليه.

الاحتباس الحراري- قدرة (الغازات الموجودة في الغلاف الجوي) على المرور بدرجة أكبر إلى سطح الأرض اشعاع شمسيمقارنة بالإشعاع الحراري المنبعث من الأرض الذي تسخنه الشمس. ونتيجة لذلك، فإن درجة حرارة سطح الأرض والطبقة الأرضية من الهواء أعلى مما ستكون عليه في غياب ظاهرة الاحتباس الحراري. يبلغ متوسط ​​درجة حرارة سطح الأرض 15 درجة مئوية، وبدون ظاهرة الاحتباس الحراري ستكون 18 درجة تحت الصفر! يعد تأثير الاحتباس الحراري أحد آليات دعم الحياة على الأرض.

أدت الأنشطة البشرية على مدى المائتي عام الماضية، وخاصة منذ عام 1950، إلى زيادة مستمرة في تركيز غازات الدفيئة في الغلاف الجوي. رد الفعل الحتمي للغلاف الجوي الذي يلي ذلك هو تعزيز تأثير الإنسان على ظاهرة الاحتباس الحراري الطبيعية. إجمالي التعزيز البشري لظاهرة الاحتباس الحراري +2.45 واط/م2 (اللجنة الدولية لتغير المناخ IPCC).

ويعتمد تأثير الاحتباس الحراري لكل من هذه الغازات على ثلاثة عوامل رئيسية:

أ) تأثير الاحتباس الحراري المتوقع على مدى العقود أو القرون القادمة (على سبيل المثال، 20 أو 100 أو 500 سنة) الناجم عن وحدة حجم الغاز التي تدخل الغلاف الجوي بالفعل، مقارنة بتأثير ثاني أكسيد الكربون كوحدة؛

ب) المدة النموذجية لبقائه في الغلاف الجوي

ج) حجم انبعاث الغاز.

يُطلق على الجمع بين العاملين الأولين اسم "إمكانية الاحتباس الحراري النسبية" ويتم التعبير عنه بوحدات إمكانات ثاني أكسيد الكربون.

غازات الاحتباس الحراري:

دور بخار الماءإن تأثير الاحتباس الحراري الموجود في الغلاف الجوي على مستوى العالم كبير، ولكن من الصعب تحديده بشكل لا لبس فيه. مع ارتفاع درجة حرارة المناخ، سيزداد محتوى بخار الماء في الغلاف الجوي، وبالتالي زيادة ظاهرة الاحتباس الحراري.

د أول أكسيد الكربون، أو ثاني أكسيد الكربون (CO2) (64% في ظاهرة الاحتباس الحراري)،يختلف وفقا

بالمقارنة مع غازات الدفيئة الأخرى، فإن احتمال حدوث ظاهرة الاحتباس الحراري منخفض نسبيًا، ولكن مدة وجودها كبيرة إلى حد ما في الغلاف الجوي - 50-200 سنة ونسبيًا تركيز عالي. تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي خلال الفترة من 1000 إلى 1800. كان 270-290 جزءًا في المليون من حيث الحجم (ppmv)، وبحلول عام 1994 وصل إلى 358 جزءًا في المليون ويستمر في الارتفاع. قد يصل إلى 500 جزء في المليون بحلول نهاية القرن الحادي والعشرين. ويمكن تحقيق استقرار التركيزات من خلال إجراء تخفيضات كبيرة في الانبعاثات. المصدر الرئيسي لثاني أكسيد الكربون الذي يدخل الغلاف الجوي هو احتراق الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز) لإنتاج الطاقة.

مصادر ثاني أكسيد الكربون

(1) الإطلاق إلى الغلاف الجوي بسبب احتراق الوقود الأحفوري وإنتاج الأسمنت 5.5±0.5

(2) الإطلاق في الغلاف الجوي بسبب تحول المناظر الطبيعية في المناطق الاستوائية والاستوائية، وتدهور التربة 1.6±1.0

الامتصاص بواسطة الخزانات المختلفة

(3) التراكم في الغلاف الجوي 3.3±0.2

(4) تراكم المحيط العالمي 2.0 ± 0.8

(5) التراكم في الكتلة الحيوية في نصف الكرة الشمالي 0.5±0.5

(6) مصطلح الرصيد المتبقي، موضحًا بامتصاص ثاني أكسيد الكربون بواسطة النظم البيئية الأرضية (التخصيب، وما إلى ذلك) = (1+2)-(3+4+5)=1.3±1.5

زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يجب أن تحفز عملية التمثيل الضوئي. وهذا هو ما يسمى الإخصاب، والذي بفضله، وفقا لبعض التقديرات، المنتجات المواد العضويةيمكن أن يزيد بنسبة 20-40% عند ضعف التركيز الحالي لثاني أكسيد الكربون.

الميثان (CH4) - 19% من إجمالي قيمتها من الغازات الدفيئة (اعتبارًا من عام 1995). يتم إنتاج الميثان في الظروف اللاهوائية مثل المستنقعات الطبيعية أنواع مختلفةوسمك التربة الموسمية والتربة الصقيعية ومزارع الأرز ومدافن النفايات، وكذلك نتيجة لحياة المجترات والنمل الأبيض. وتشير التقديرات إلى أن حوالي 20% من إجمالي انبعاثات غاز الميثان ترتبط بتكنولوجيا استخدام الوقود الأحفوري (احتراق الوقود، والانبعاثات من مناجم الفحم، واستخراج وتوزيع الموارد الطبيعية).

الغاز، تكرير النفط). في المجمل، توفر الأنشطة البشرية ما بين 60 إلى 80% من إجمالي انبعاثات غاز الميثان في الغلاف الجوي. الميثان غير مستقر في الغلاف الجوي. ويتم إزالته منه بسبب تفاعله مع أيون الهيدروكسيل (OH) الموجود في طبقة التروبوسفير. وعلى الرغم من هذه العملية، فقد تضاعف تركيز غاز الميثان في الغلاف الجوي تقريبًا مقارنة بأوقات ما قبل الصناعة، ويستمر في الزيادة بمعدل حوالي 0.8٪ سنويًا.

تؤدي الزيادة في درجة الحرارة وزيادة الرطوبة (أي مدة بقاء المنطقة في ظروف لاهوائية) إلى زيادة انبعاثات الميثان. هذه هي الشخصية-

مثال جيد على الإيجابية تعليق. على العكس من ذلك، انخفاض في المستوى المياه الجوفيةبسبب انخفاض الرطوبة، ينبغي أن يؤدي إلى انخفاض في انبعاثات غاز الميثان (ردود فعل سلبية).

الدور الحالي أكسيد النيتريك (N2O)في إجمالي تأثير الدفيئة حوالي 6٪ فقط. كما يتزايد تركيز أكسيد النيتروجين في الغلاف الجوي. من المفترض أن مصادرها البشرية تعادل نصف حجم المصادر الطبيعية تقريبًا. تشمل مصادر أكسيد النيتريك البشرية المنشأ الزراعة (وخاصة الأراضي العشبية الاستوائية)، وحرق الكتلة الحيوية، والصناعات المنتجة للنيتروجين. إمكاناتها النسبية للاحتباس الحراري (290 مرة

أعلى من إمكانات ثاني أكسيد الكربون) ومدة وجوده النموذجية في الغلاف الجوي (120 عامًا) كبيرة، مما يعوض عن تركيزه المنخفض.

مركبات الكلوروفلوروكربون (مركبات الكربون الكلورية فلورية)- وهي مواد يصنعها الإنسان وتحتوي على الكلور والفلور والبروم. لديهم إمكانات دفيئة نسبية قوية جدًا وعمرًا جويًا كبيرًا. دورهم النهائي في ظاهرة الاحتباس الحراري هو 7٪. يخضع الإنتاج العالمي من مركبات الكلوروفلوروكربون حاليًا للرقابة اتفاقات دوليةبشأن حماية طبقة الأوزون، بما في ذلك النص على التخفيض التدريجي في إنتاج هذه المواد، واستبدالها بمواد أقل استنفاداً للأوزون، يليها توقفها تماماً. ونتيجة لذلك، بدأ تركيز مركبات الكربون الكلورية فلورية في الغلاف الجوي في الانخفاض.

الأوزون (O3)وهو أحد غازات الدفيئة المهمة الموجودة في كل من طبقة الستراتوسفير والتروبوسفير. وهو يؤثر على كل من الإشعاع قصير الموجة وطويل الموجة، وبالتالي فإن الاتجاه الناتج وحجم مساهمته في توازن الإشعاع يعتمد بقوة على التوزيع الرأسي لمحتوى الأوزون، خاصة عند مستوى التروبوبوز. تشير التقديرات إلى نتيجة إيجابية تبلغ +0.4 واط/م2.

عند الحديث عن ظاهرة الاحتباس الحراري، يتخيل المرء على الفور دفيئة كبيرة، وأشعة الشمس اللطيفة تخترق الزجاج، وأسرة خضراء زاهية وما يكفي حرارةفي الداخل، بينما لا يزال الشتاء يسود في الخارج

عند الحديث عن ظاهرة الاحتباس الحراري، يتخيل المرء على الفور دفيئة كبيرة، وأشعة الشمس اللطيفة تخترق الزجاج، وأسرّة خضراء زاهية ودرجة حرارة عالية إلى حد ما في الداخل، عندما لا يزال الشتاء يسود في الخارج. نعم، هذا صحيح، يمكن مقارنة هذه العملية بوضوح بما يحدث في الدفيئة. فقط في دور الزجاج تلعب الغازات الدفيئة، التي تتواجد بكثرة في الغلاف الجوي، فهي تنقل الحرارة وتحتفظ بها في طبقات الهواء السفلية، مما يضمن نمو النباتات وحياة الناس. اليوم، يُطلق على ظاهرة الاحتباس الحراري بشكل متزايد مصطلح بيئي أصبح كارثة. وهكذا، فإن الطبيعة تصرخ طلباً للمساعدة، وإذا لم يتم فعل أي شيء، فلن يتبقى للبشرية سوى 300 عام حتى النهاية الحتمية للعالم. من المهم أن نفهم أن ظاهرة الاحتباس الحراري كانت موجودة دائمًا على الأرض، وبدونها يكون الوجود الطبيعي للكائنات الحية والنباتات مستحيلًا، ونحن مدينون لها بمناخ مريح. والمشكلة هي أن الأنشطة البشرية الضارة قد بلغت نطاقاً لم يعد من الممكن أن تمر دون أن تترك أثراً، مما يؤثر على التغيرات البيئية العالمية التي لا رجعة فيها. ومن أجل البقاء، يحتاج سكان كوكبنا إلى نفس التضامن العالمي في حل هذه القضية الخطيرة.

جوهر ظاهرة الاحتباس الحراري وأسبابها وعواقبها

إن النشاط الحيوي للبشرية، وحرق ملايين الأطنان من الوقود، وزيادة استهلاك الطاقة، وزيادة أسطول المركبات، وزيادة كبيرة في كمية النفايات، وحجم الإنتاج، وما إلى ذلك، يؤدي إلى زيادة تركيز الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي للأرض. وتشير الإحصائيات إلى أنه خلال المائتي عام الماضية، زاد ثاني أكسيد الكربون في الهواء بنسبة 25%، وهو ما لم يحدث من قبل في التاريخ الجيولوجي بأكمله. وهكذا يتشكل فوق الأرض نوع من الغطاء الغازي، مما يؤخر عودة الإشعاع الحراري، ويعيده مرة أخرى ويؤدي إلى اختلال التوازن المناخي. مع ارتفاع متوسط ​​درجة الحرارة على سطح الأرض، تزداد كمية الأمطار أيضًا. تذكر أن التكثيف يتكون دائمًا على الزجاج في الدفيئة أو الدفيئة، وفي الطبيعة يحدث بطريقة مماثلة. من المستحيل حساب كل العواقب الوخيمة لهذا الأمر بدقة، ولكن هناك شيء واحد واضح، وهو أن الرجل بدأ لعبة خطيرةمع الطبيعة، نحن بحاجة ماسة إلى العودة إلى رشدنا من أجل منع وقوع كارثة بيئية.

تشمل الأسباب التي تؤدي إلى تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي ما يلي:
- النشاط الاقتصادي، الذي يتغير تكوين الغازويسبب الغبار في طبقات الهواء السفلية من الأرض؛
- احتراق الوقود المحتوي على الكربون والفحم والنفط والغاز؛
- غازات العادم من محركات السيارات؛
- تشغيل محطات الطاقة الحرارية.
- الزراعة المرتبطة بالتعفن المفرط والأسمدة الزائدة، وزيادة كبيرة في أعداد الماشية؛
- استخراج الموارد الطبيعية؛
- إطلاق النفايات المنزلية والصناعية؛
- إزالة الغابات.

والمثير للدهشة أن الهواء لم يعد متجددًا مصدر طبيعيوالتي ظلت حتى بداية النشاط البشري المكثف.

عواقب ظاهرة الاحتباس الحراري

إن أخطر عواقب ظاهرة الاحتباس الحراري هي ظاهرة الاحتباس الحراري، مما يؤدي إلى اختلال التوازن الحراري على الكوكب ككل. بالفعل، شهد كل واحد منا اليوم ارتفاعًا متوسطًا في درجة الحرارة، وحرارة هائلة في أشهر الصيف وذوبانًا مفاجئًا في منتصف الشتاء، وهذه ظاهرة مخيفة، نتيجة لذلك التلوث العالميأَجواء. والجفاف أمطار حمضيةأصبحت الرياح الساخنة والأعاصير والأعاصير وغيرها من الكوارث الطبيعية معيارًا رهيبًا للحياة هذه الأيام. تشير بيانات العلماء إلى توقعات بعيدة كل البعد عن الراحة؛ ففي كل عام ترتفع درجة الحرارة بمقدار درجة واحدة تقريبًا، أو حتى أكثر. في هذا الصدد، تشتد هطول الأمطار الاستوائية، وتنمو حدود المناطق القاحلة والصحاري، ويبدأ الذوبان السريع للأنهار الجليدية، وتختفي مناطق التربة الصقيعية وتنخفض أراضي التايغا بشكل كبير. وهذا يعني أن المحاصيل ستنخفض بشكل حاد، وسوف تغمر المناطق المأهولة بالمياه، ولن تتمكن العديد من الحيوانات من التكيف مع الظروف المتغيرة بسرعة، وسيرتفع مستوى المحيط العالمي وسيتغير التوازن العام لملح الماء. مخيف، لكن الجيل الحالي ربما يشهد أسرع ارتفاع في درجات الحرارة على كوكب الأرض. ولكن، كما تظهر الممارسة العالمية، فإن للاحتباس الحراري أيضًا تأثيرًا إيجابيًا في بعض أجزاء العالم، مما يتيح الفرصة للتطور زراعةوتربية الماشية، فإن هذه الفائدة الضئيلة تضيع على خلفية آثار سلبية هائلة. تحتدم المناقشات حول ظاهرة الاحتباس الحراري، وتجري الأبحاث والاختبارات، ويبحث الناس عن طرق للحد من آثارها الضارة.

الطرق الحديثة لحل المشكلة

لا يوجد سوى طريقة واحدة للخروج من هذا الموقف: البحث النوع الجديدالوقود، أو تغيير جذري في تكنولوجيا استخدام الأنواع الحالية من موارد الوقود. عند حرق الفحم والنفط، يطلق ثاني أكسيد الكربون، وهو غاز قوي من غازات الدفيئة، بنسبة 60% أكثر من أي وقود آخر لكل وحدة طاقة.

ما عليك القيام به للهروب من خطر ظاهرة الاحتباس الحراري:
- الحد من استهلاك الوقود الأحفوري، وخاصة الفحم والنفط والغاز الطبيعي؛
- استخدام مرشحات خاصة ومحفزات لإزالة ثاني أكسيد الكربون من جميع الانبعاثات في الغلاف الجوي؛
- زيادة كفاءة استخدام الطاقة في محطات الطاقة الحرارية من خلال استخدام الاحتياطيات الخفية الصديقة للبيئة؛
- زيادة استخدام مصادر الطاقة البديلة كالرياح والشمس وما إلى ذلك؛
- التوقف عن قطع المساحات الخضراء وإنشاء المناظر الطبيعية المستهدفة؛
- وقف التلوث العام للكوكب.

وتجري الآن مناقشة نشطة حول التدابير الرامية إلى الحد من التأثير البشري، مثل إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي بانتظام من خلال استخدام أجهزة عالية التقنية، وتسييله وحقنه في مياه المحيط العالمي، وبالتالي الاقتراب من الدورة الدموية الطبيعية. هناك طرق لحل المشكلة، والشيء الرئيسي هو أن يتعامل الجميع مع هذا الأمر معًا، السكان والحكومة وجيل الشباب، ويقومون بعمل ضخم، ولكنه مفيد للغاية، لتطهير أمنا الأرض. لقد حان الوقت للتوقف عن سلوك المستهلك والبدء في استثمار الطاقة والوقت في مستقبلك، والحياة المشرقة للأجيال القادمة، وحان الوقت لإعادة ما نأخذه منها بانتظام إلى الطبيعة. ليس هناك شك في أن الإنسانية البارعة والمغامرة سوف تتعامل مع هذه المهمة الصعبة والمسؤولة للغاية.