Парниковый эффект

Атмосфера Земли легко пропускает УФ-излучение Солнца, но хорошо поглощает длинноволновое ИК-излучение как раз в той части спектра, в которой Земля излучает в мировое пространство собственное тепло, что приводит к явлению, названному «парниковый эффект» (подобный наблюдается в застекленных парниках).

Молекулы воды, присутствующие в атмосферном воздухе, почти полностью поглощают радиацию с длинами волн менее 7,6 мкм и с длинами волн более 17 мкм. Между этими границами, а также в диапазоне 3,5- 4,5 мкм, находятся «окна прозрачности» в спектре поглощения водяного пара. Через них проходит менее 7 % излучаемой земной поверхностью радиации. Эти «окна» сужаются из-за присутствия в атмосфере молекул С02, имеющих интенсивную полосу поглощения, закрывающую область 13,7— 16,7 мкм (рис. 2.13).

Спектр пропускания земной атмосферы (зависимость прозрачности от длины волны). Видны полосы поглощенияСОг, Ог, Оз и НгО

Рис. 2.13. Спектр пропускания земной атмосферы (зависимость прозрачности от длины волны). Видны полосы поглощенияСОг, Ог, Оз и НгО

Роль парниковых газов могут выполнять любые газовые компоненты, поглощающие в «окне прозрачности» и обладающие достаточным временем жизни и концентрацией: метан, закись азота, фторхлоруглероды, атмосферные аэрозоли. Для многих из них наблюдается положительный временной тренд концентраций.

Всего известно около 30 парниковых газов, их утепляющий эффект зависит не только от количества в атмосфере, но и от относительной активности действия на одну молекулу. Если по данному показателю С02 принять за единицу, то для метана он будет равен 25, для оксидов азота - 165, а для фреона - 11000.

Предполагают, что главной причиной глобального потепления являются парниковые газы, так как с начала XX в. наблюдается рост концентрации в атмосфере парниковых газов, среди котрых основным является диокид углерода: его вклад в парниковый эффект составляет 50-65 %. К другим парниковым газам относится метан (около 20 %), оксиды азота (примерно 5 %), озон, фреоны и другие газы (около 10-25 % парникового эффекта).

Начиная с середины XIX столетия, содержание углекислого газа в атмосфере менялось - к 1990 г. увеличилось на 12-15 % в расчете на млн молекул воздуха.

Основным антропогенным источником поступления углекислого газа является сжигание углеродсодержащего сырья (уголь, нефть, мазут, метан и др.). Только от теплоэнергетики поступает около 1 т углерода на человека в год; по прогнозам в первой половине XXI в. выброс достигнет более 10 млрд т.

Антропогенные источники теплоты, парниковых газов и пыли (ТЭС, транспорт, промышленность), сконцентрированные в крупных городах и промышленных центрах, создают около городов пространства радиусом до 50 км и более с повышенными на 1-5 °С температурами и высокими концентрациями загрязнений. Эти зоны (купола) над городами хорошо просматриваются из космического пространства. Они разрушаются лишь при интенсивных движениях больших масс атмосферного воздуха.

Вследствие парникового эффекта среднегодовая температура на Земле за последнее столетие повысилась на 0,3-0,6 °С. По данным НАСА Института космических исследований (институт Годдарда) средняя глобальная температура на Земле уже увеличилась на 0,8 °С (1,4 Ф) с 1880 г. Две трети потепления произошло с 1975 г., приблизительно 0,15-0,20 °С за десятилетие (рис. 2.14).

Средние годовые и сезонные аномалии температуры приземного воздуха (°С), осредненные по территории РФ, 1936-2011 гг

Рис. 2.14. Средние годовые и сезонные аномалии температуры приземного воздуха (°С), осредненные по территории РФ, 1936-2011 гг.

Увеличение концентрации углекислого газа происходит примерно со скоростью 0,3-0,5 %, метана - на 1 %, оксидов азота - на 2 % в год. Считают, что удвоение содержание парниковых газов, которое может произойти во второй половине текущего века, вызовет повышение среднегодовой температуры планеты на 3,5 °С.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >