Efekt cieplarniany jak dziaa atmosfera wok Ziemi Cig

Efekt cieplarniany – jak działa atmosfera wokół Ziemi Ciąg dalszy rozważań na temat: Dlaczego na Ziemi zaistniały złożone formy biologiczne?

Efekt cieplarniany - definicja • Efekt cieplarniany – zjawisko podwyższenia temperatury planety przez obecne w jej atmosferze gazy cieplarniane, w porównaniu z sytuacją, w której gazów cieplarnianych by nie było. Efekt cieplarniany może zachodzić na wszystkich planetach posiadających atmosferę. Efekt cieplarniany (naturalny), jest zjawiskiem korzystnym dla kształtowania warunków życia na Ziemi.

WAŻNE • Gdyby efekt cieplarniany nie występował, przeciętna temperatura Ziemi wynosiłaby ok. – 19 °C. • Średnia temperatura naszej planety wynosi zaś 14 – 15 °C • Można spotkać się z mylnym utożsamianiem pojęcia efektu cieplarnianego z globalnym ociepleniem.

Globalne ocieplenie. • Globalne ocieplenie – obserwowane od połowy XX wieku podwyższenie średniej temperatury atmosfery przy powierzchni ziemi i oceanów, jednoczesne ochłodzenie stratosfery oraz przewidywane ocieplenie w przyszłości, wynikające z zaburzenia równowagi radiacyjnej Ziemi. • Całkowity wzrost średniej temperatury od wielolecia 1850– 1900 do wielolecia 2003– 2013, obliczony na podstawie najdłuższego dostępnego zbioru danych wynosi 0, 78 [od 0, 72 do 0, 85]°C.

Nasz Układ Słoneczny

Dlaczego nasza Ziemia jest wyjątkowa? * 1. Grawitacja Ziemi ~ 9, 81 m/s 2, wystarczająca by planetę otaczała atmosfera o grubości około 2000 km, w tym troposfera ( w niej funkcjonujemy) 8 -18 km. 2. Gwiazda – Słońce emitujące energię, znajdujemy się w optymalnej odległości od niego, a widmo gwiazdy ma maksimum w zakresie światła widzialnego. 3. Pole magnetyczne Ziemi, to ono chroni nas przed promieniowaniem jonizującym, bez tej ochrony mielibyśmy warunki jak na Wenus. 4. Warstwa ozonowa (stratosfera; 10 -50 km), to ono chroni nas przed promieniowaniem UV**!

Dlaczego nasza Ziemia jest wyjątkowa? * 4. Odpowiedni skład atmosfery: Azot (N 2) 78, 1%, Tlen (O 2) 20, 9%, Argon (Ar 2) 0, 93% oraz dwutlenek węgla, para wodna, Neon, Hel, Kryptom, Wodór, Ozon, metan. 5. Efekt cieplarniany – to dzięki niemu nie mamy na Ziemi wiecznej zimy. Woda występuje w stanie ciekłym, powstały bardziej złożone formy biologiczne, naszą planetę możemy nazwać błękitną z zielonymi cętkami.

Efekt cieplarniany • Dla klimatu, a także dla życia na Ziemi, bardzo ważną cechą atmosfery jest to, że jest ona niemal przezroczysta dla promieniowania krótkofalowego (słonecznego) i niemal nieprzezroczysta dla promieniowania termicznego (podczerwonego) w długościach fal wypromieniowywanych przez powierzchnię Ziemi.

Widmo promieniowania Słońca i Ziemi

Efekt cieplarniany u sąsiadów

Gazy cieplarniane Gazy według ich bezpośredniego wpływu na efekt cieplarniany wiązek chemiczny Wzór chemiczny Stężenie w atmosferze Udział (%) Para wodna i chmury H 2 O 10– 50, 000(A) 36– 72% Dwutlenek węgla CO 2 ~400 9– 26% Metan CH 4 ~1. 8 4– 9% Ozon O 3 2– 8(B) 3– 7% Notatka: (A) Ilość pary wodnej znacznie zmienia się w zależności od miejsca i warunków atmosferycznych (B) Stężenie w stratosferze. Około 90% ozonu w atmosferze znajduje się w stratosferze.

Para wodna, czyli H 2 O Głównym źródłem pary wodnej w atmosferze jest parowanie globalnego oceanu, mniejszych zbiorników wodnych i roślinności. Zawartość pary wodnej w atmosferze zależy od jej średniej temperatury: w przypadku wzrostu temperatury koncentracja pary wodnej rośnie, w przypadku ochłodzenia - spada. Człowiek nie jest w stanie trwale wpłynąć na średnią koncentrację pary wodnej w atmosferze: ewentualne niedobory zostaną szybko uzupełnione przez parowanie z ogromnego rezerwuaru, jakim jest ocean, ewentualne lokalne nadwyżki skończą się powstaniem zachmurzenia, opadów i wycofaniem nadmiaru pary z atmosfery.

Para wodna, czyli H 2 O Dominujący udział w efekcie cieplarnianym ma para wodna. Jej zawartość w atmosferze ziemskiej jest zmienna w czasie i różna nad poszczególnymi obszarami naszej planety (waha się w granicach 40% do 95%), co wynika z cyklu krążenia wody w środowisku na skutek procesów: parowania, skraplania, sublimacji i resublimacji.

Dwutlenek węgla CO 2 Ilość dwutlenku węgla wydzielanego do atmosfery ziemskiej ze źródeł naturalnych jest 20 razy większa od emisji pochodzenia antropogenicznego. • zbiorniki wodne (uwalnianie rozpuszczonego w niej CO 2), • aktywność biologiczną flory i fauny (oddychanie i procesy rozkładu) , • aktywność wulkaniczną • spalanie paliw kopalnych, • produkcja cementu i innych substancji z węglanów • użytkowanie lądu, szczególnie wylesianie lub wysuszanie mokradeł Zakres absorbcji promieniowania przez dwutlenek węgla przypada w obszarze największego natężenia promieniowania ziemskiego. Dlatego, pomimo znacznie mniejszego stężenia w atmosferze, gaz ten może mieć duży wpływ na zwiększenie efektu cieplarnianego.

Emisje CO 2 Ogólnoświatowa emisja dwutlenku węgla związana ze spalaniem paliw kopalnych i produkcją cementu wyniosła w roku 2018 37, 1 mld t (27% Chiny, 15% USA, 10% Unia Europejska, 7% Indie, 42% reszta świata). 40% tych emisji związany był z użyciem węgla kamiennego, 35 - ropy naftowej, 20% - gazu ziemnego, 4% - z produkcją cementu a 1% - z pochodniami gazowymi. Emisja CO 2 w 2018 wzrosła o około 3% w stosunku do 2017 roku. Ma tendencję wzrostową, a w latach 2014 -2016 było spowolnienie emisji. Emisje związane ze zmianami użytkowania terenu (wylesianiem, wysuszaniem mokradeł itd. ) wyniosły w roku 2017 ok. 5, 13 mld t

Metan CH 4 Podobnie jak CO 2 , Metan pochodzi ze źródeł naturalnych oraz z działalności człowieka: • mokradła, • źródła geologiczne, • wody słodkie (gnicie szczątków organicznych), • termity, • pożary roślinności, • wieloletnią zmarzlinę i klatraty metanu • wydobycie i użycie paliw kopalnych, • hodowlę przeżuwaczy, • wysypiska i odpady, • pola ryżowe, • spalanie biomasy Rolnictwo wytwarza więcej metanu niż przemysł wydobywczy i produkcyjny.

Podtlenek azotu NO 2 Podtelnek azotu uwalniany jest w wyniku naturalnych procesów z oceanów i lasów deszczowych oraz przez bakterie w glebie. Jego źródła powstałe w wyniku działalności człowieka to nawozy azotowe, spalanie paliw kopalnych oraz przemysłowa produkcja środków chemicznych wymagająca użycia azotu, np. oczyszczanie ścieków. W krajach uprzemysłowionych N 2 O stanowi ok. 6% wszystkich uwalnianych do atmosfery gazów cieplarnianych. Tak jak CO 2 i metan, podtlenek azotu jest gazem cieplarnianym, którego molekuły pochłaniają ciepło, ktore chce wydostać się w przestrzeń kosmiczną. N 2 O jest 310 razy skuteczniejszy niż CO 2 pod względem pochłaniania ciepła.

Gazy cieplarniane - podsumowanie Gazy cieplarniane Dwutlenek Podtlenek węgla azotu Metan Freony Ozon Czas życia w atmosferze (lata) 7 180 10 kilkaset 0, 3 Udział w efekcie cieplarnianym z pominięciem pary wodnej (%) 50 10 18 13 5

Dlaczego zmiana klimatu to poważne zagrożenie? Skutki zmiany klimatu są już odczuwalne na całym świecie. Według Specjalnego Raportu IPCC (Międzyrządowy Panel ds. Zmiany Klimatu) , , Global Warming of 1, 5°C”. przy wzroście średniej globalnej temperatury o 2°C będą one dużo poważniejsze niż prognozowano dotychczas. Czekają nas częstsze: • burze, • powodzie, • fale upałów, • susze, • wichury, • pożary, • gwałtowne uderzenia mrozu, • podnoszenie się poziomu mórz i oceanów i wiążące się z nimi • straty ekonomiczne, • migracje klimatyczne, • łatwiejsze rozprzestrzenianie się chorób zakaźnych, • a nawet wzmożenie napięć politycznych. • Do tej pory myśleliśmy, że wyhamowanie globalnego ocieplenia na poziomie 2°C jest bezpieczną dla ludzkości granicą, przy której udałoby się uniknąć najgorszych zagrożeń. Od roku 2018 wiemy, że tak nie jest. • Kolejne doniesienia zamieszczone w prestiżowym czasopiśmie naukowym Nature wskazują, że na skutek szybszego niż zakładano wzrostu emisji dwutlenku węgla i spadku emisji dwutlenku siarki oraz naturalnych cykli klimatycznych, przekroczenie progu ocieplenia o 1, 5°C może najprawdopodobniej nastąpić już około 2030 roku, a o 2°C ok. 2045 roku. Jak twierdzi ONZ , , mamy 12 lat, by zapobiec katastrofie”.