Prezentacja z ekologii Temat Efekt cieplarniany Efekt cieplarniany

Prezentacja z ekologii Temat: „Efekt cieplarniany”

Efekt cieplarniany jest to wzrost temperatury planety spowodowany zwiększoną koncentracją CO 2 (lub innych gazów nieprzepuszczalnych dla promieniowania podczerwonego – tzw. gazów cieplarnianych). Planeta oświetlana światłem gwiazdy jest źródłem wtórnego promieniowania podczerwonego. Gaz cieplarniany pochłania to promieniowanie , co prowadzi do ogrzania jej atmosfery i w konsekwencji, powierzchni planety.

Jak powstaje efekt cieplarniany? Znaczna część promieniowania słonecznego (promieniowanie krótkofalowe o długości fali od 0, 1 do 4 mm) jest przepuszczana przez atmosferę ziemską i pochłaniana przez powierzchnię Ziemi, co powoduje jej ogrzanie. Wskutek ocieplenia powierzchni Ziemi następuje emisja promieniowania podczerwonego (promieniowanie długofalowe o długości fali od 4 do 80 mm). Znaczna część tego promieniowania jest pochłaniana przez znajdujące się w atmosferze cząsteczki wody, dwutlenku węgla i innych gazów oraz przez drobne kropelki wody w chmurach. Energia cieplna jest teraz przekazywana przez atmosferę głównie z powrotem do powierzchni Ziemi w postaci tzw. promieniowania zwrotnego a tylko częściowo w przestrzeń kosmiczną. Promieniowanie zwrotne ogrzewa ponownie powierzchnię Ziemi, dlatego jest podstawową przyczyną występowania na naszej planecie efektu cieplarnianego. Energia oddawana przez naszą planetę jest mniejsza od energii przyjmowanej pochodzącej ze Słońca.

Rys. 1 Przedstawia bilans wymiany promieniowania pomiędzy Ziemia a przestrzenią kosmiczną.

Dzięki ochronie atmosfery przed wychłodzeniem Ziemi, średnia temperatura powietrza wynosi ok. +15°C. Gdyby atmosfera nie zawierała w ogóle gazów cieplarnianych, nagrzana powierzchnia planeta wypromieniowywałaby swą energię w przestrzeń kosmiczną, co skutkowałoby średnia temperatura powietrza na poziomie -18°C. Dopóki człowiek nie zanieczyszczał środowiska w tak znacznym stopniu, jak ma to miejsce obecnie, główną rolę w pochłanianiu ciepła odbitego od powierzchni Ziemi pełniła para wodna. Jednak od kilkudziesięciu już lat na skutek działalności człowieka szybko wzrasta rola pozostałych gazów cieplarnianych.

Czym są gazy cieplarniane? Gazy cieplarniane są lotnymi substancjami chemicznymi występującymi w atmosferze, których budowa fizyko - chemiczna pozwala na zatrzymywanie i magazynowanie energii cieplnej oraz przekazywanie jej do powierzchni Ziemi w postaci promieniowania podczerwonego. Spośród ponad 30 dotychczas zidentyfikowanych gazów cieplarnianych w tabeli zobaczymy tylko 5 najważniejszych ze względu na udział w efekcie cieplarnianym oraz zdolności do pochłaniania promieniowania podczerwonego w porównaniu do dwutlenku węgla.

Rys. 2 Przedstawia zmiany stężenia CO 2 mierzone na Hawajach. Oddalenie tych wysp od kontynentów i wielkich aglomeracji powoduje, że uzyskane rezultaty dobrze odtwarzają średnią zawartość dwutlenku węgla w atmosferze Ziemi i nie są zaburzone przez lokalne fluktuacje związane np. z kierunkiem wiatru.

CO 2 W powstawaniu efektu cieplarnianego najważniejszą rolę odgrywa dwutlenek węgla, którego udział wynosi 50%. Tak wysoki udział CO 2 w efekcie cieplarnianym, mimo najmniejszej efektywności pochłaniania promieniowania podczerwonego jest możliwy dzięki jego wysokiej zawartości w atmosferze - ok. 0, 03% (zaw. objętościowa). Rola dwutlenku węgla w efekcie cieplarnianym wciąż wzrasta, co jest skutkiem działalności człowieka: emisja CO 2 związana z przemysłem, połączona z gwałtownym zmniejszaniem się powierzchni terenów zalesionych. Oblicza się, że globalna emisja CO 2 wynosi ok. 1011 t/rok W obecnym stuleciu stężenie tego gazu wzrosło od ok. 270 ppm na początku XX w. do 360 ppm w latach 80.

Metan ➲ Wysoki udział w powstawaniu efektu cieplarnianego ma również metan (CH 4) 18%. Gaz ten powstaje i jest emitowany do atmosfery w wyniku licznych reakcji beztlenowego rozkładu szczątków roślin i zwierząt oraz beztlenowego rozkładu odchodów zwierzęcych. Metan jest głównym składnikiem gazu ziemnego, dlatego też jego znaczne ilości są uwalniane do atmosfery wraz z wydobywanym węglem kamiennym i ropą naftową.

Freony, przeciwieństwie do pozostałych gazów, nie powstają w sposób naturalny. Powstają one jedynie w wyniku reakcji chemicznych przeprowadzanych przez człowieka, stosowane są w chłodnictwie oraz (obecnie coraz rzadziej) do produkcji aerozoli. Freony są szczególnie niebezpiecznymi gazami, nie tylko ze względu na bardzo małą aktywnoś chemiczną, czego skutkiem jest duża trwałość. W porównaniu do dwutlenku węgla freony odznaczają się od 10 do 20000 razy większą efektywnością w pochłanianiu promieniowania podczerwonego. Należy także zauważyć, że freony powodują rozkład ozonu (O 3) na tlen (O 2), czego skutkiem jest powstanie tzw. dziury ozonowej. Udział ozonu w powstawaniu efektu cieplarnianego wynosi 12%

➲ Gdyby emisja gazów cieplarnianych rosła nadal w tym samym tempie, w następnym stuleciu temperatura globu wzrastałaby o 0, 3 o. C w ciągu dziesięciu lat. Rezultatem byłby jej wzrost o 3 o. C przed końcem XXI wieku. Margines niepewności jest jednak bardzo duży, ponieważ przewidywanie poziomu emisji poszczególnych gazów cieplarnianych jest przybliżone, a przewidywanie zmian klimatu – ryzykowne

Jedno jest pewne: mnożą się anomalie klimatyczne, Sahel przeżywa od 1968 roku wielką suszę. W Indonezji i Australii, znaczne szkody wywołało nadzwyczaj upalne lato w 1982 roku. Wzrost średniej temperatury w Arktyce o 3°C od 1920 roku, a średniej zimowej aż o 7°C. - Gorące lata i ciepłe zimy w ostatnich dekadach Lekkie przesunięcia stref klimatycznych w stronę równika, czego efektem była susza w Senegalu w 1973 roku.

➲ Wszystko to może doprowadzić w krótkim czasie do katastrofalnych zmian. Zaniepokojonych tym ponad 150 państw w tym Polska, podpisalo w 1997 r. tzw. protokół w Kioto, zobowiązujący do znacznego zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych. Protokołu tego nie zaakceptowała największa gospodarka świata – Stany Zjednoczone. W przeciwieństwie bowiem do oddziaływania freonów nie łatwo jest udowodnić, że to wyłącznie efekt cieplarniany odpowiada za takie zjawiska jak: podwojenie dni sztormowych na Atlantyku w ciągu ostatnich 60 lat, zmniejszenie prawie o ¼ objetości lodowców w górach Tien-Szan czy katastrofalne susze lub powodzie w rejonach dotąd wolnych od tego typu zagrożeń.

Zmiany globalnej temperatury od 1900 do 2004 roku. Czarną linią zaznaczono średnią roczną. Czerwoną linią zaznaczono średnią po okresie dziesięcioletnim.