Парниковый эффект в атмосфере земли и его возможные последствия

Физика парникового эффекта

Парниковый эффект вокруг планеты связан с наличием вокруг неё устойчивой атмосферы.

Рисунок 1. Физика парникового эффекта. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Земля, для поддержания своего температурного баланса, должна отдавать энергии столько же, сколько получает её от Солнца. Но, атмосфера не однородна, в её состав входят углекислый газ и водяной пар. Они играют роль стекла в теплице, поглощая инфракрасные лучи. Их наличие в атмосфере вызывает образование парниковых газов, некоторые из них частично возвращаются обратно к Земле. У поверхности планеты эти газы повышают температуру, создавая «эффект одеяла».

Готовые работы на аналогичную тему

• Курсовая работа Физические и химические основы возникновения парникового эффекта 420 руб.
• Реферат Физические и химические основы возникновения парникового эффекта 220 руб.
• Контрольная работа Физические и химические основы возникновения парникового эффекта 190 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость Впервые идея парникового эффекта, создаваемого атмосферой Земли, была сформулирована французским математиком и физиком Жаном Фурье в 1824 г, но ему были неизвестны те газы, которые поглощают инфракрасное излучение. Выяснил это в 1859 г Джон Тиндаль.

Один из основоположников современной физической химии – Сванте Аррениус выдвинул свою гипотезу относительно парникового эффекта. Он показал, что диоксид углерода, находящийся в атмосфере в ничтожно малом количестве (0,3%), поддерживает её температуру на 5-6 градусов выше, чем, если бы он отсутствовал.

Любое тело, температура которого отличается от абсолютного нуля, будет испускать электромагнитное излучение. От температуры зависит максимум интенсивности этого излучения. Максимум солнечного излучения, температура на поверхности которого составляет 6000 градусов, находится в видимой области спектра (длина волны будет около 0,5 микрона).

Атмосфера в данной области находится в прозрачном состоянии, поэтому значительная часть лучей Солнца доходит до поверхности Земли, поглощается и нагревает её. Через излучение Земля тоже отдает свою энергию, но, средняя температура планеты составляет всего +15 градусов, а это значит, что максимум её излучения смещается в инфракрасную область (длина волны около 15 микрон) и излучение поглощается атмосферой уже очень сильно.

Требуется консультация по учебной работе? Задай вопрос преподавателю и получи ответ через 15 минут! Задать вопрос

При отсутствии парникового эффекта температура на Земле была бы ниже современной на 33 градуса.

Атмосфера не пропускает часть солнечной энергии и отражает почти 1/3 дошедшей энергии обратно в космос. На каждый квадратный метр доходит 342 ватта, из которых отражается 102 ватта, а 240 ватт проходят через атмосферу. Часть дошедшей энергии отражается обратно и ещё раз проходит через атмосферу с новыми потерями. От атмосферы ещё раз отражается часть энергии и снова возвращается к поверхности Земли.

Замечание 1

Дополнительная энергия, возвращенная к поверхности, и повышает температуру планеты.

Главная роль в парниковом эффекте принадлежит способности поверхности Земли отражать солнечные лучи и способность атмосферного экрана пропускать их туда и обратно. Е

сли бы парниковый эффект отсутствовал, то поверхность Земли получала бы 240 ватт на каждый квадратный метр и отражала бы их обратно, но этого не происходит. Из 240 ватт полученной энергии поглощается 2/3 и 1/3 отражается. Каждый квадратный метр территории нагревается этими 160 ваттами (2/3), а 80 ватт уходит обратно в небо.

Для сохранения энергетического баланса планета должна отдать космосу те же 240 ватт. Поскольку Земля имеет горячее ядро, то она излучает как отраженную энергию Солнца и ещё имеет свое инфракрасное излучение, равное 300 ваттам на квадратный метр.

Таким образом, Земля получает 240 ватт, а отдает 380 ватт, из которых через атмосферу проходит около 150 ватт. Остальное количество энергии возвращается к поверхности Земли и нагревает её. Получается, что планета сама себя греет.

Чем грозит парниковый эффект?

Парниковый эффект крайне опасен. Среди глобальных проблем человечества выделяют:

1. Угроза сельскому хозяйству.
   Таяние льдов повышает уровень моря, что приводит к затоплению прибрежных районов. Посевы гибнут, плодородные земли уходят под воду, пастбища сокращаются. Ситуация губительна для населения, зависимого от урожая.
2. Опасность исчезновения городов.
   Нью-Йорк, Венеция, города на Лазурном побережье Франции, Санкт-Петербург – все они могут оказаться под водой. По данным статистики при сегодняшних тенденциях повышения температуры океан через 15 лет поднимется на 0,3 метра, к концу XXI века – на 1 метр.
3. Опустынивание земель.
   Раннее таяние снега, преждевременное завершение сезона дождей – причина пересушивание почвы. Если температура будет подниматься в течение 10 лет ежегодно на 1 градус, то 200 млн. гектаров леса станут безжизненными степями.
4. Дисбаланс в цепи питания.
   Нагрев воздуха провоцирует изменение температуры воды. Представители животного мира океана постепенно исчезают за счет невозможности приспособиться к быстро меняющимся условиям. Привычное биоразнообразие сокращается. Животные и птицы, проживающие на прибрежных районах, теряют источники питания. Равновесие экосистемы становится под угрозой.
5. Изменчивость климата.
   Смещение границ сезонов, увеличение количества штормов, ураганов – проявления нестабильности погоды.
6. Обострение хронических заболеваний.
   В первую очередь страдает сердечно-сосудистая и бронхолегочная система. С ростом температуры возрастает риск инфекционных заболеваний. Малярия, распространенная в странах Африки, займет обширный ареол поражения.

Чтобы сохранить человечество, все государства должны приложить максимум сил для поиска путей решения вопроса.

Особенности ухода за разными зонами лица

При должном уходе сорокалетняя женщина может выглядеть эффектно и молодо. С течением лет каждая зона лица, а также фигура и волосы требуют все больше заботы. Чтобы в 40 выглядеть на 35, необходимо ежедневно следить за состоянием кожи и придерживаться определенных правил.

Естественно, понадобится приобрести косметические средства для каждой зоны

Это крайне важно, так как с возрастом каждая часть подвергается внутренним изменениям, что сказывается на внешнем состоянии кожи. Препараты должны соответствовать вашему типу эпидермиса, в противном случае вы рискуете вызвать обратную реакцию

Только комплексный уход поможет предотвратить преждевременное старение, продлив молодость.

Уход за кожей вокруг глаз

Кожа в данной области очень тонкая, в ней практически отсутствует жировой слой и потовые железы, а также содержание коллагена минимально. Правильный ежедневный уход за лицом после 40 помогает предотвратить старение кожи и появление мимических складок.

Причины преждевременного старения кожи в области глаз:

• Использование средств, предназначенных по уходу за лицом. Как правило, в таких кремах содержатся агрессивные ингредиенты, которые неблагоприятно влияют на зону вокруг глаз;
• Нанесение крема с чрезмерно жирной основой. Данные средства затормаживают процесс попадания кислорода в кожный покров. В связи с этим, вокруг глаз появляется жирный блеск;
• Область вокруг глаз очень нежная и чувствительная, поэтому втирать крем в кожу нельзя. Чересчур интенсивные движения растянут кожу и будут способствовать появлению морщин. Движения должны быть легкими, плавными и похлопывающими;
• Также кожа стареет быстрее, если перед сном не смывать декоративную косметику. Это приводит к сильному закупориванию пор.

Кожа в зоне век требует применения кремов с большим содержанием витамина К. Данное активное вещество устраняет скопление крови в сосудах и убирает отеки.

Уход за зоной носогубных складок

В данной зоне происходит активная потеря влаги, а к 40 годам процесс усиливается, вследствие чего появляются глубокие складки. Избавиться от соответствующей эстетической проблемы поможет интенсивное ежедневное увлажнение, а также массаж.

Если же морщины сильно выражены, чтобы их разгладить необходимо обратиться к косметологу, который назначит инъекции филлеров.

Уход за скулами и щеками

Ближе к 40 годам щеки теряют свою упругость и начинают свисать вниз. Это происходит из-за недостатка влаги в дерме. Чтобы не допустить преждевременного обвисания щек, данную зону нужно ежедневно массажировать по направлению к вискам.

Лучше всего использовать гель с тонизирующим эффектом. Если же вам необходимо приподнять скулы и щеки, обратитесь к косметологу для проведения инъекций филлеров или липолифтинга.

Уход за шеей и зоной декольте

После 40 лет шея и зона декольте требует регулярного и обильного увлажнения. Данная часть тела быстрее теряет тонус. Неухоженная и дряблая зона декольте на фоне подтянутого лица будет выдавать истинный возраст женщины.

Защитить шею и зону декольте можно, достаточно придерживаться следующих рекомендаций:

• Избегайте прямых УФ-лучей;
• Не злоупотребляйте солярием;
• Спать рекомендуется на маленькой подушке;
• Перед сном проводите контрастный душ зоны декольте и шеи;
• После принятия ванны или душа не вытирайте данную часть тела, дайте ей обсохнуть самостоятельно.

Подтянуть шею и зону декольте в домашних условиях можно с помощью пилинга. Смешайте по 1 ст.л. поваренной соли, овсянки, пищевой соды и кефира. Наносится смесь круговыми движениями и массируется минут 5-7. Смывается теплой водой и увлажняется кремом или эфирным маслом. Эффект будет заметен спустя месяц после регулярного проведения процедур.

Парниковый эффект и глобальное потепление

ПЭ и глобальное потепление – это взаимосвязанные процессы. Из-за эффекта парника средняя среднегодовая температура на планете за последние 10 лет повысилась более чем на +12°C. В регионах, где в летнее время еще 20 лет назад температура воздуха составляла +22..+27°C, сейчас она нередко достигает +35..+37°C.

Повышение температурных режимов особенно опасно для северных регионов. Уже наблюдается стремительное таяние ледников. Кроме того, наблюдается сокращение продолжительности лежания снегов на протяжении зимнего времени. Из-за быстрого схода снега в дальнейшем происходит и сокращение периода сезона дождей.

Некоторые многовековые ледники, которые еще 50 лет назад присутствовали на пиках внутриконтинентальных гор, уже растаяли. Кроме того, наблюдается стремительное таяние ледяных шапок на полюсах планеты. Некоторые исследователи утверждают, что данное явление может стать причиной затопления некоторых густонаселенных территорий.

Влияние глобального потепления на все экосистемы велико. Оно уже спровоцировало незначительное повышение температуры океанов и снижение уровня концентрации кислорода в воде. Это становится причиной сокращения численности водных животных.

Таким образом, глобальное потепление приведет к нарушению цепей питания и вымиранию большого количества видов растений, животных и птиц.

Интересные факты о парниковом эффекте

Явление парникового эффекта помимо Земли существует и на других планетах. Так, на Венере зафиксирован сильнейший парниковый эффект. Учёные считают, что гиперболизация и усиление этого эффекта происходит из-за отсутствия океанов и морей на планете.

Поверхность планеты Венера.

В результате такого сильного парникового эффекта атмосфера Венеры практически полностью состоит из углекислого газа и разогревается до 475С.

Парниковый эффект необходим для поддержания нормальной температуры на Земле. Если бы данного явления не было, то температура была бы всегда минусовой и жизнь на планете оказалась невозможна.

Согласно исследованиям синоптиков, к 2080 году климат в Сибири может сильно измениться. Термометр начнёт показывать преимущественно плюсовые значения. В Сибири потеплеет. Количество осадков вырастет на 140 мм в год, а площадь вечной мерзлоты сократится в несколько раз.

Впервые о парниковом эффекте заговорили в 1827 году. Именно тогда учёный Жозефом Фурье изложил механизм скопления парниковых газов и образования вследствие парникового эффекта.

Геологи утверждают, что сегодняшние тенденции потепления повлияют в будущем на уровень моря. Он повысится на 20-60 сантиметров к концу столетия.

ХХ век запомнился самыми жаркими десятилетиями за более чем 400 лет. Данный период истории стал рекордсменом по температурным значениям.

Согласно подсчётам исследователей, арктические льды сократились на 15% с 1950 года, а средняя продолжительность их существования сократилась.

Быстрое увеличение средней глобальной температуры

Одна треть солнечной энергии задерживается внешними слоями атмосферы, оставшееся количество доходит до поверхности планеты, отражаясь инфракрасным излучением

Хрупкое равновесие температурных показателей сохранялось тысячелетиями, пока учёные не обратили внимание на устойчивое повышение температурных показателей на Земле

Советуем почитать: С чем связано и чем опасно загрязнение почвы тяжелыми металлами

Разработка новых месторождений природного топлива, быстрое развитие производства, транспорта повлияло на климатические условия.

Важно! Увеличение объёма парникового слоя вызвало повышение средней глобальной температуры атмосферы и мирового океана с начала XX столетия на 0,7°С. Особенно повлияла на эти процессы антропогенная деятельность за последние полвека

Экологи прогнозируют к 2100 году потепление на 5,8°С

Особенно повлияла на эти процессы антропогенная деятельность за последние полвека. Экологи прогнозируют к 2100 году потепление на 5,8°С.

Температура растёт неравномерно. Над океаном её показатели меньше, чем над сушей, так как часть энергии затрачивается на испарение. В большей степени потепление зафиксировано в Арктике.

Текущее состояние климата и прогнозы

Изменение климата на Земле уже ярко выражено: аномальная жара в регионах, суровые зимы в местах, где раньше этого не замечалось.

По проведенным исследованиям ученых, 2015 год отметился увеличением средней температуры на 1,02 градуса. Она оказалась выше той температуры, которая фиксировалась в 19 веке, когда только начинались наблюдения за температурными наблюдениями. Этот порог, всего лишь в 1 градус, был превышен впервые за все наблюдения.

Многие ученые считают, что к такому повышению привела деятельность человека. Отмечено, что за первое десятилетие 21 века наблюдался самый массовый рост выбросов в атмосферу за последние 30 лет.

Всемирная метеорологическая организация отметила, что уже через 4 года, концентрация парниковых газов побила антирекорды.

Модель прогноза глобального потепления.

На сегодня имеются положительные сдвиги в этих вопросах. Учёные отмечают роль возникшей пандемии COVID-19, которая затормозила негативные парниковые процессы. Производство встало, спрос на уголь и нефть значительно снизился, пробег автомобилей резко упал, перелёты и различные поездки в путешествия свелись к минимуму.

Все это существенно сократило выбросы главного парникового газа – диоксида углерода. Однако данная положительная динамика носит временный и неустойчивый характер, так как пандемия уже сейчас постепенно идёт на спад, а резкое возобновление и нарастание производства, чтобы вернуться хотя бы к прежним показателям, сыграет еще более пагубным воздействиям.

Прогнозы учёных тем временем весьма неутешительны. Они утверждают, что отсутствие или вялотекущая работа по охране среды государств, приведет к повышению среднегодовой температуры на 3,7-4,8 С уже к 2100 году.

Климатологи предупреждают: необратимые последствия для экологии начнутся уже при росте температуры, более чем на 2 градуса.

В борьбу за сохранение климата на Земле, помимо ООН, включились и знаменитости. Так голливудский актер Леонардо де Каприо жертвует свои гонорары в различные экологические мероприятия.

В своих блогах и соцсетях он акцентирует внимание сообщества на катаклизмы, подчеркивая халатное отношение некоторых руководителей на существующие проблемы. В результате титанических усилий официальных лиц на обращение внимания на данные проблемы происходят некоторые сдвиги в положительную сторону

Так Сергей Лавров отметил, что за последние 20 лет выбросы парниковых газов в энергетическом секторе снизились на 37%.

Положительное воздействие на климат произошло благодаря установке современных очистных сооружений на заводах, прекращению сжигания попутных газов, закрытию части предприятий из-за кризиса.

Лекция 18. Климат, его классификация, глобальные экологические изменения климата

18.3. Изменения климата под влиянием «парникового эффекта», его причины и последствия

Изменение климата в прошлом происходило в основном под влиянием естественных процессов, поскольку результаты деятельности человека были незначительными. Нынешние прогнозы изменения климата на планете крайне противоречивы. Все более весомыми становятся антропогенные факторы. Приведем основные причины изменения климата.

1 Изменение характеристик орбиты нашей планеты, связанное с изменением угла ее наклона и изменением расстояния до Солнца.

2 Флуктуации интенсивности космических лучей.

3 Переполюсовка магнитного поля Земли.

4 Парниковые газы в атмосфере. В последние 15–20 лет выдвинулась в число наиболее серьезных экологических проблем – проблема изменения климата, которое прямо или косвенно обусловлено деятельностью человека. Рост народонаселения, землепользование, вырубка лесов, обновление технологий, экономический рост, производство и потребление энергии и топлива изменяют концентрации и распределение так называемых «парниковых газов» в атмосфере. парниковые газы прозрачны для коротковолновой радиации, но поглощают длинноволновую радиацию. Изменение поглощения или излучения солнечной радиации способно вызвать повышение температуры, повлиять на климат. Главной причиной возникновения «парникового эффекта» считается рост в атмосфере содержания углекислого газа (СО₂), закиси азота (N₂О), метана (СН₄), летучих неметановых органических соединений (ЛНОС), окиси углерода (СО), оксидов азота (NО_х), хлор-фтор-углеродов (ХФУ), галонов и тропосферного озона. Глобальное потепление, вызванное парниковым эффектом, уже началось – средняя температура на планете стала на 0,6° С выше, чем 100 лет назад. Из расчетов Международной комиссии по климатическим изменениям, при сохранении существующих тенденций использования ископаемого топлива и вырубки лесов средняя температура планеты к 2100 г. поднимется на 6° С. Результирующие изменения климата могут иметь далеко идущие последствия в результате подъема уровня Мирового океана (из-за таяния льдов), перераспределения осадков и более неустойчивой погоды. Можно ожидать: увеличения числа штормов и ураганов; затопления низко лежащих земель; перемещения плодородных областей и меньшей безопасности урожаев из-за засух и эрозии почв; потери запасов пресной воды в некоторых регионах, образования пустынь; вымирания некоторых видов животных и растений, так как они не смогут приспособиться к быстро меняющейся обстановке. Повышение температуры вызовет, в зависимости от районов мира, увеличение или уменьшение количества атмосферных осадков. В Северной Европе, включающей Балтийский регион, куда входит и Беларусь, может возрасти объем поверхностного и руслового стока. Важные последствия увеличения содержания СО₂ в атмосфере могут состоять для растений в увеличении скорости фотосинтеза, темпов продуцирования. Парниковый эффект приведет к увеличению вегетационного сезона, что, вероятно, проявится в увеличении урожаев сельскохозяйственных культур и лесной продукции. Этому будет способствовать и возросшая нагрузка по атмосферному азоту. Повышенная температура ускорит темпы разложения и минерализации увеличившегося количества органического вещества, и в конечном счете возрастет количество доступных биогенных элементов и гумусного материала. Увеличение температуры, темпов минерализации органического вещества, повышенное высвобождение азота, фосфора, поток их из почв во внутренние водоемы, моря увеличит биогенную нагрузку на них, стимулирует евтрофирование. Следствием этого процесса станет вторичное загрязнение, нарушение круговорота, состояния водных экосистем. изменение процессов внутри водосборов, таким образом, повлияет на состояние рек, озер, прибрежных вод (Я. Э. Кильстрем, 1997).

В общем, изменение климата, повышение температуры отразится на природных экосистемах, сельском и лесном хозяйствах, водных ресурсах. Социальные последствия указанных изменений будут весьма серьезными во многих странах.

5 Изменение ландшафтов, приводящее к изменению отражательной способности земной поверхности.

6 Выбросы аэрозолей в стратосферу, что приводит к уменьшению количества солнечной энергии, поступающей на Землю. Загрязнение тропосферы пылью повышает уровень ее замутненности, увеличивает облачность. Это ведет к похолоданию или к созданию так называемого эффекта ядерной зимы, вызванного ядерными взрывами на поверхности Земли, крупными вулканическими извержениями, падениями астероидов.

7 Влияние хозяйственной деятельности на влагооборот, приводящее к изменению режима осадков.

Парниковый эффект: причины и последствия

Первое упоминание о природе парникового эффекта появилось в 1827-м в статье ученого-физика Жана Батиста Жозефа Фурье. Его труды были основаны на опыте швейцарца Никола Теодора де Соссюра, который измерил температуру внутри сосуда с затемненным стеклом, когда его поставили под солнечный свет. Ученый выяснил, что температура внутри выше из-за того, что тепловая энергия не может пройти сквозь мутное стекло.

На примере этого опыта Фурье описал, что не вся солнечная энергия, достигающая поверхности Земли, отражается в космос. Парниковый газ удерживает в нижних слоях атмосферы часть тепловой энергии. Он состоит из:

Что такое парниковый эффект? Это увеличение температуры нижних атмосферных слоев из-за скопления тепловой энергии, которую удерживают парниковые газы. Атмосфера Земли (ее нижние слои) из-за газов получается достаточно плотной и не пропускает в космос тепловую энергию. В результате поверхность Земли нагревается.

По состоянию на 2005 год среднегодовая температура земной поверхности выросла на 0,74 градуса за последнее столетие. В ближайшие годы ожидается ее стремительное повышение по 0,2 градуса за каждое десятилетие. Это необратимый процесс глобального потепления. Если динамика сохранится, то через 300 лет произойдут непоправимые экологические изменения. Поэтому человечеству грозит вымирание.

Ученые называют такие причины возникновения глобального потепления, как:

масштабная промышленная деятельность человека. Она ведет к увеличению выброса газов в атмосферу, что изменяет ее состав и приводит к росту запыленности;

• сжигание ископаемого топлива (нефти, угля, газа) на тепловых электростанциях, в двигателях автомобилей. В результате увеличиваются выбросы углекислоты. Кроме того, растет интенсивность энергопотребления — при увеличении населения земного шара на 2% в год потребность в энергии увеличивается на 5%;
• бурное развитие сельского хозяйства. Результат — увеличение выбросов метана в атмосферу (чрезмерная выработка удобрений из органики в результате гниения, выбросы из биогазовых станций, увеличение количества биологических отходов при содержании скота/птицы);
• увеличение количества свалок, из-за чего растут выбросы метана;
• вырубка лесов. Она приводит к замедлению поглощения углекислого газа из атмосферы.

Последствия глобального потепления чудовищны для человечества и жизни на планете в целом. Итак, парниковый эффект и его последствия вызывают цепную реакцию. Убедитесь в этом сами:

1. Самая большая проблема заключается в том, что из-за повышения температуры на поверхности Земли начинают таять полярные льды, из-за чего повышается уровень моря.

2. Это приведет к затоплению плодородных земель в долинах.

3. Затопление крупных городов (Санкт-Петербург, Нью-Йорк) и целых стран (Нидерланды) приведет к социальным проблемам, связанным с необходимостью переселения людей. В итоге возможны конфликты и массовые беспорядки.

4. Из-за прогревания атмосферы период таяния снегов сокращается: они тают быстрее, а сезонные дожди быстрее заканчиваются. В результате увеличивается количество засушливых дней. По подсчетам специалистов, при повышении среднегодовой температуры на один градус около 200 млн га лесных массивов превратятся в степи.

5. Из-за уменьшения количества зеленых насаждений снизится переработка углекислого газа в результате фотосинтеза. Парниковый эффект усилится, и глобальное потепление ускорится.

6. Из-за нагревания поверхности Земли увеличится испарение воды, что усилит парниковый эффект.

7. Из-за повышения температуры воды и воздуха возникнет угроза для жизни ряда живых существ.

8. Из-за таяния ледников и роста уровня Мирового океана сдвинутся сезонные границы, участятся климатические аномалии (штормы, ураганы, цунами).

9. Рост температуры на поверхности Земли негативно скажется на здоровье людей, а кроме того, спровоцирует развитие эпидемиологических ситуаций, связанных с развитием опасных инфекционных заболеваний.