zwany jest także efektem szklarniowym. Szklarnia jest bardzo dobrym modelem, umożliwiającym wyjaśnienie podstaw tego procesu.

Transkrypt

1 Efekt cieplarniany zwany jest także efektem szklarniowym. Szklarnia jest bardzo dobrym modelem, umożliwiającym wyjaśnienie podstaw tego procesu. Każdy na pewno zauważył, że w słoneczny dzień w szklarni temperatura jest znacznie wyższa, niż poza nią. Poniżej przedstawiamy proste wyjaśnienie tego zjawiska.efekt cieplarniany w atmosferze zachodzi dzięki obecności w atmosferze gazów cieplarnianych, które tak samo, jak warstwa szkła, pochłaniają promieniowanie podczerwone. Gazy te, to w szczególności: dwutlenek węgla (CO 2 ), metan (CH 4 ), tlenek azotu (N 2 O), freony (CFC), oraz para wodna. Każdy z tych gazów ma swoje własne cechy, i pochłania promieniowanie na sobie właściwych długościach fal. Wpływ poszczególnych gazów na Ziemię Wpływ poszczególnych gazów cieplarnianych na efekt cieplarniany Para wodna [z chmurami] 33-60%; [58-84%] CO2 9-26% CH4 4-9% O3, CFC, % Jeśli porównać względny wpływ poszczególnych gazów cieplarnianych na efekt cieplarniany, okazuje się, że najsilniejsze jest działanie pary wodnej, na drugim miejscu plasuje się dwutlenek węgla, a na trzecim metan. Pozostałe gazy są relatywnie mniej istotne (choć np. związana z dziurą ozonową redukcja ilości ozonu nad Antarktydą wpływa na obniżenie temperatury w rejonach bieguna południowego). Para wodna Para wodna to gaz szczególny. Jakiekolwiek sztuczne zmiany koncentracji pary wodnej w atmosferze są bardzo krótkotrwałe. Para wodna, w odróżnieniu od innych gazów cieplarnianych, bierze udział w dynamicznym cyklu wodnym. Jej ilość w atmosferze może znacząco wzrosnąć w wyniku parowania w przeciągu kilku dni, ale też w wyniku opadów w przeciągu kilku godzin spaść praktycznie do zera. Pozostałe gazy cieplarniane nie podlegają takim zjawiskom i mogą istnieć w atmosferze dziesiątki, a nawet tysiące lat.

2 Wpływ CO2 na efekt cieplarniany Zwiększenie koncentracji innych niż para wodna gazów cieplarnianych w atmosferze spowoduje podniesienie się temperatury, zwiększenie parowania oraz wzrost zawartości pary wodnej w atmosferze. Dodatkowa para wodna w atmosferze to dodatkowy wzmacniacz efektu cieplarnianego. Tak więc emitując do atmosfery dwutlenek węgla, zwiększamy nie tylko efekt cieplarniany od tego gazu, ale również wtórnie od pary wodnej. Planeta Wenus - super efekt cieplarniany Planeta Wenus jest bardzo podobna po względem rozmiarów, masy i budowy, do Ziemi, różni się jednym istotnym szczegółem: jej atmosfera jest 100 razy gęstsza od ziemskiej. Atmosfera Wenus w 96,5% składa się z dwutlenku węgla, a efekt cieplarniany podnosi temperaturę do ponad 460 C. Oceany, które kiedyś znajdowały się na Wenus, parowały w wyższej od ziemskiej temperaturze. Po przekroczeniu krytycznej koncentracji pary wodnej (będącej gazem cieplarnianym) temperatura zaczęła rosnąć w sposób niekontrolowany, powodując odparowanie jeszcze większej ilości wody. W końcu oceany Wenus wyparowały całkowicie. Jest to przykład wyjątkowo rozbuchanego efektu cieplarnianego. Los Wenus może być sygnałem, że mało z pozoru istotne zjawiska w atmosferze mogą doprowadzić do powstania planety o zupełnie innym, nieprzyjaznym obliczu. Ziemia Śnieżka Wystarcza niewielka ilość gazów cieplarnianych, aby utrzymać na powierzchni Ziemi temperaturę, która umożliwia istnienie życia. Szacuje się, że dzięki efektowi cieplarnianemu temperatura na Ziemi jest o 33 C wyższa, niż byłaby, gdyby to zjawisko nie istniało. Biorąc pod uwagę fakt, że średnia temperatura Ziemi wynosi 14 C, można wyliczyć, że temperatura Ziemi wynosiłaby wtedy -18 C. Życie, jakie istnieje w obecnej formie, nie byłoby możliwe. Gdyby Ziemia ochłodziła się do tego stopnia, para wodna w atmosferze przestałaby praktycznie występować, do tego cała Ziemia zostałaby skuta lodem, i to na trwałe. Ziemia, pokryta lodem, przestałaby pochłaniać promieniowanie słoneczne i emitować je w podczerwieni. Zamiast tego lód, jak lustro, odbijałby większość padającego na Ziemię światła bezpośrednio w kosmos. Gdyby czapy lodowe zaczęły narastać i przesuwać się w stronę niższych szerokości geograficznych, to, po przekroczeniu przez nie 35 równoleżnika nie byłoby już odwrotu - cała Ziemia, aż po równik, zostałaby skuta kilometrowej grubości skorupą lodu. Lód działa jak lustro - odbija nawet 90% padającej na niego energii, do tego bez zmiany długości fali - jest to więc energia, która bez problemu wraca w kosmos, nie będąc pochłaniana przez atmosferę.

3 Wzrost temperatury na Ziemi Obecnie, średnia temperatura Ziemi podniosła się o niecałe 0.8 C, skutkuje to szeregiem niespotykanych wcześniej zjawisk: rekordowe upały, przesuwanie się stref klimatycznych, topnienie lodowców, silniejsze huragany, rozpad czapy lodowej Arktyki i lodów Antarktydy, podnoszenie się poziomu oceanów, rozmarzanie wiecznej zmarzliny, burze i nawałnice, pustynnienie, susze, pożary, powodzie. Dalszy wzrost temperatury na Ziemi Jak przewidują naukowcy, jeśli w dalszym ciągu będziemy kontynuować obecny sposób życia, to do końca stulecia średnia temperatura Ziemi wzrośnie o 3-4 C, a temperatura lądów zmieni się w granicach 4-7 C, z największymi zmianami w Arktyce i w głębi lądów - z dala od stabilizujących temperaturę oceanów. Przy spaleniu wszystkich dostępnych paliw kopalnych średnia temperatura Ziemi wzrośnie nawet o 6 lub więcej stopni. A są to zmiany praktycznie nieodwracalne. Naukowcy nie są w stanie przewidzieć, jak dokładnie zmieni się klimat Ziemi, ale przewidują, że następstwa wzrostu temperatury planety to będą nie tylko fale upałów, zanik zim i przesuwanie się stref klimatycznych, ale znacznie tragiczniejsze w skutkach anomalie: znikną lodowce górskie, w tym w Andach i Himalajach, zapewniające wodę setkom milionów ludzi i działanie hydroelektrowni; stopnieją lody Arktyki, obecnie jak lustro odbijające światło Słońca, co spowoduje dalsze ocieplanie się klimatu; rozpad wiecznej zmarzliny spowoduje nie tylko uszkodzenia infrastruktury, ale też wyzwolenie do atmosfery olbrzymich ilości uwięzionych w niej gazów cieplarnianych, nakręcając spiralę zmian klimatu; w wyniku rozpadu czap lodowych Grenlandii i części Antarktydy podniesie się poziom oceanów o wiele metrów, co uczyni uchodźcami dziesiątki milionów ludzi; załamie się cyrkulacja oceaniczna - w środku globalnego ocieplenia klimat Europy może upodobnić się do klimatu Labradoru i Kamczatki; pojawią się huragany o nie spotykanej dotychczas mocy, od huraganów nowej, VI-tej kategorii aż po hiperkany - sięgające stratosfery wiry powietrza zdolne zedrzeć ziemię do gołej skały i wrzucić ją do oceanu; do końca stulecia 1/3 powierzchni Ziemi może stać się pustynią, setki milionów ludzi będą musiały przenieść się na inne tereny; rekordowe burze, powodzie i lawiny błotne staną się czymś powszechnym; pożary zagrożą olbrzymim obszarom lasów - od Amazonii po Kanadę; wymrze połowa znanych gatunków zwierząt i roślin; tropikalne choroby i owady zawitają w dotychczas wolne od nich rejony;

4 Przesuwanie się stref klimatycznych Sucha strefa zwrotnikowa przesuwa się na północ - klimat saharyjski dociera już do południowej Europy, przynosząc tam susze, upały i pustynnienie. Badania NOAA (US National Climatic Data Center) wykazały, że strefa tropików (rejon między zwrotnikami Raka i Koziorożca rozszerzyła się w ciągu ostatniego ćwierćwiecza o kilometrów od równika w kierunku biegunów. Konsekwencją tego są susze w Hiszpanii, Cyprze czy południu USA. Polskie zimy stają się coraz cieplejsze, zima nadchodzi późno i szybko się kończy, wydłuża się okres wegetacji. Nie występują już tak kiedyś powszechne wiosenne powodzie opadowe. Bałtyk od lat 40 XX wieku już nie zamarza. Na południu Polski zaczęliśmy uprawę afrykańskiego sorgo, a klimat Dolnego Śląska zaczyna przypominać klimat słynnego z uprawy winorośli węgierskiego rejonu Tokaju sprzed 20 lat. Topnienie lodowców Topnienie lodowców to bardzo czuły wskaźnik zmian temperatury, a co za tym idzie zmian klimatu. W stałych warunkach klimatycznych lodowce pozostają w stanie równowagi, ani znacząco nie rosną, ani nie maleją. Topnienie Arktyki Arktyka to obszar wyjątkowo czuły na zmiany klimatu, a zachodzące w niej zmiany można traktować jak system wczesnego ostrzegania dla klimatu planety. Kiedy Słońce świeci na śnieg lub lód, ten odbija 80-90% padającego światła, a jedynie 10-20% energii jest pochłaniane i zwracane przez ziemię w postaci podczerwieni. Jeśli w wyniku podniesienia się temperatury woda nie jest pokryta lodem, sytuacja wygląda dokładnie odwrotnie - woda pochłonie 90% padającej energii, nagrzewając się i oddając energię w podczerwieni. Promieniowanie to zostanie uwięzione przez gazy cieplarniane. W wyniku nagrzewania rośnie temperatura, co powoduje dalszy zanik pokrywy lodowej i jeszcze większe nagrzewanie. Właśnie to dodatnie sprzężenie zwrotne odpowiada za fakt, że na dalekiej północy temperatury rosną najszybciej w wyniku zaniku pokrywy lodowej. Konsekwencje topnienia lodowców Topnienie lodowców niesie za sobą szereg poważnych konsekwencji, daleko wykraczających poza problemy kurortów narciarskich czy możliwość nagłego wylania jezior polodowcowych. W wyniku ich topnienia może być zagrożone życie wielu ludzi. Dlaczego? Lodowce zawierają 75% światowych zasobów wody słodkiej, z których czerpie wodę ponad 2,5 miliarda ludzi. Ich stopnienie będzie oznaczać katastrofalne zachwianie dostępności wody.

5 Wzrost poziomu wody w oceanach Globalne ocieplanie się klimatu wpływa na podnoszenie się poziomu wody w morzach i oceanach. Przyczyną są tu dwa zjawiska: wzrost objętości wody wraz z podnoszeniem się temperatury oraz topnienie lodowców. Topnienie lodowców pływających, nie zmienia poziomu wody. Na wzrost poziomu wody ma wpływ jedynie topnienie lądolodu znajdującego się na lądzie. Spływająca z nich woda podnosi poziom oceanów. Stopnienie się lodów Grenlandii spowodowałoby podniesienie się poziomu mórz i oceanów o 7 metrów, niestabilnych lodów Antarktydy Zachodniej o 5 m, a Antarktydy Wschodniej o 65 metrów. Problemem jest nie tylko zagrożenie życia ludzkiego i infrastruktury. Zalewająca ląd słona woda prowadzi do degradacji obszarów rolniczych. Słona woda trafia też do studni i pokładów wodonośnych, degradując potencjał rolniczy zalanych terenów i możliwość utrzymania się zamieszkujących je ludzi. Podniesienie się poziomu wody o 1m może sprawić, że w Polsce cały Gdańsk znalazłby się pod wodą. Podnoszenie się poziomu oceanów Archipelag Wysp Lagunowych, położonych na Oceanie Spokojnym, co roku zmniejszają swoje rozmiary. Naukowcy szacują, że do roku 2050 archipelag przestanie istnieć. Jeżeli nie uda się zmniejszyć wzrostu poziomu oceanu, ludność zamieszkującą archipelag do tego czasu trzeba będzie ewakuować. Emisja co2 Aktualna emisja CO 2 przez ludzi wynosi 35 miliardów ton rocznie. Szacuje się, że poziom bezpieczeństwa to około 10 miliardów ton. W 2004 roku najwięcej emitowały Stany Zjednoczone, ale w Chinach będących na 2 miejscu emisja bardzo szybko rosła, wraz ze wzrostem zużycia energii. W 2007 roku Chiny pod względem emisji dwutlenku węgla objęły prowadzenie w tym wątpliwie prestiżowym rankingu. Chiny wciąż zużywają mniej energii niż USA, ale czerpią ją głównie z najbrudniejszego węgla. Prognozy co do emisji CO2, wskazują że poziom zwiększy się znacznie w krajach takich jak Chiny czy Indie. Emisja CO2 na osobę Emisja CO2,nie jest podzielona równomiernie między ludzi: Bezapelacyjnymi rekordzistami są mieszkańcy Zatoki Perskiej w Katarze emisja na osobę przekracza 60 ton CO2 rocznie. Symboliczne ceny paliwa nie zachęcają do oszczędzania.

6 Amerykanin lub Australijczyk odpowiadają za emisję około 20 ton CO2 na osobę. Wysokie zużycie paliwa związane jest między innymi z jego niską ceną i podporządkowaniem infrastruktury miejskiej ruchowi kołowemu. W Europie infrastruktura miejska nie jest podporządkowana samochodom, podatki w cenie paliwa zachęcają do oszczędności, a władze Unii czynią wysiłki ekologiczne. Emisja na osobę jest więc dużo niższa od 6,2 tony w bazującej na hydroenergii Szwecji i 6,8 tony w opierającej energetykę na elektrowniach jądrowych Francji do ton w innych europejskich krajach. Statystyczny Polak odpowiada za emisję 8 ton CO2 rocznie. Kraje uprzemysławiające się, jak Chiny i Indie, jak na razie mają emisję rzędu 1-3 tony CO2 na osobę rocznie, ale emisja bardzo szybko rośnie, a wielka liczebność populacji tych krajów powoduje, że w bezwzględnych ilościach emisji są w czołówce rankingu. Najmniej emitują mieszkańcy ubogich krajów afrykańskich. Tutaj emisja (pomijając wypalanie lasów) sięga kilku kilkudziesięciu kilogramów CO2 na osobę rocznie. Paradoksalnie to właśnie oni najdotkliwiej odczują, a właściwie już odczuwają, konsekwencje zmian klimatycznych, powodowane emisją CO2 przez państwa uprzemysłowione. Wulkany a emisja CO2 Przeciwnicy teorii globalnego ocieplenia, często próbują udowadniać iż człowiek nie ma na niego wpływu, a emisja CO2 przez człowieka jest znikoma. Ludzie emitują do atmosfery zaledwie 3% CO 2 emitowanego ze źródeł naturalnych. Ale tym naturalnym emisjom towarzyszy też pochłanianie. Naturalne mechanizmy emisji i absorpcji są bardzo zrównoważone. Natomiast nadwyżka CO2 produkowana przez przemysł stanowi stałą, niezbilansowaną nadwyżkę. Co ciekawe, jeśli policzy się, jak rosłaby zawartość CO2 w atmosferze, gdyby nasza emisja w całości gromadziła się w atmosferze, wzrost byłby 2 razy szybszy. Na szczęście duża część naszej emisji jest usuwana z atmosfery, w większości przez absorpcję dwutlenku węgla przez oceany. Warto zaznaczyć, że obwiniane o emisję CO2 wulkany nie zasługują na tę reputację. Wulkany wyrzucają do atmosfery około 150 razy mniej CO2 niż ludzie. Inaczej mówiąc, 20 milionów samochodów wysyła do atmosfery w ciągu roku tyle samo CO2 co wszystkie wulkany świata.

7 Podsumowanie Globalne ocieplenie to nie hipoteza jest rzeczywiście obserwowane Naukowcy uważają, że za globalne ocieplenie odpowiada emisja gazów cieplarnianych, głównie CO 2 przez ludzi. Emisja gazów cieplarnianych jest związana z naszą energetyką, transportem, budownictwem i przemysłem, w zasadzie z każdym aspektem naszego życia. Emisja gazów cieplarnianych gwałtownie rośnie Następstwa to nie tylko wzrost temperatury! To także susze i pustynnienie, powodzie, huragany, zatopienie wybrzeży, głód, choroby, setki miliony uchodźców, konflikty, a w skrajnym przypadku gwałtowne załamanie się klimatu Ziemi. Konsekwencje mogą być umiarkowane, mogą być też skokowe i katastroficzne. Nie jesteśmy pewni