Влияние парникового эффекта на биосферу и человека
Парниковый эффект, как феномен глобального потепления
Парниковый эффект относится к числу проявлений глобального потепления. Эта тенденция наметилась в связи с увеличением в атмосфере концентраций углекислого газа, метана и некоторых других парниковых газов.
В последние десятилетия и, особенно в последние годы, парниковый эффект стал крупной научной проблемой. Как отклик на озабоченность тенденциями глобального изменения климата, эта проблема нашла достаточно широкое освещение в научных публикациях, оценках экспертов ООН и программах проведения исследований.
Важнейшей причиной изменений климатической системы является накопление в атмосфере антропогенных парниковых газов и вызываемое ими нарушение радиационного баланса атмосферы. Существуют и другие причины, в частности, накопление аэрозолей в атмосфере, разрушение озонового слоя, загрязнение атмосферы, гидросферы и др.
Возрастание диоксида углерода в атмосфере усиливает парниковый эффект, так как СО2 успешно пропускает длинноволновые лучи солнечного света к поверхности Земли и задерживает коротковолновое излучение. Поэтому чем выше концентрация СО2 в атмосфере, тем меньше тепла рассеивает Земля, тем выше средняя температура у земной поверхности. Потеплению климата Земли способствует также поступление тепла в атмосферу за счет сжигания нефтепродуктов, угля, торфа, работы разнообразных двигателей. Повышение средних температур на земном шаре может существенно изменить ход природных процессов биосферы.
В результате антропогенных выбросов парниковых газов изменяется климат, что ведет к негативным последствиям практически во всех областях деятельности человека.
Оценки влияния парникового эффекта на биосферу и человека
Рассуждения о вреде парникового эффекта для климата Земли стали настолько расхожими, что об этом говорят все кому не лень. Больше всего пишут о вредоносности парникового эффекта. Между тем, научные данные о динамике изменения углекислоты в атмосфере и парниковому эффекту, собранные во едино, показывают совсем другую картину мира.
Хочу представить самые распространенные заблуждения об опасности парникового эффекта.
Миф первый: опасность потепления климата.
Общепринятые оценки метеорологов показывают, что повышение содержания углекислотного газа в атмосфере приведет к повышению температуры практически только в высоких широтах, особенно в северном полушарии, где "совсем недавно было гигантское оледенение". Причем в основном это потепление произойдет зимой. По оценки специалистов Института сельхозметеорологии Роскомгидромета, повышение концентрации СО2 в два раза приведет к удвоению хозяйственной полезной площади России - с 5 до 11 млн. км 2. По хозяйственной полезной площади Россия занимает сейчас скромное пятое место в мире после Бразилии, США, Австралии и Китая. Наибольший эффект от потепления будет иметь Россия, в которой западная граница проходит примерно по январской изотерме 0 °С.
Отечественные "зеленые" механически повторяют про опасность потепления, не осознавая, что живут в холодной стране. При ожидаемом потеплении в большинстве районов России климат станет очень благоприятным, близким к субтропическому. Нечерноземная малопродуктивная зона центральной России станет плодоносной, продолжительность сельскохозяйственного года в ней утроится.
Важно, что потепление, за счет повышения температуры, будет происходить в основном зимой. Лето в России останется практически таким же относительно нежарким. Причем это повышение температуры произойдет за несколько лет вслед за повышением концентрации СО2. так как материковых льдов давно нет, а время нагрева атмосферы не превышает двух месяцев.
Миф второй: Угроза потопа.
В разных источниках указываются разные значения повышения уровня Мирового океана в пределах 0,2-1,4 метра. Почти все ледники в северном полушарии растаяли 9000 лет назад. Осталась только Гренландия. Льды же Северного Ледовитого океана при таянии не повысят уровень Мирового океана даже на 1 мм согласно всем известному из школьной физики закону Архимеда. Гренландский ледник не растает по той же причине, что и Атлантический. Дело в том, что оледенение имеет место быть при температуре ниже нуля, а температура Антарктиды в зависимости от сезона равна 30-90 °С ниже нуля. При ожидаемом потеплении условия сохранения Антарктического ледника практически не изменяется. Скорее всего из-за увеличения испарений количество влаги, поступающей в Антарктиду, возрастет, из-за этого ледник может существенно увеличиться и соответственно возрастет сход айсбергов. Гренландия - это маленькая Антарктида. При ожидаемом в 21 веке повышении температуры в высоких широтах на 4°С температура на ледниках Гренландии сохранится существенно ниже нуля, и из-за увеличения циркуляции влаги в атмосфере выпадение снега в Гренландии и частота схода там айсбергов увеличится. Данные палеоклиматологии (наука о истории изменений климата Земли) подтверждают эти прогнозы. Гренландский и Антарктический ледники существуют многие десятки миллионов лет и пережили периоды несравненно более сильного потепления, чем это ожидаемое. Поэтому никакого существенного повышения уровня Мирового океана не следует ожидать ни в 21 веке, ни в более отдаленные времена.
Миф третий: Вредность СО2.
Сколько поднято шума в связи с увеличением содержания СО2 в атмосфере, что в сознании широких масс, наверное, создалось мнение о его вредности. Однако это не так. При концентрации углекислого газа ниже 1% он не оказывает вредного влияния на животных. Более того, слишком низкое содержание СО2 в воздухе для некоторых людей является причиной астматических болезней. Их не даром лечат по методу профессора Бутейко задержкой дыхания. Ведь присутствие СО2 совершенно необходимо для эффективного дыхания. Животный мир возник при весьма высокой концентрации углекислого газа. Еще 600 млн. лет назад, когда животный мир начал трансформироваться в современные виды, концентрация кислорода в воздухе составляла всего 2%. Предки приматов возникли примерно 20 миллионов лет назад, когда концентрация СО2 была втрое выше, т.е. 0,1%. Для растений углекислота является самым необходимым жизненным веществом, так как другой возможности усвоения растениями углерода в природе не существует. Поэтому СО2 ни в коем случае нельзя считать вредным веществом для здоровья животных и тем более растений. Экспериментально показано, что с повышением концентрации в воздухе углекислого газа урожайность всех культур возрастает. По мнению некоторых врачей, человеку полезнее высокогорный воздух, где абсолютная концентрация кислорода вдвое меньше. В обыденном сознании сформировалось мнение, что леса являются "легкими планеты". Но леса и растительность вообще в основном поглощают СО2. Очищать воздух от углекислого газа бессмысленно, так как его уже практически там нет: осталось всего 0,035%.
СО2 и парниковый эффект.
По оценкам ученых, без парникового эффекта средняя температура поверхности Земли была бы на 30 градусов ниже нуля и никакой жизни на ней, скорее всего, не было бы. Именно парниковый эффект, являясь природным одеялом, создает благоприятные условия жизни на земле. Парниковый эффект, то есть степень поглощения инфракрасного излучения земной поверхности, обусловлен наличием многоатомных газов (СО2. пары H2 0, СН4 ), непрозрачных для теплового излучения. В наше время парниковый эффект в среднем на 78% порожден парами воды и только на 22% углекислым газом при их объемном соотношении 1:10. Вкладом других газов можно пренебречь.
Влияние парникового эффекта на климат в зависимости от концентрации СО2 хорошо известно метеорологам. Он в основном повышает температуру зимой в высоких широтах и практически не влияет на температурный режим низких широт. Это объясняется следующим. Вышеупомянутое соотношение вкладов водяного пара и СО2 в парниковый эффект наблюдается только раз в год. В высоких широтах при снижении зимней температуры концентрация водяного пара в атмосфере резко снижается, так как он конденсируется и выпадает в виде осадков. В результате парниковый эффект резко снижается и температура атмосферы уменьшается. При дальнейшем снижении температуры водяной пар вымораживается из атмосферы, на землю выпадает снег и резко увеличивается отражение лучистой энергии, поступающей от Солнца. Физики и метеорологи сказали бы, что увеличивается альбедо (доля отраженной лучистой энергии) Земли. Это вторая сильная обратная связь. А вот концентрация СО2 в атмосфере не зависит от этих факторов. Именно парниковый эффект от СО2 сохраняет тепло в атмосфере при вымораживании из нее водяного пара. Увеличение концентрации СО2 приведет к тому, что снижение температуры и вымораживание водяного пара, а также выпадение снега и увеличение альбедо будет проходить в существенно меньшей степени. Итак, наличие СО2 в атмосфере играет важную роль для улучшения климата, прежде всего в зимнее время. Но наличие СО2 в атмосфере еще важнее для стабилизации климата при воздействии случайных факторов, приводящих к временному похолоданию, которые в отсутствие СО2 могли бы вызвать оледенение.
Судя данным теориям, СО2 не вредит ни здоровью человека, ни атмосфере. Он в основном повышает температуру зимой в высоких широтах и практически не влияет на температурный режим низких широт, что уменьшает парниковый эффект.