Парниковий ефект

Клімат Землі, що залежить в основному від стану її атмосфери, протягом геологічної історії періодично змінювався: чергувалися епохи істотного похолодання, коли значні території суші вкривалися льодовиками, й епохи по­тепління (до речі, ми живемо саме в епоху потепління, коли роз­танули великі льодовикові щити в Євразії та Північній Америці). Та останнім часом учені-метеорологи б'ють на сполох: сьогодні атмосфера Землі розігрівається набагато швидше, ніж будь-коли в минулому. За даними ООН, із кінця XIX до початку XXI ст. гло­бальна температура на земній кулі підвищилася загалом на 0,6 °С. Середня швидкість підвищення глобальної температури до 1970 р. становила 0,05 °С за 10 років, а останніми десятиліттями вона под­воїлась. 1 це зумовлено діяльністю людини: • по-перше, людина підігріває атмосферу, спалюючи велику кількість вугілля, нафти, газу, а також уводячи в дію атомні електростанції; • по-друге, і це головне, в результаті спалювання органічного палива, а також унаслідок знищення лісів у атмосфері нагромаджується вуглекис­лий газ. За останні 120 років уміст СО₂ в повітрі збільшився на 17 %. У земній атмосфері вуглекислий газ діє як скло в теплиці чи парнику: він вільно пропускає сонячні промені до поверхні Землі, але втримує її тепло. Це спричинює розігрівання атмосфери, відоме як парниковий ефект. За розрахунками вчених, найближчими десятиліттями через парниковий ефект середньо­річна температура на Землі може підвищитися на 1,5—2 °С.

У йому ж полягає небезпека парникового ефекту?

Глобальне потепління призведе до танення льодовиків Грен­ландії, Антарктиди й гір, рівень Світового океану підвищиться на 6—10 м, при цьому буде затоплено близько 20 % площі суходолу, де сьогодні живуть сотні мільйонів людей, розташовані міста, ферми, сади й поля.

Моделлю парникового ефекту в масштабах планети може слугувати клімат на Венері. її щільна (більш як 9 тис. кПа біля поверхні) атмосфера, що на 98 % складається з вуглекислого газу, за рахунок цього явища розжарена до температури 500 °С (за та­кої температури залізо починає світитися червоним кольором).

Занепокоєна загрозою парникового ефекту світова спільнота намагається запровадити низку запобіжних заходів. У 1992 р.

Конференцією ООН із питань довкілля й розвитку прийнято Рамкову конвенцію про зміну клімату, мета якої — «досягти стабілізації концентрації парникових газів у атмосфері на такому рівні, який не допускав би шкідливого антропогенного впливу на кліматичну систему». Конвенцію підписали практично всі держави — члени ООН, у тому числі Україна. Згідно з цією Конвенцією і Кіотським протоколом, що є її доповненням, промислово розви­нені країни, до яких віднесено й Україну, повинні з 2008 по 2012 р. знизити як мінімум на 5 % порівняно з рівнем 1990 р. за­гальні викиди шести газів, котрі спричиняють парниковий ефект. Україна має стабілізувати викиди цих газів на рівні 1990 р.

Що ж захищає нас і всю біосферу від згубної дії «жорсткого ультрафіолету»?

Озоновий щит Землі.

Як уже згадувалося, на висотах 20—50 км повітря містить підвищену кількість озону. Озон утворюється в стратосфері за рахунок звичайного двохатомного кисню (О₂), що поглинає «жорстке» УФ-випромінювання. Енергія УФ(В)- та УФ(С)-ви-промінювань витрачається на фотохімічну реакцію утворення озону з кисню (ЗО₂ -» 2О₃), і тому до поверхні Землі вони не до­ходять; туди проникає лише істотно ослаблений потік «м'якого» УФ(А)-випромінювання. Від його негативної дії наш організм уміє захищатися, синтезуючи в шкірі шар темного пігменту — меланіну (засмага). Однак ця речовина утворюється досить повільно. Тому тривале перебування на весняному сонці, коли шкіра ще не насичена меланіном, викликає її почервоніння, головний біль, підвищення температури тіла тощо.

Озоновий шар в атмосфері Землі з'явився на світанку її геологічної історії, коли в повітря став надходити кисень, що вироблявся в процесі фотосинтезу мікроскопічними морськими водоростями. За розрахунками вчених, коли вміст кисню в атмо­сфері досяг приблизно 10 % сучасного, сформувався озоновий шар, і життя змогло вийти з моря на суходіл (до цього поверхня суші була випалена, стерилізована ультрафіолетом).

Останнім часом учені надзвичайно занепокоєні зниженням умісту озону в озоновому шарі атмосфери.

Зменшення вмісту озону в атмосфері загрожує зниженням урожаїв сільськогосподарських культур, захворюваннями тварин і людей, збільшенням кількості шкідливих мутацій і т. п. Якщо ж озоновий шар зникне зовсім, то це призведе до загибелі принаймні наземної біоти.

Установлено, що руйнуванню озонового шару сприяють та­кож деякі хімічні речовини (зокрема оксиди азоту): потрапляючи в стратосферу з висхідними повітряними течіями, вони вступають у реакцію з озоном і розкладають його на кисень. Проте вміст оксидів азоту в повітрі невеликий, вони нестійкі й суттєво не впливають на кількість озону в стратосфері.

З'явилося також інше джерело озоноруйнівних речовин — діяльність людини. Сучасна промисловість широко використовує так звані фреони (хлорфторметани) — CFC1₃, CF₂ClBr тощо — як холодоагенти в рефрижераторах і побутових холодильниках, як аерозольні розбризкувані в балончиках із фарбою, лаком, парфу­мами, для очищення напівпровідникових схем і т. п. Щорічно в світі випускається кілька мільйонів тонн фреонів. Для людини пари фреонів не шкідливі. Та вони надзвичайно стійкі й можуть зберігатися в атмосфері до 80 років. Пари фреонів із висхідними повітряними течіями потрапляють у стратосферу, де під впливом УФ-випромінювання Сонця розпадаються, вивільняючи атоми хлору. Ця речовина діє на озон як дуже сильний каталізатор, роз­кладаючи його молекули до кисню.

Один атом хлору здатен роз­класти 100 тис. молекул озону!

• Занепокоєні загрозою руйнування озонового шару керівни­ки багатьох країн світу вживають заходів для його збереження, й у 1985 р. в Монреалі було підписано Протокол про охорону атмо­сферного озону. Вирішено до 2000 р. скоротити на 50 % спожи­вання фреонів, а згодом і зовсім відмовитися від них, замінивши їх безпечними сполуками. Проте це не реалізовано й сьогодні, оскільки США — головний забруднювач атмосфери — відмови­лися підписати зазначений Протокол.

Призводить до руйнування озонового шару й військова діяльність, зокрема запуск балістичних ракет. їхні двигуни вики­дають в атмосферу дуже багато оксидів азоту. Під час кожного запуску ракети в Космос в озоновому шарі «пропалюється» вели­чезна «діра», яка «затягується» лише за кілька годин. Світова громадськість дізналася про злочинні досліди мілітаристів щодо дії на озоновий шар планети (розробка «озонової» зброї).

Руйнування озонового шару відбувається так:

• активне функціонування хімічної промисловості, яка випускає речовини, що містять хлор і бром, спричинює нагромадження в атмосфері озоно-руйнівних газів (ОРГ);

• ОРГ піднімаються на висоту 20—50 км над поверхнею Землі, де розташований озоновий шар (особливо сприятливі умови для цього в приполяр­них районах);

• сонячні промені діють на техногенні гази, з яких виділяється хлор;

• хлор руйнує озон, відбираючи один із трьох атомів кисню й перетворюю­чи його на О₂; при цьому кожний атом хлору здатен відокремити атом кисню майже 100 тис. разів.

• За останні 15 років спостерігається руйнування озонового шару над кон­тинентальною Європою. За прогнозами, в першій чверті XXI ст. озоновий шар може стати тоншим на 30 %.

• За даними екологічного відділу ООН і Всесвітньої метеорологічної ради,відбувається руйнування озонового шару над усією Північною Америкою, Європою, територією колишнього СРСР, Австралією, Новою Зеландією та частиною Південної Америки.

• Якщо озоновий шар зменшиться на 10 %, то це спричинить розвиток ра­ку шкіри додатково у 300 тис. чоловік, катаракти—у 1 млн 750 тис. чоловік. Постане серйозна загроза здоров'ю всього населення Землі, оскільки знизиться опірність людського організму.

• Після 1991 р. в Чилі неодноразово реєструвалися випадки сліпоти лосо­севих риб, диких кроликів, овець, пов'язані з істотним зростанням інтенсивності ультрафіолетового випромінювання. Водночас із тієї самої при­чини зменшилася кількість планктону в районі Антарктиди. В районах підвищеного ультрафіолетового опромінення пригнічується ріст рослин, знижується врожайність багатьох культур.

В Україні спостереження за станом озонового шару прово­дяться на п'яти озонометричних станціях (у Києві, Борисполі, Одесі, Львові й на Карадагу в Криму). За даними цих спостере­жень, протягом останніх 10 років загальний уміст озону в атмо­сфері був значно нижчим від кліматичної норми (аналогічна картина спостерігалася для всієї північної півкулі Землі в межах

широт 40—60°).

Для виявлення озонових аномалій аналізується відхилення значень загального вмісту озону в одиницях стандартного відхи­лення а (рис. 3.4). Якщо ці відхилення становлять від —2,0а до -2,5а, то це свідчить про критичну ситуацію, а коли пере­вищують значення —2,5а, то констатується озонова аномалія («діра»).

Протягом 2000 р. озонових аномалій над Україною не спостерігалося, проте було зафіксовано кілька випадків зменшення вмісту озону до критичних значень.

Дата добавления: 2014-01-03