Парниковый эффект.

Парниковый эффект – это  задержка атмосферой Земли теплового излучения планеты. Парниковый эффект наблюдал любой из нас: в теплицах или парниках температура всегда выше, чем снаружи. То же самое наблюдается и в масштабах Земного шара: солнечная энергия, проходя через атмосферу нагревает поверхность Земли, но излучаемая Землей тепловая энергии не может улетучиться обратно в космос, так как атмосфера Земли задерживает ее, действуя наподобие полиэтилена в парнике: она пропускает короткие световые волны от Солнца к Земле и задерживает длинные тепловые (или инфракрасные) волны, излучаемые поверхностью Земли. Возникает эффект парника.Парниковый эффект возникает из-за наличия в атмосфере Земли газов, которые обладают способностью задерживать длинные волны. Они получили название «парниковых» или «тепличных» газов.

Парниковые газы присутствовали в атмосфере в небольших количествах (около 0,1%) с момента ее образования. Этого количества было достаточно, чтобы поддерживать за счет парникового эффекта тепловой баланс Земли на уровне, пригодном для жизни. Это так называемый естественный парниковый эффект, не будь его средняя температура поверхности Земли была бы на 30°С меньше, т.е. не +14° С, как сейчас, а -17° С.

Естественный парниковый эффект ничем не грозит ни Земле, ни человечеству, поскольку общее количество парниковых газов поддерживалось на одном уровне за счет круговорота природы, более того, ему мы обязаны жизнью. 

Но увеличение в атмосфере концентрации парниковых газов приводит к усилению парникового эффекта и нарушению теплового баланса Земли.  Именно это и произошло в последние два столетия развития цивилизации. Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн парниковых газов в год.

Билет № 16. Разрушение озонового слоя. Разрушение озонового слоя

• Процесс разрушения

• Виды разрушающих веществ и воздействие

• Количество разрушающих веществ

• «Озоновая дыра»

• Последствия разрушения

 

Процесс разрушения

Разрушение озонового слоя – это разделение молекул озона, которое вызывают встречаемые в стратосфере вещества, разрушающие озоновый слой (OSNV), возникающие в результате природных процессов (например, извержения вулканов) или эмитированные (высвобожденные) в результате деятельности человека, и содержащие хлор (Cl) или бром (Br); а также метан или оксид азота (I) – (N₂O).

Самые существенные этапы разрушения озонового слоя:

1. Эмиссии (в результате деятельности человека, а также в результате природных процессов на Земле эмитируются (высвобождаются) газы, содержащие галогены (бром и хлор), т.е. вещества, разрушающие озоновый слой).

2. Аккумулирование (эмитированные газы, содержащие галогены, аккумулируются (накапливаются) в нижних атмосферных слоях, и под воздействием ветра, а также потоков воздуха перемещаются в регионы, которые не находятся в прямой близости с источниками такой эмиссии газов).

3. Перемещение (аккумулированные газы, содержащие галогены, с помощью потоков воздуха перемещаются в стратосферу).

4. Преобразование (бóльшая часть газов, содержащих галогены, под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца в стратосфере преобразуется в легко реагирующие галогенные газы, в результате чего в полярных регионах Земного шара разрушение озонового слоя происходит сравнительно активнее).

5. Химические реакции (легко реагирующие галогенные газы вызывают разрушение озона стратосферы; фактор, способствующий реакциям – полярные стратосферные облака).

6. Удаление (под воздействием воздушных потоков легко реагирующие галогенные газы возвращаются в тропосферу, где из-за присутствующей в облаках влажности и дождей разделяются, и таким образом из атмосферы полностью удаляются).

Виды и воздействие разрушающих веществ

Главные идентифицированные вещества, разрушающие озоновый слой:

   - хлорофторуглероды (HFO или CFC);

   - частично галогенизированные хлорфторуглероды (HHFO или HCFC);

   - частично галогенизированные бромфторуглероды (HBFO);

   - 1,1,1 – трихлоретан (метилхлороформ);

   - бромхлорметан (BHM);

   - метилбромид (MB);

   - тетрахлоруглерод;

   - галоны.

Главные цели использования веществ, разрушающих озоновый слой:

• охладительные установки;

• устройства кондиционирования воздуха;

• устройства подачи теплого воздуха;

• аэрозоли;

• противопожарные системы и портативные огнетушители;

• изоляционные плиты.

Воздействие на озоновый слой веществ, разрушающих озоновый слой, характеризует потенциал разрушения озона (ONP). Чем выше величина потенциала разрушения озона, тем выше воздействие соответствующего вещества на озоновый слой. Самый высокий потенциал разрушения озона – у галонов (до 12), а сравнительно низкий – у частично галогенизированных хлорфторуглеродов (до 0,01).

Количество разрушающих веществ

Количество веществ, разрушающих озоновый слой, за несколько последних десятилетий значительно изменились. Например, в 1986 году общее потребление хлорофторуглеродов (HFO) в мире составляло примерно 1 100 000 тонн, а в 2002 году его общее потребление было уже только 100 000 тонн. Однако существенно считаться с тем, что, учитывая сложность процессов разрушения озонового слоя и уменьшение количества эмиссий веществ, разрушающих озоновый слой, объемы разрушения озонового слоя все еще продолжают расти и ожидается, что в течение нескольких ближайших лет будет достигнуто максимальное разрушение озонового слоя, после которого последует постепенное, более чем 50-летнее обновление озонового слоя (допуская, что эмиссии веществ, разрушающих озоновый слой, не возрастут и продолжат уменьшаться).

Данные о потреблении  веществ, разрушающих озоновый слой, в Латвии доступны с момента присоединения Латвии 16 сентября 1987 года к Монреальскому протоколу «О веществах, разрушающих озоновый слой». Согласно информации, находящейся в распоряжении Латвийского агентства среды, геологии и метеорологии, в 1995-2002 годах в Латвии периодически потреблялись хлорофторуглероды (HFO-11, HFO-12, HFO-112), галоны (галон 1301, галон 2402), частично галогенизированные хлорфторуглероды (HHFO-22, HHFO-133) и метилбромиды (MB).

В 2003 году в Латвии констатировано потребление только HHFO-22 (39,7 тонн) и MB (50,4 тонн). По сравнению с 1993 годом, в Латвии количество потребляемых веществ, разрушающих озоновых слой, уменьшилось на 1 134,3 тонны или на 93 %.

«Озоновая дыра»

«Озоновая дыра» – вызванные разрушением озонового слоя особо низкие концентрации озона на Южном Полюсе во время арктической зимы и весны. Площадь «озоновой дыры» в последние годы составляла приблизительно 24 000 000 км², и на фотографиях со спутника она выглядит как большая дыра. Толщина озонового слоя в регионе «озоновой дыры» составляет 100-150 DU (нормальная толщина озонового слоя – 300 DU).

Последствия разрушения

В результате разрушения озонового слоя Землю достигает повышенное количество солнечного излучения UV-B, что оказывает негативное воздействие как на живые существа (людей, животных, растительность), так и на предметы. Последствия слишком «тонкого» озонового слоя:

• уменьшается выносливость различных материалов (например, резины) и вместе с тем – длительность пользования этими материалами;

• погибают обитающие в верхних слоях воды водные организмы (бентос);

• уменьшаются сельскохозяйственные урожаи и рыбные уловы;

• уменьшается иммунитет населения против различных заболеваний;

• увеличивается возможность заболевания раком кожи и катарактой глаз (как у людей, так и у животных), заболеваниями легких и верхних дыхательных путей.