4.4. Парниковый эффект

Под образным выражением «парниковый эффект» подразумевается следующее геофизическое явление. Солнечная радиация, падающая на Землю, трансформируется, 30 % ее отражается в космическое пространство, остальные 70 % поглощаются поверхностью суши и океана [14, с.140] (рис. 17).

Поглощенная энергия солнечной радиации преобразуется в теплоту и излучается обратно в космос в виде инфракрасных лучей.

При этом чистая атмосфера прозрачна для инфракрасных лучей, а атмосфера, содержащая пары воды, углекислый газ и некоторые другие газы, поглощает инфракрасные лучи, благодаря чему воздух нагревается. Парниковые газы выполняют функцию стеклянного покрытия поверхности Земли как в парнике.

Естественный парниковый эффект создает прирост средней температуры Земли на 30 ^оС. Это значит, что если бы парникового эффекта не было, то средняя температура Земли, составляющая сейчас 15 ^оС, понизилась бы до – 15 ^оС.

Рис. 17. Основные пути поступления и потери энергии поверхностью Земли

Всю Землю сковало бы льдом. И, наоборот, если содержание газов, вызывающих парниковый эффект, увеличивается – на Земле станет еще теплее. В природной биосфере содержание углекислого газа в воздухе регулируется так, что его поступление равняется удалению. В настоящее время это равновесие нарушено. За последние 100 лет в атмосферу поступило дополнительно 400 млрд. т СО₂ за счет сжигания топлива. Содержание СО₂ возросло также из-за лесных и степных пожаров. В то же время поглощение СО₂ из атмосферы основными его потребителями – лесными растениями и фитопланктоном Мирового океана – сократилось за счет уменьшения площадей лесов, гибели фитопланктона. В результате этого поступление углерода в атмосферу стало превышать его потребление растениями. Ежегодно прирост СО₂ в атмосфере составляет 14 млрд. т.

Однозначно предсказать характер и масштабы возможных последствий вмешательства человеческой деятельности в теплообмен планеты невозможно. Вместе с тем прогнозирование последствий дальнейшего развития тех тенденций воздействия на тепловой баланс, которые регистрируются современной наукой, позволяет описать некоторые сценарии возможного хода событий, достаточно правдоподобные.

Изменения теплового баланса Земли зависят от множества параметров, которые сложным образом взаимодействуют, и далеко не всегда может быть строго учтено их влияние на среднюю температуру и особенности переноса тепла в атмосфере и гидросфере.

С конца XIX в. по настоящее время наблюдается отчетливая тенденция повышения средней глобальной температуры атмосферы. За 100 лет она повышалась приблизительно на 0,6 ^оС. Это немало, если учесть что при этом валовое увеличение внутренней энергии (теплосодержание) атмосферы очень велико – порядка 3000 ЭДж (экса, кратность величины 10¹⁸). Оно не связано с увеличением солнечной постоянной и зависит только от свойств самой атмосферы. Главным фактором является уменьшение спектральной прозрачности атмосферы для длинноволнового обратного излучения от поверхности земли, т.е. усиление парникового эффекта.

По многочисленным данным, обобщенным в последнее время Международной группой экспертов по проблеме изменения климата (МГЭИК), существует довольно высокая положительная корреляция между концентрацией парниковых газов и отклонениями глобальной температуры атмосферы. Тенденции глобального потепления придается очень большое значение. По оценкам экспертов Всемирной метеорологической службы, при существующем уровне выбросов парниковых газов средняя глобальная температура в XXI в. будет повышаться со скоростью 0,25 ^оС за 10 лет. Ее рост к концу XXI в. по разным сценариям может составить от 1,5 до 4 ^оС. В северных и средних широтах потепление скажется сильнее, чем на экваторе. Глобальное потепление вызовет существенное перераспределение осадков на планете. Уровень Мирового океана за счет таяния льдов может повыситься к 2050 г. на 30 – 40 см, а к концу столетия – от 60 до 100 см. Это создаст угрозу затопления значительных прибрежных территорий, деградации многолетнемерзлых пород, заболачиванию обширных территорий.

Однако ряд ученых видят в предполагаемом глобальном потеплении климата и положительные экологические последствия для наземных экосистем.

Выделите положительные последствия парникового эффекта…

[1] затопление приморских равнин, усиление абразионных процессов, деградация мангровой растительности;

[2] увеличение сезонного протаивания грунтов, активизация процессов термокарста;

[3] увеличение испарения с поверхности океана и связанное с ним возрастание увлажнения климата, особенно в аридных областях;

[4] увеличение продуктивности как естественных фитоценозов, так и агроценозов в связи с интенсивностью фотосинтеза при повышении концентрации СО₂.