2. Парниковый эффект.

Парниковый эффект вызывается увеличением содержания в атмосфере углекислого газа, который образуется при сжигании в огромных количествах топлива. Углекислый газ, как стеклянный колпак в парнике, пропускает солнечные лучи, но задерживает идущее от земли тепло. Из-за этого нижние слои атмосферы нагреваются и происходит глобальное потепление климата. Этот эффект усиливают угарный газ, оксиды азота и метан, которые выбрасываются автотранспортом.

1 автомобиль за 1 год выбрасывает в атмосферу: 200 кг угарного газа,

60 кг оксидов азота,

40 кг углеводородов.

Глобальное потепление климата подтверждается смягчением зим и таянием ледников в Арктике, на хребтах Кавказа и других гор.

В ближайшие 100 лет может исчезнуть Гольфстрим, что приведет к необратимым изменениям климата в Северной Атлантике. Причиной этого является таяние льдов. Кроме исчезновения Гольфстрима глобальное потепление может привести к подъему уровня мирового океана на 5 метров: Антарктида тоже стремительно тает.

Американские ученые заявили, что в результате глобального потепления может исчезнуть течение Гольфстрим, несущее миллионы миллиардов ватт тепла из тропиков мимо берегов Шотландии в сторону Арктики. По данным газеты The Guardian, уже сейчас сила потоков уменьшилась на 10%. По мнению ученого Майка ШЛЕЗИНГЕРА из группы по изучению климата университета Иллинойса, чтобы остановить Гольфстрим, достаточно повышения температуры всего на 2-2,5 градуса. Вероятность того, что течение исчезнет в течение ближайших 100 лет, превышает 50%, а к 2200 году эта вероятность возрастет до 70%.

Течение, по данным ученых, замедляется из-за таяния гренландских и арктических льдов и большого количества пресной воды, попадающей в Гольфстрим с дождями. По данным исследований, исчезновение Гольфстрима приведет к непредсказуемым изменениям климата в Северной Атлантике. В некоторых ее районах среднегодовая температура может понизиться на 10 градусов, а у атлантического побережья Британии она упадет примерно на 5 градусов.

Люди не могут контролировать содержание паров воды в атмосфере. Но мы производим и выбрасываем в воздух другой парниковый газ, который увеличивает нагревание воздуха — двуокись углерода СО₂.

Содержание двуокиси углерода в атмосфере в последние годы значительно увеличилось (рис. 1), причем основным фактором, обусловившим это увеличение, являются антропогенные выбросы этого газа вследствие сжигания ископаемого топлива. Величина выброса растет со средней скоростью 2,5% в год. Вдобавок к промышленному выбросу, сжигание лесов и древесины, а также минерализация гумуса пахотных почв вносят значительный вклад в антропогенный поток СО₂. Точная оценка факторов сложна, но несомненно, что именно человеческая деятельность приводит к увеличению концентрации двуокиси углерода в атмосфере. Самый большой поставщик СО₂ — США, затем следует Россия и Китай (рис. 2). В таких регионах, как Африка и Южная Америка, выброс СО₂ обусловлен главным образом сведением лесов и сжиганием древесного топлива.                           Рис. 1. Рост содержания диоксида углерода в атмосфере (ppmv — одна миллионная по объему). Флюктуации отражают сезонные вариации. Низкие летние значения объясняются тем, что СО₂ потребляется растениями. Данные собраны в обсерватории Маунт-Лоа на Гавайских островах (данные Института океанографии Скриппса).                                 Рис. 2. Мировой выброс углекислоты в результате хозяйственной деятельности в 2004 году.            За год за счет сжигания ископаемого топлива и сведения лесов в атмосферу уходит более 1 т углерода на каждого жителя Земли. Основные поставщики СО₂ — развитые страны. На них приходится около 70% всего антропогенного выброса СО₂. Большие выбросы в Восточной Европе связаны не только с развитием промышленности, но и с устаревшими технологиями. Так, в бывшем СССР объем производства на душу населения составлял 2/3 европейского, а объем выбросов на душу населения был в два раза выше. Двуокись углерода — не единственный газ, который приводит к изменениям температуры. Хотя концентрации других газов достаточно низкие, их совокупный эффект может быть значительным. В таблице 1 перечислены основные газы, вносящие свой вклад в парниковый эффект.

Таблица1.                  Основные газы, обусловливающие парниковый эффект

Газ	С(2001)	С(2004)	C(2030)	Р(%)	V	Основные источники	Т
Двуокись углерода	287-304 ppm	353 ppm	440-450	0,5	66	сжигание топлива,сведение лесов	2
Метан	1,2 ppm	1,72 ppm	2,5-2,6 ppm	0,9	15	рисовые поля,животноводство, свалки, производство горючего	7-10
Оксиды азота	290 ppb	300 ppb	340 ppb	0,25	3	азотные удобрения,сведение лесов, сжигание биомассы	140-190
Хлорфтор углерод	0	0,28 ppb	0,5 ppb	4	4	аэрозоли, холодильники	65-110

        Примечание: С(2001) — предполагаемая концентрация в 2001 г.; С (2004) — концентрация в 2004 г.; С(2030) — прогнозируемая концентрация в 2030 г.; Р — среднегодовой прирост концентрации (% в год); V — вклад в потепление (%); Т- период сохранения газа в атмосфере (лет); ppm — одна миллионная часть, ppb — одна миллиардная по объему.

Результаты сравнительного анализа изменчивости содержания СО₂ и СН₄ в атмосфере полярных регионов (прямые измерения и анализ воздушных включений кернов льда) и данные глобального атмосферного мониторинга показали, что планетарный максимум в распределении этих газов находится не над зоной 60^° с. ш., где потребляется свыше 90% ископаемого топлива, а над Арктикой/Субарктикой, где антропогенная активность относительно невелика: между 60^° и 70^° с. ш. сжигается менее 5% добываемого ископаемого топлива. Это значит, что в северных широтах существует мощный природный источник СО₂ и СН₄, который обеспечивает существование межполюсного градиента в меридиональном распределении СО₂ и СН₄: среднее содержание атмосферного СО₂ примерно на 3 mатм (около 1% от средней величины) и СН₄ на 0.15-0.17 mатм (8-10% от средней величины) над Арктикой выше, чем над Антарктикой (рис. 3).

Рис. 3. Межполюсные градиенты СО₂ и СН₄.

Содержание углекислоты в оболочках Земли приведено в таблице 2.

Таблица 2.

Содержание углекислоты в оболочках Земли.

Среда	Масса, трлн. т.	Давление при выходе в атмосферу, бар
Атмосфера	2.6	0,00035
Океан	165	0,021
Биомасса на суше	2	0,00026
Каменный уголь, нефть и др.	660	0,091
Отложения на дне океана	370000	40

Из таблицы видно, что в атмосфере остались, по существу, жалкие остатки СО₂. А ведь жизнь растений целиком зависит от фотосинтеза, который без СО₂ невозможен. Если освободить всю углекислоту, захороненную в карбонатных отложениях на дне океанов и континентов, то ее содержание в атмосфере повысится в 130 000 раз и парциальное давление углекислого газа станет равным 40 атмосферам, т.е. атмосфера станет, по существу, углекислотной, почти такой же, как на Венере, где давление равно 90 атмосфер, а температура близка к 50000С.

Кроме концентрации газа, большое значение имеют период сохранения его молекул в атмосфере и эффективность взаимодействия с тепловым излучением. Так, например, молекула метана остается в атмосфере около 11 лет и абсорбирует тепловое излучение приблизительно в 15 раз более эффективно, чем молекула СО₂. Доля метана в суммарном тепличном эффекте оценивается в 15%, доля фреонов — от 15 до 20%. Вызывает тревогу увеличение концентрации метана в атмосфере. Она оставалась неизменной почти в течение 1000 лет, а с начала XIX столетия начала расти, и сейчас почти удвоилась (рис. 3). Основные источники выброса метана антропогенного происхождения: животноводство, рисовые поля, добыча угля, а также природные болота.

                          Рис. 3. Увеличение концентрации метана в атмосфере, оцененная по анализу воздуха, сохранившегося в пузырьках в глетчерном льду (ррв — одна миллиардная часть по объему).

Содержание двуокиси азота также увеличилось в последние годы. Источниками этого вещества могут быть сжигание топлива, азотные удобрения, сведение лесов, сжигание биомассы.