Проблема глобальних кліматичних змін та їхні наслідки

Парниковий ефект. Джерелом енергії атмосферних процесів є сонячна радіація. До земної поверхні надходить короткохвильова радіація, тоді як поверхня Землі випромінює в атмосферу та за її межі енергію у вигляді довгих (інфрачервоних) хвиль.

Велику роль в парниковому ефекті відіграє водяна пара а також гази, які

Екологічні аспекти атмосфери

знаходяться в атмосфері у незначних концентраціях. До основних парникових газів можна віднести: вуглекислий газ (CO₂), метан (CH₄), оксиди нітрогену, особливо N₂O, та озон O₃. Сюди відносять гази, що не зустрічаються у природі, але синтезуються людиною, під загальною назвою хлорфторвуглеводи (табл. 5.3).

Якщо баланс на верхній межі тропосфери між прихідною та вихідною радіаціями не дорівнює нулю, то виникає ефект додаткового радіаційного впливу на атмосферу, що призводить до її нагрівання або охолодження. Наприклад при збільшенні концентрації вуглекислоти у двічі порівняно з концентрацією на початку промислової революції (1750-1800 рр.) і при відсутності інших факторів ефект радіаційного впливу складає 4 Вт/м², а відповідне підвищення глобальної температури складає I⁰C. Середня швидкість підвищення глобальної температури до 1970 року складала O,O5^oC на рік, а останніми десятиліттями вона подвоїлась. Останніми роками спостерігається також підвищення вмісту вуглекислого газу через танення багатовыковоъ мерзлоти та розкладання замерзлих у ній органічних решток, яке відбувається власне через підвищення глобальної температури.

Роль водяної пари, що міститься у атмосфері, в загальносвітовому парниковому ефекті є значною, але при цьому визначити її частку у збільшенні цього ефекту досить важко.

Таблиця 5.3

Основні властивості газів з парниковим ефектом (ГолубєвГ., 1999)

Вуглекислий газ (CO₂) відрізняється відносно низьким потенціалом парникового ефекту, але доволі високою тривалістю перебування в атмосфері (50-200 років) і відносно високою концентрацією. Частка вуглекислого газу у парниковому ефекті на сьогоднішній день складає близько 64%, але є нестійкою. Основним джерелом потрапляння вуглекислого газу в атмосферу є спалювання горючих корисних копалин для отримання енергії.

Скорочення лісів помірного, тропічного та екваторіального поясів, деградація ґрунтів, інші антропогенні трансформації ландшафтів призводять до вивільнення вуглецю та утворення вуглекислого газу.

Основним поглиначем вуглекислого газу є світовий океан. Він поглинає з атмосфери (розчинює, хімічно і біологічно зв’язує) близько 2,0±0,8 млрд. т вуглекислого газу на рік (табл. 5.4.).

Метан (CH₄) також відіграє помітну роль у парниковому ефекті, яка складає близько 19% від загальної величини. Метан утворюється в анаеробних умовах - болотах, сезонних та вікових мерзлотах, на рисових плантаціях, звалищах, а також в результаті життєдіяльності жуйних тварин та термітів. Антропогенна діяльність (спалювання пального, емісія з вугільних шахт, видобуток та розподіл природного газу, переробка

Прикладна екологія нафти) забезпечує 60-80% сумарного потрапляння метану в атмосферу.

Викликане парниковим ефектом підвищення температури сприяє додатковому вивільненню вуглекислого газу з води, ґрунтової вологи, льодовиків, відступаючої вікової мерзлоти, оскільки розчиненість CO₂ у воді помітно знижується з підвищенням температури. Кислотні опади, окрім прямого впливу на біоту витісняють CO₂ із карбонатів ґрунту і води, в результаті чого відбувається самопосилення парникового ефекту.

Таблиця 5.4

Глобальний баланс антропогенного вуглецю, млрд. т. рік

Роль оксиду нітрогену (N₂O) у загальному парниковому ефекті складає близько 6%. Його концентрація в атмосфері також поступово збільшується.

Хлорфторвуглеводи - це речовини, що синтезуються людиною, і містять у собі хлор, фтор і бром. Вони мають сильний парниковий ефект і значну тривалість існування, їх роль у парниковому ефекті складає близько 7%. Виробництво хлорфторвуглеводів на сьогоднішній день контролюється міжнародними угодами з охорони озонового екрану і з середини 90-х років XX століття їх вміст в атмосфері почав скорочуватись.

Озон (O₃) - важливий газ, що регулює парниковий ефект. Він впливає в основному на короткотривалу радіацію і через це дещо знижує парниковий ефект.

Наслідки антропогенного парникового ефекту.

Накопичення парникових газів в атмосфері і посилення парникового ефекту призводить до підвищення температури приземного шару повітря і поверхні ґрунту. За останні 100 років глобальна температура на планеті підвищилась на 0,6-0,7 градусів і продовжує зростати. Можна припускати, що подальше накопичення парникових газів в атмосфері призведе до ще більш стрімкого зростання глобальної температури.

Найбільше підвищення температури очікується в арктичному та субарктичному поясах, особливо взимку, внаслідок скорочення площі морського льоду. Зростання температури повітря призведе до збільшення кількості опадів на прибережних територіях та їх зменшення при віддалені від океанів, збільшення континентальності клімату тощо. При цьому зростання температури повітря та океанічної води призводить до збільшення кількості негативних атмосферних явищ - штормів, циклонів, буревіїв, торнадо тощо.

За останні 150 років спостерігається неухильний ріст рівня Світового океану через термічне розширення води (через її нагрівання) та танення океанічних та континентальних льодових покривів. За песимістичних прогнозів через танення льодовиків Антарктиди та Гренландії рівень океану може підвищитись на 10-15 метрів, що в свою чергу призведе до затоплення близько 20% суходолу та виникнення складних

Екологічні аспекти атмосфери природних та соціально-економіко-екологічних проблем.

Стратегії пов’язані зі змінами клімату

Подальші зміни клімату і його наслідки - це проблема виживання людства, що вимагає міжнародної співпраці та скоординованих дій кожної країни.

Основний документ, який регулює співпрацю в області змін клімату, - Конвенція OOH зі зміни клімату, прийнята в червні 1992 р в Ріо-де-Жанейро на Конференції OOH по навколишньому середовищу і розвитку. Основне завдання Конвенції прописане в її статті № 2. Це "... стабілізація концентрацій парникових газів в атмосфері на такому рівні, який запобіг би небезпечному антропогенному втручанні в кліматичну систему. Цей рівень повинен бути досягнутий в межах часу, необхідного для природної адаптації екосистем до змін клімату, з тим, щоб не піддати ризику виробництво продовольства і дозволити продовжити стійкий розвиток людства". У відповідності з Конвенцією, країни - учасники повинні взяти на себе зобов’язання зі скорочення емісії парникових газів, і перш за все вуглекислого газу.

Кіотський протокол — додатковий документ до Рамкової конвенції OOH зі змін клімату, підписаної 1992 року на міжнародній конференції в Ріо-де-Жанейро. Конвенція набрала силу у 1994 році. Сам протокол прийнято в Кіото 11 грудня 1997 року. Період підписання протоколу відкрився 16 березня 1998 року і завершився 15 березня 1999 року. Кіотський протокол почав діяти з 16 лютого 2005 року.

Кіотський протокол — міжнародна угода про обмеження викидів в атмосферу парникових газів. Головна мета угоди: стабілізувати рівень концентрації парникових газів в атмосфері на рівні, який не допускав би небезпечного антропогенного впливу на кліматичну систему планети.

Протокол зобов'язує розвинуті країни та країни з перехідною економікою скоротити або стабілізувати викиди парникових газів у 2008-2012 роках до рівня 1990 року.

На сьогоднішній день підписала та ратифікувала протокол 191 країна, в тому числі більшість промислово розвинутих країн, крім США, які підписали, але не ратифікували угоду.

Ним було узгоджено, що країни-учасниці зобов'язані зменшити середньорічні обсяги викидів парникових газів в період 2008-2012 рр.

З 2020 року на зміну Кіотському протоколу має прийти Паризька кліматична угода, яка вступила в дію 4 листопада 2016.

Паризька угода — угода в рамках Рамкової конвенції OOH про зміну клімату (UNFCCC) щодо регулювання заходів зі зменшення викидів діоксиду вуглецю з 2020 р. Паризька хартія має прийти на зміну Кіотському протоколу. Текст угоди було погоджено на 21-й Конференції учасників UNFCCC в Парижі та прийнято консенсусом 12 грудня 2015. Голова конференції Лоран Фабіус, міністр іноземних справ Франції, зазначив, що цей «амбітний і збалансований» план був «історичною поворотною точкою» у меті зменшення темпів глобального потепління. Угода вступила в силу 4 листопада 2016 року. На відміну від Кіотського протоколу, Паризька кліматична угода передбачає, що зобов'язання зі скорочення шкідливих викидів в атмосферу беруть на себе всі держави, незалежно від ступеня їхнього економічного розвитку.

Прикладна екологія

5.