Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

глобальное потепление климат

По ходу развития цивилизации перед человечеством неоднократно возникали сложные проблемы, порой и планетарного характера. Но все же это была далекая предыстория, своего рода зарождающийся период современных глобальных проблем. В полной мере они проявились уже во второй половине и в особенности в последней четверти XX в. Такие проблемы были вызваны к жизни комплексом причин, отчетливо проявившихся именно в этот период.

Глобамльное потеплемние -- процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмосферы Земли и Мирового океана.

Современное общество к концу ХХ века столкнулось с энергетическими проблемами, которые приводили известной степени даже к кризисам. Человечество старается найти новые источники энергии, которые были бы выгодны во всех отношениях: простота добычи, дешевизна транспортировки, экологическая чистота, восполняемость. Уголь и газ отходят на второй план: их применяют только там, где невозможно использовать что-либо другое. Всё большее место в нашей жизни занимает атомная энергия: её можно использовать как в ядерных реакторах космических челноков, так и в легковом автомобиле.

Все традиционные источники энергии обязательно закончатся, особенно при постоянно возрастающих потребностях людей. Поэтому на рубеже XXI века человек стал задумываться о том, что станет основой его существования в новой эре. Есть и другие причины, в связи с которыми человечество обратилось к альтернативным источникам энергии. Во-первых, непрерывный рост промышленности, как основного потребителя всех видов энергии (при нынешней ситуации запасов угля хватит примерно на 270 лет, нефти на - 35 - 40 лет, газа - на 50 лет). Во-вторых, необходимость значительных финансовых затрат на разведку новых месторождений, так как часто эти работы связаны с организацией глубокого бурения (в частности, в морских условиях) и другими сложными и наукоемкими технологиями. И, в третьих, экологические проблемы, связанные с добычей энергетических ресурсов.

Не менее важной причиной необходимости освоения альтернативных источников энергии является проблема глобального потепления. Суть ее заключается в том, что двуокись углерода (СО₂), высвобождаемая при сжигании угля, нефти и бензина в процессе получения тепла, электроэнергии и обеспечения работы транспортных средств, поглощает тепловое излучение поверхности нашей планеты, нагретой Солнцем и создает так называемый парниковый эффект.

Оценки, полученные по климатическим моделям, на которые ссылается МГЭИК, говорят, что в XXI веке средняя температура поверхности Земли может повыситься на величину от 1,1 до 6,4 °C. В отдельных регионах температура может немного понизиться. Как ожидается, потепление, и подъём уровня Мирового океана будут продолжаться на протяжении тысячелетий, даже в случае стабилизации уровня парниковых газов в атмосфере. Этот эффект объясняется большой теплоёмкостью океанов.

Помимо повышения уровня Мирового океана повышение глобальной температуры также приведёт к изменениям в количестве и распределении атмосферных осадков. В результате могут участиться природные катаклизмы, такие как наводнения, засухи, ураганы и другие, понизится урожай сельскохозяйственных культур, и исчезнут многие биологические виды. Потепление должно, по всей вероятности, увеличивать частоту и масштаб таких явлений.

Некоторые исследователи считают, что глобальное потепление -- это миф, часть учёных отвергает возможность влияния человека на этот процесс и, наконец, есть те, кто не отрицает факт потепления и допускает его антропогенный характер, но не соглашается с тем, что наиболее опасными из воздействий на климат являются промышленные выбросы парниковых газов.

Международные переговоры по проблемам, связанным с глобальным потеплением, и, в первую очередь, с ратификацией Киотского протокола и последующим осуществлением его механизмов, становятся все более сложными и запутанными. Неправительственным организациям, заинтересованным в принятии конкретных мер, направленных на смягчение последствий изменения климата и уменьшения выбросов парниковых газов, важно хорошо представлять себе процесс переговоров, разбираться в позициях вовлеченных в него стран и организаций.

Кроме того, необходимо знать научно обоснованные факты изменения климата, а также первоочередные меры, которые следует предпринимать для снижения выбросов парниковых газов. К таким мерам, в частности, относятся: повышение энергоэффективности и энергосбережения, использование возобновляемых источников энергии таких, как энергия солнца, ветра, биотопливо, гидроэнергетика.

Известно, что Россия обладает самыми большими в мире потенциальными возможностями в области повышения энергоэффективности и использования возобновляемой энергии. Резерв энергосбережении в стране оставляет около 40% от общего объема производимой энергии. Используя этот потенциал, страна может дополнительно увеличить свою квоту на выбросыпарниковых газов.

Глобальное изменение климата

Изменение климата -- колебания климата Земли в целом или отдельных её регионов с течением времени, выражающиеся в статистически достоверных отклонениях параметров погоды от многолетних значений за период времени от десятилетий до миллионов лет. Учитываются изменения как средних значений погодных параметров, так и изменения частоты экстремальных погодных явлений. Изучением изменений климата занимается наука палеоклиматология. Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, по одной из версий, с недавних пор, деятельность человека. В последнее время термин «изменение климата» используется как правило для обозначения изменения в современном климате.

Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны, ледники, а также эффектами, сопутствующими деятельности человека. Внешние процессы, формирующие климат, -- это изменения солнечной радиации и орбиты Земли.

· изменение размеров, рельефа и взаимного расположения материков и океанов;

· изменение светимости солнца;

· изменения параметров орбиты и оси Земли;

· изменение прозрачности атмосферы и её состава в результате изменений вулканической активности Земли;

· изменение концентрации парниковых газов (СО₂ и CH₄) в атмосфере;

· изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо);

· изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана.

Погода -- это ежедневное состояние атмосферы. Погода является хаотичной нелинейной динамической системой. Климат -- это усредненное состояние погоды и он предсказуем. Климат включает в себя такие показатели, как средняя температура, количество осадков, количество солнечных дней и другие переменные, которые могут быть измерены в каком-либо определенном месте. Однако на Земле происходят и такие процессы, которые могут оказывать влияние на климат. Погода, состояние атмосферы в рассматриваемом месте в определённый момент или за ограниченный промежуток времени (сутки, месяц, год). Многолетний режим погоды называют климатом.

Погоду характеризуют метеорологическими элементами: давлением, температурой, влажностью воздуха, силой и направлением ветра, облачностью (продолжительностью солнечного сияния), атмосферными осадками, дальностью видимости, наличием туманов, метелей, гроз и др. атмосферными явлениями. По мере расширения хозяйственной деятельности соответственно расширяется и понятие погоды.

В масштабе десятилетий климатические изменения могут быть результатом также взаимодействия атмосферы и мирового океана. Многие флуктуации климата, включая наиболее известную южную осцилляцию Эль-Ниньо, а также североатлантическую и арктическую осцилляции, происходят отчасти благодаря возможности мирового океана аккумулировать тепловую энергию и перемещению этой энергии в различные части океана. В более длительном масштабе в океанах происходит термохалинная циркуляция, которая играет ключевую роль в перераспределении тепла и может значительно влиять на климат.

В более общем аспекте изменчивость климатической системы является формой гистерезиса, то есть это значит, что настоящее состояние климата является не только следствием влияния определенных факторов, но также и всей историей его состояния. Например, за десять лет засухи озера частично высыхают, растения погибают, и площадь пустынь увеличивается. Эти условия вызывают, в свою очередь, менее обильные дожди в последующие за засухой годы. Т. о. изменение климата является саморегулирующимся процессом, поскольку окружающая среда реагирует определенным образом на внешние воздействия, и, изменяясь, сама способна воздействовать на климат.

В начале 2001 года был опубликован Третий отчет, подготовленный Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК). В этом докладе содержатся научно обоснованные факты глобального потепления, дана объективная картина наблюдаемых изменений климатической системы и процессов, их вызывающих.

Глобальное потепление несет значительные, возможно даже катастрофические последствия для природы и человека. Это действительно общемировая проблема, оказывающая воздействие на все страны и регионы.

Причина климатических изменений кроется как в самих природных явлениях, так и обусловлена антропогенными факторами, приводящими к эмиссии парниковых газов.

В подготовке Третьего доклада МГЭИК участвовали 123 автора, более 500 экспертов представили свои материалы, и более 300 экспертов подготовили предложения и замечания к докладу, которые были учтеныв окончательном текста.

В дополнение к основному докладу опубликована краткая брошюра для правительственных и общественных организаций. Доказано: климат изменяется.

Первая Рабочая группа МГЭИК установила, что климат изменяется и становится теплее. В течение XX века среднегодовая температура у поверхности земли увеличилась на 0,6° С. XX век, возможно, стал самым теплым столетием прошлого тысячелетия, а 90-е годы - самой теплой декадой всего тысячелетия.

Спутниковые данные свидетельствуют о том, что, начиная с конца 1960-х годов произошло уменьшение площади снежного покрова примерно на 10%. Примерно на 2 недели уменьшилась продолжительность существования ледяного покрова на реках и озерах в средних и высоких широтах северного полушария. Наблюдалось повсеместное отступление горных ледников в неполярных районах. В Северном полушарии почти на 10-15% сократилась площадь морского льда в весенний и летний периоды. С конца лета и до начала осени толщина морского льда уменьшилась на 40%.

В течение ХХ века средний уровень моря повысился на 0,1-0,2м. В большинстве районов высоких и средних широт Северного полушария на 0,5-1% увеличилось количество атмосферных осадков. В последнее десятилетие в некоторых районах Азии и Африки увеличилась повторяемость и интенсивность засух. Начиная с 1950-х годов, стали более частыми, устойчивыми и интенсивными такие явления, как Эль-Ниньо. Причины изменения климата Реакция климатической системы на антропогенные воздействия происходит на фоне естественных колебаний климата, временные масштабы которых - от нескольких недель, до нескольких столетий. Все расчеты, проведенные с помощью глобальных климатических моделей, в которых учитывается наблюдаемый рост концентрации парниковых газов и аэрозоля, указывают на большой вклад антропогенных факторов в изменение температуры поверхности земли в течение четырех последних десятилетий.

Очевидно, что потепление за последние 50 лет не может быть объяснено лишь природными изменениями, однако, оно хорошо объясняется совместным воздействием антропогенных и природных изменений. Во многом изменение климата можно объяснить увеличением выбросов парниковых газов. Напомним, что основными парниковыми газами являются СО2, метан, закись азота гексафторид серы и некоторые газы искусственного происхождения (например, фреон). Концентрация всех парниковых газов быстро увеличиваются, а концентрация СО2 в настоящее время выше, чем в любой другой период за последние 420 000 лет, и, возможно, выше, чем за последние 20 миллионов лет. Так, по данным МГЭИК, концентрация углекислого газа в атмосфере в период с 1750 по 2000 годы увеличилась на 31%. Скорость увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере была приблизительно 0,4% в год в течение двух прошлых десятилетий. В 1990-х годах концентрацияСО2 увеличилась на 0,2-0,8% за год.

Примерно 3/4 антропогенной эмиссии СО2 в течение последних 20 лет обусловлено сжиганием ископаемого топлива. Остальная часть эмиссии связана с промышленными процессами, изменением землепользования и, особенно, с сокращением площади лесов. Как следует из доклада МГЭИК, океан и континенты поглощают половину антропогенного углекислого газа.

Человек продолжает угрожать климату планеты и себе Воздействие человека будет продолжать изменять атмосферу и климат Земли в ХХI веке. Ученые определили, что если не будет предпринято никаких мер по сокращению выбросов СО2 и других парниковых газов, то за период с 1990 по 2100 годы температура у поверхности земли повысится на 1.5-1.8°С, а увеличение температуры на континентах к северу от экватора будет значительно выше. Вполне вероятно, что это приведет к повышению уровня моря примерно на 40 см (хотя и с большой погрешностью), росту числа штормов и других стихийных погодных явлений, например, ливням, которые приведут к затоплению значительных территорий. Сократятся шапки полярных льдов и ледников на вершинах гор, за исключением территории Антарктики. В арктических районах (Сибирь, Аляска и др.) начнется таяние вечной мерзлоты. Все это может привести к дополнительной эмиссии парниковых газов и усилению парникового эффекта. В следующих столетиях климатические изменения продолжатся, а если мы не снизим роль антропогенного фактора в этом процессе, последствия глобального потепления будут значительно хуже. Уровень моря может подняться до трех метров и привести к исчезновению Гольфстрима.

Отдельные участки природы оказываются особенно уязвимыми к воздействию изменений климата. Некоторые из них могут быть полностью уничтожены. К таким экосистемам относятся коралловые рифы, бореальные и тропические леса, степные болота и естественные луга. По представленным в отчете данным, на обширных территориях Восточной Европы, Европейской части России и центральной части Канады и Калифорнии выпадает значительно большее количество осадков в виде дождя, чем в виде снега.

За последнее десятилетие сократилось 67% ледников в Гималаях и горах Тянь-Шаня. Под угрозой исчезновения - половина ледников Альп.

Из рассказов очевидцев в заполярном поселке Сакс-Харбор на острове Банке на протяжении целого года работала группа экспертов Канадского института перспективного развития. В снятом ими документальном фильме жители поселка рассказывают о том, что лед становится все тоньше, и в нем образуются трещины, о том, что исчезают айсберги и постепенно отступает море. Белые медведи показываются на острове все реже, тюлени предпочитают оставаться в открытом море, поскольку у берегов уже не плавают льдины, на которых можно отдохнуть. Охота и рыболовство становятся рискованным занятием, традиционные продукты питания попадают на стол все реже. Дома, построенные на промерзшем грунте, начинают давать осадку, перекашиваются дверные и оконные проемы.

Старики в Сакс-Харборе помнят, как в молодости они в июле устраивали на льду гонки на собачьих упряжках. Теперь в июле молодежь выходит в море на лодках.

Потепление климата сказывается и на состоянии здоровья эскимосов. Более интенсивное солнечное излучение вызывает кожные заболевания. Канадские эскимосы лишаются основы своей традиционной культуры. Многие из них собираются уезжать изСакс-Харбора, считая, что у поселка нет будущего.

Подобные тенденции будут продолжаться на протяжении всего 21-го века и далее. В некоторых районах Африки увеличится частота и интенсивность засух в результате сокращения объема осадков. Во многих странах Азии повышение интенсивности тропических циклонов и подъем уровня моря приведут к затоплению больших сельскохозяйственных территорий, в результате возникнут проблемы со снабжением людей продовольствием. Серьезные трудности с питьевой водой возникнут в Австралии и Новой Зеландии из-за увеличения продолжительности засушливого сезона. На значительной части Европы возрастет риск наводнений. В Латинской Америке более частыми станут как наводнения, так и засухи. В Северной Америке подъем уровня моря усугубит эрозию почв на побережье. Риск штормов возрастет во Флориде и по всему атлантическому побережью Америки.

Во время эксперимента, проведенного в 1999 году, над тропической частью Индийского океана брались образцы атмосферного воздуха. Исследования показали, что коричневый туман, формирующийся над большей территорией Азии во время сухого тропического сезона, может оказывать серьезное влияние на здоровье людей. Он представляет собой смесь загрязняющих веществ, в основном сажи, сульфатов, нитратов, органических частиц, минеральной пыли и золы, образующихся в результате сжигания ископаемого топлива и бытовых отходов. Эта смесь на 10% сокращает объем солнечного света, достигающего поверхность Индийского океана, распространяясь на тысячи километров от первоначальных источников загрязнения.

Коричневый туман охватывает территории площадью до 10 миллионов квадратных километров. Ученые убеждены, что он формируется над значительной частью Азиатского континента, где живет более половины населения Земного шара. В настоящее время планируется создание сети станций мониторинга по странам Азии для исследования состава тумана.

Для деятельности человека изменение климата также приведет к серьезным отрицательным последствиям. Снижение урожайности в большинстве тропических, субтропических и умеренных широтах, рост наводнений, недостаток питьевой воды, рост заболеваемости, включая холеру и малярию - таковы последствия глобального потепления.

Способность адаптироваться к климатическим изменениям зависит от благосостояния страны. Очевидно, что наиболее уязвимыми станут беднейшие страны. Они в праве требовать от развитых стран, ответственных за значительную часть выбросов парниковых газов, принятия решительных мер, направленных на снижение негативных последствий изменения климата.

Клаус Топфер, исполнительный директор ЮНЕП считает необходимым осознать всю серьезность изменений, к которым привела экономика индустриально развитых стран, и предвидеть их. Важно помогать наиболее уязвимым экосистемам адаптироваться к новым климатическим условиям. По мнению Клауса Топфера, правительства уже сейчас обязаны учитывать эти новые условия при долгосрочном планировании экономического развития государств.

Факторы, влияющие на изменения климата

Неклиматическими факторы изменения климата на Земле являются:

1. Парниковые газы;

2. Тектоника литосферных плит;

3. Солнечное излучение;

4. Изменения орбиты;

5. Вулканизм.

Принято считать, что парниковые газы являются главной причиной глобального потепления. Парниковые газы имеют также значение для понимания климатической истории Земли. Согласно исследованиям, парниковый эффект, возникающий в результате нагревания атмосферы тепловой энергией, удерживаемой парниковыми газами, является ключевым процессом, регулирующим температуру Земли.

На протяжении последних десятков миллионов лет нет строгой корреляции между концентрацией парниковых газов и изменением климата и что более важная роль принадлежит тектоническому движению литосферных плит. Позднее Ройер и др. использовали корреляцию СО₂ -- климат, чтобы вывести значение «чувствительности климата». Есть несколько примеров быстрых изменений концентрации парниковых газов в земной атмосфере, имеющих строгую корреляцию с сильным потеплением, среди которых термальный максимум палеоцена -- эоцена, вымирание видов перми -- триаса и конец варяжской «Земли -- снежка» (snowball earth event).

Растущий уровень диоксида углерода считается главной причиной глобального потепления, начиная с 1950 года. Согласно данным Межгосударственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) от 2007 года, концентрация СО₂ в атмосфере в 2005 году составила 379 чнм, в доиндустриальный период она составляла 280 чнм.

Чтобы предотвратить резкое потепление в ближайшие годы, концентрация углекислоты должна быть снижена до уровня, существовавшего до индустриальной эпохи -- до 350 частей на миллион (0,035 %) (сейчас -- 385 частей на миллион и увеличивается на 2 миллионные доли (0,0002 %) в год, в основном из-за сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов).

Имеется скептическое отношение к геоинженерным методам изъятия углекислоты из атмосферы, в частности, к предложениям захоранивать углекислый газ в тектонических трещинах или закачивать его в породы на океанском дне: изъятие 50 миллионных долей газа по этой технологии будет стоить, по меньшей мере, 20 триллионов долларов, что в два раза больше национального долга США.

На протяжении длительных отрезков времени тектонические движения плит перемещают континенты, формируют океаны, создают и разрушают горные хребты, то есть создают поверхность, на которой существует климат. Недавние исследования показывают, что тектонические движения усугубили условия последнего ледникового периода: около 3 млн. лет назад северо- и южноамериканская плиты столкнулись, образовав Панамский перешеек и закрыв пути для прямого смешивания вод Атлантического и Тихого океанов.

Солнце является основным источником тепла в климатической системе. Солнечная энергия, превращённая на поверхности Земли в тепло, является неотъемлемой составляющей, формирующей земной климат. Если рассматривать длительный период времени, то в этих рамках Солнце становится ярче и выделяет больше энергии, так как развивается согласно главной последовательности. Это медленное развитие влияет и на земную атмосферу. Считается, что на ранних этапах истории Земли Солнце было слишком холодным для того, чтобы вода на поверхности Земли была жидкой, что привело к т. н. «парадоксу слабого молодого Солнца».

На более коротких временных отрезках также наблюдаются изменения солнечной активности: 11-летний солнечный цикл и более длительные модуляции. Однако 11-летний цикл возникновения и исчезновения солнечных пятен не отслеживается явно в климатологических данных. Изменение солнечной активности считается важным фактором наступления малого ледникового периода, а также некоторых потеплений, наблюдаемых между 1900 и 1950 годами. Циклическая природа солнечной активности ещё не до конца изучена; она отличается от тех медленных изменений, которые сопутствуют развитию и старению Солнца.

По своему влиянию на климат изменения земной орбиты сходны с колебаниями солнечной активности, поскольку небольшие отклонения в положении орбиты приводят к перераспределению солнечного излучения на поверхности Земли. Такие изменения положения орбиты называются циклами Миланковича, они предсказуемы с высокой точностью, поскольку являются результатом физического взаимодействия Земли, её спутника Луны и других планет. Изменения орбиты считаются главными причинами чередования гляциальных и интергляциальных циклов последнего ледникового периода. Результатом прецессии земной орбиты являются и менее масштабные изменения, такие как периодическое увеличение и уменьшение площади пустыни Сахара.

Одно сильное извержение вулкана способно повлиять на климат, вызвав похолодание длительностью несколько лет. Например, извержение вулкана Пинатубо в 1991 году существенно повлияло на климат. Гигантские извержения, формирующие крупнейшие магматические провинции, случаются всего несколько раз в сто миллионов лет, но они влияют на климат в течение миллионов лет и являются причиной вымирания видов. Первоначально предполагалось, что причиной похолодания является выброшенная в атмосферу вулканическая пыль, поскольку она препятствует достигнуть поверхности Земли солнечному излучению. Однако измерения показывают, что большая часть пыли оседает на поверхности Земли в течение шести месяцев.

Вулканы являются также частью геохимического цикла углерода. На протяжении многих геологических периодов диоксид углерода высвобождался из недр Земли в атмосферу, нейтрализуя тем самым количество СО₂, изъятого из атмосферы и связанного осадочными породами и другими геологическими поглотителями СО₂. Однако этот вклад не сравнится по величине с антропогенной эмиссией оксида углерода, которая, по оценкам Геологической службы США, в 130 раз превышает количество СО₂, эмитированного вулканами.

Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат. В некоторых случаях причинно-следственная связь прямая и недвусмысленная, как, например, при влиянии орошения на температуру и влажность, в других случаях эта связь менее очевидна. Различные гипотезы влияния человека на климат обсуждались на протяжении многих лет. В конце 19-го века в западной части США и Австралии была, например, популярна теория «дождь идёт за плугом» (англ. rain follows the plow).

Главными проблемами сегодня являются: растущая из-за сжигания топлива концентрация СО₂ в атмосфере, аэрозоли в атмосфере, влияющие на её охлаждение, и цементная промышленность. Другие факторы, такие как землепользование, уменьшение озонового слоя, животноводство и вырубка лесов, также влияют на климат.

Начав расти во время промышленной революции в 1850-х годах и постепенно ускоряясь, потребление человечеством топлива привело к тому, что концентрация СО₂ в атмосфере возросла с ~280 чнм до 380 чнм. При таком росте спроецированная на конец 21-го века концентрация будет составлять более 560 чнм. Известно, что сейчас уровень СО₂ в атмосфере выше, чем когда-либо за последние 750 000 лет. Вместе с увеличивающейся концентрацией метана эти изменения предвещают рост температуры на 1.4-5.6°С в промежутке между 1990 и 2040 годами.

Считается, что антропогенные аэрозоли, особенно сульфаты, выбрасываемые при сжигании топлива, влияют на охлаждение атмосферы. Полагают, что это свойство является причиной относительного «плато» на графике температур в середине XX века.

Производство цемента является интенсивным источником выбросов СО₂. Диоксид углерода образуется, когда карбонат кальция(CaCO₃) нагревают, чтобы получить ингредиент цемента оксид кальция (СаО или негашёная известь). Производство цемента является причиной приблизительно 5 % выбросов СО₂ индустриальных процессов (энергетический и промышленный сектора). При затворении цемента то же количество СО₂ поглощается из атмосферы при протекании обратной реакции СаО + СО₂ = СаСО₃. Поэтому производство и потребление цемента изменяет только локальные концентрации СО₂ в атмосфере, не изменяя среднее значение.

Существенное влияние на климат оказывает землепользование. Орошение, вырубка лесов и сельское хозяйство коренным образом меняют окружающую среду. Например, на орошаемой территории изменяется водный баланс. Землепользование может изменить альбедо отдельно взятой территории, поскольку изменяет свойства подстилающей поверхности и тем самым количество поглощаемого солнечного излучения. Например, есть причины предполагать, что климат Греции и других средиземноморских стран поменялся из-за масштабной вырубки лесов между 700 лет до н. э. и началом н. э. (древесина использовалась для строительства, кораблестроения и в качестве топлива), став более жарким и сухим, а те виды деревьев, которые использовались в кораблестроении, не растут больше на этой территории.

Согласно исследованию 2007 года Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory) средняя температура в Калифорнии возросла за последние 50 лет на 2°С, причём в городах этот рост намного выше. Это является в основном следствием антропогенного изменения ландшафта.

Экологические проблемы, вызванные современной электроэнергетикой

Электроэнергетика - отрасль промышленности, занимающаяся производством электроэнергии на электростанциях и передачей ее потребителям, является также одной из базовых отраслей тяжёлой промышленности.

Энергетика является основой развития производственных сил в любом государстве. Энергетика обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики.

Гидроэнергетические технологии имеют много преимуществ, но есть и значительные недостатки. Например, дождливые сезоны, низкие водные ресурсы во время засухи могут серьезно влиять на количество произведенной энергии. Это может стать значительной проблемой там, где гидроэнергия составляет значительную часть в энергетическом комплексе страны, строительство плотин является причиной многих проблем: переселение жителей, пересыхания естественных русел рек, заиления водохранилищ, водных споров между соседними странами, значительной стоимости этих проектов. Строительство ГЭС на равнинных реках приводит к затоплению больших территорий. Значительная часть площади образуемых водоемов, - мелководье. В летнее время за счет солнечной радиации в них активно развивается водная растительность, происходит так называемое «цветение» воды.

Изменение уровня воды, которая иногда доходит до полного высушивания, приводит к гибели растительности. Плотины препятствуют миграции рыб. Многокаскадные ГЭС уже сейчас превратили реки в ряд озер, где возникают болота. В этих реках погибает рыба, а вокруг них меняется микроклимат, еще больше разрушая природные экосистемы.

Относительно вредности ТЭС, то во время сгорания топлива в тепловых двигателях выделяются вредные вещества: закись углерода, соединения азота, соединения свинца, а также выделяется в атмосферу значительное количество теплоты. Кроме того, применение паровых турбин на ТЭС требует отвода больших площадей под ставки, в которых охлаждается отработанный пар.

Ежегодно в мире сжигается 5 млрд. тонн угля и 3,2 млрд. тонн нефти, это сопровождается выбросом в атмосферу 2-10 '° Дж теплоты. Запасы органического топлива на Земле распределены крайне неравномерно, и при нынешних темпах потребления угля хватит на 150-200 лет, нефти - на 40-50 лет, а газа примерно на 60 лет. Весь цикл работ, связанных с добычей, перевозкой и сжиганием органического топлива (главным образом уголь), а также образованием отходов, сопровождается выделением большого количества химических загрязнителей.

Добыча угля связана с немалым засолением водных резервуаров, куда сбрасываются воды из шахт. Кроме этого, в воде, которая откачивается, содержатся изотопы радия и радон. ТЭС, хотя и имеет современные системы очистки продуктов сжигания угля, выбрасывает за один год в атмосферу по разным оценкам от 10 до 120 тыс. тонн оксидов серы, 2-20 тыс. тонн окислов азота, / 700-1500 тонн пепла (без очистки - в 2-3 раза больше) и выделяет 3-7 млн. тонн оксида углерода. Кроме того, образуется более 300 тыс. тонн золы, содержащей около 400 т токсичных металлов (мышьяка, кадмия, свинца, ртути). Можно отметить, что ТЭС, работающая на угле, выбрасывает в атмосферу больше радиоактивных веществ, чем АЭС такой же мощности. Это связано с выбросом различных радиоактивных элементов, содержащихся в угле в виде вкраплений (радий, торий, полоний и др.). Для количественной оценки воздействия радиации вводится понятие «коллективная доза», то есть произведение значения дозы на количество населения, которое потерпело воздействия радиации.

В наше время в атмосферу ежегодно выбрасывается 20-30 млрд. тонн оксида углерода. Прогнозы свидетельствуют, что при сохранении таких темпов в будущем к середине века средняя температура на Земле может повыситься на несколько градусов, что приведет к непредсказуемым глобальным климатическим изменениям. Сравнивая экологическое действие различных энергоисточников необходимо учесть их влияние на здоровье человека. Высокий риск для работников в случае использования угля связан с его добычей в шахтах и транспортировкой и с экологическим воздействием продуктов его сжигания.

Последние две причины касаются нефти и газа и влияют на все населения. Установлено, что глобальное влияние выбросов от сжигания угля и нефти на здоровье людей действует примерно так же, как авария типа Чернобыльской, повторяющейся раз в год. Это - «тихий Чернобыль», последствия которого непосредственно невидимы, но постоянно влияют на экологию. Концентрация токсичных примесей в химических отходах стабильна, и, в конце концов, все они перейдут в экосферу, в отличие от радиоактивных отходов АЭС, которые распадаются.

В целом реальное радиационное воздействие АЭС на природную среду является намного (в 10 и более раз) меньше допустимого. Если учесть экологическое действие различных энергоисточников на здоровье людей, то среди не возобновляемых источников энергии риск от нормально работающих АЭС минимальный как для работников, деятельность которых связана с различными этапами ядерного топливного цикла, так и для населения. Глобальный радиационный вклад атомной энергетики на всех этапах ядерного топливного цикла сейчас составляет около 0,1% природного фона и не превысит 1% даже при самой интенсивной ее развития в будущем.

Добыча и переработка урановых руд также связана с неблагоприятным экологическим действием. Коллективная доза, полученная персоналом установки и населением на всех этапах добычи урана и изготовления топлива для реакторов, составляет 14% полной дозы ядерного топливного цикла. Но главной проблемой остается захоронения высокоактивных отходов. Объем особо опасных радиоактивных отходов составляет примерно одну стотысячная часть общего количества отходов, среди которых есть высокотоксичные химические элементы и их устойчивые соединения. Разрабатываются методы их концентрации, надежной связки и размещение в устойчивых геологических формациях, где по расчетам специалистов, они могут держаться в течение тысячелетий. Серьезным недостатком атомной энергетики является радиоактивность используемого топлива и продуктов его деления. Это требует создания защиты от различного типа радиоактивного излучения, что значительно повышает стоимость энергии, вырабатываемой АЭС. Кроме этого, еще одним недостатком АЭС является тепловое загрязнение воды, т.е. ее нагревание.

Интересно отметить, что по данным группы английских медиков, лица, работавшие на протяжении 1946 - 1988 гг. на предприятиях британской ядерной промышленности, живут в среднем дольше, а уровень смертности среди них от всех причин, включая рак, значительно ниже. Если учитывать реальные уровни радиации и концентрации химических веществ в атмосфере, то можно сказать, что влияние последних на флору в целом довольно значительно по сравнению с воздействием радиации.

Приведенные данные свидетельствуют, что при нормальной работе энергетических установок экологическое воздействие атомной энергетики в десятки раз ниже, чем тепловой.

Вероятностный метод расчета безопасности АЭС в целом показывает, что при выработке одной и той же единицы электроэнергии, вероятность крупной аварии на АЭС в 100 раз ниже, чем в случае угольной энергетики. Выводы из такого сравнения очевидны.

Заключение

Ученые что глобальное потепление замедляет вращение Земли. Моделирование процессов глобального потепления показывает, что следствием станет изменение атмосферного давления, скорости и направления атмосферных и океанских течений и еще ряд факторов, которые в сумме приводят к замедлению вращения Земли на 11 микросекунд за 10 лет. Скорость вращения Земли и без учета глобального потепления неравномерна и постепенно уменьшается. Причиной неравномерности являются перемещение воздушных масс в атмосфере, движение масс внутри Земли, движение воды в реках, колебания температуры почвы, сезонные изменения растительного покрова Земли и т.д. В целом вращение Земли постепенно замедляется. Это впервые обнаружил Галлей в 1695 году. В основном замедление вращения Земли вызвано силами приливного трения. Вековое замедление из-за действия приливов составляет 0,002 секунды за 100 лет.

Неоспорима роль энергии в поддержании и дальнейшем развитии цивилизации. В современном обществе трудно найти хотя бы одну область человеческой деятельности, которая не требовала бы прямо или косвенно больше энергии, чем ее могут дать мускулы человека.

Потребление энергии - важный показатель жизненного уровня. В те времена, когда человек добывал пищу, собирая лесные плоды и охотясь на животных, ему требовалось в сутки около 8 МДж энергии. После овладения огнем эта величина возросла до 16 МДж, в примитивном сельскохозяйственном обществе она составляла 50 МДж, а в более развитом - 100 МДж.

Традиционные источники энергии по-прежнему занимают ведущее положение в мировой электроэнергетике. Однако за каждым новым кубометром газа или тонной нефти нужно идти все дальше на север или восток, зарываться все глубже в землю. Немудрено, что нефть и газ будут с каждым годом стоить всё дороже. Кроме того, природные ресурсы ограничены, и, в конце концов, человечество будет вынуждено перейти сначала на повсеместное использование атомной энергии, а потом полностью на энергию ветра, Солнца и Земли.

Альтернативную энергию повсеместно можно будет использовать только тогда, когда традиционного топлива станет настолько мало, что его цена станет баснословно высокой; или когда экологический кризис поставит человечество на грань самоуничтожения. Уже сейчас можно существенно преуменьшить вероятность парникового эффекта и ликвидировать все экологически неблагоприятные районы за счёт использования чистой альтернативной энергии. Однако этого до сих пор не произошло из-за низкой рентабельности такого строительства. Никто не хочет вкладывать свои деньги в то, что сможет окупиться только через несколько столетий. Ведь подготовительные работы для использования любого альтернативного источника энергии стоят очень дорого, кроме того, они не всегда безопасны как для людей, так и для окружающей среды. Поэтому моментального введения в эксплуатацию «правильного» источника электричества ожидать в ближайшее время не стоит.

Список использованной литературы:

Воейков А.И. Колебания климата и уровня озёр Туркестана и Западной Сибири. -- Метеорологический вестник № 3, 2003 -- С. 16-27;

Кривенко В.Г. Концепция внутривековой и многовековой изменчивости климата как предпосылка прогноза - Климаты прошлого и климатический прогноз - М., 2000 - С. 39-40;

Шнитников А.В. Внутривековая изменчивость компонентов общей увлажненности. -- Л. Наука, 1999. -- 244 с;

Волков С.Г., Гидроэнергетика, - СПб, 2007г;

Непорожний П.С., Попков В.И., Энергетические ресурсы мира, - М., Энергоатомиздат, 2005г.

Кирилл Еськов, «История Земли и жизни на ней: От хаоса до человека». -- М.: НЦ ЭНАС, 2004. -- 312 с;

http://accord.cis.lead.org сайт Центра Эко-Согласие;

www.energiudvikling.dk на сайт датской организации Форум по энергетике и развитию;

http://ecologys.ru/;

http://www.inforse.org/europe/pdfs/rus-climate_RUS.pdf

Размещено на Allbest.ru