О влиянии промышленных выбросов углекислого газа на климатические изменения
Роль углекислого газа в создании парникового эффекта. Оценка актуальности ограничений промышленных выбросов. Исследование влияния техногенных отходов углекислого газа на состояние атмосферы Земли. Борьба с влиянием деятельности человека на климат.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.08.2018 |
| Размер файла | 23,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http: //www. allbest. ru/
ООО «Объединенный центр исследований и разработок» 119333, г. Москва, Ленинский пр-т, д. 55/1, стр. 2
О влиянии промышленных выбросов углекислого газа на климатические изменения
И.О. Геращенко, А.Л. Лапидус
Аннотация
Рассмотрено влияние техногенных выбросов СО2 на состояние атмосферы Земли, их доли в кругообороте углекислого газа в природе и роль в создании парникового эффекта. Проведена оценка актуальности ограничений промышленных выбросов СО2.
Ключевые слова: углекислый газ, СО2, парниковый эффект, всемирное потепление, ледниковый период.
Борьба с влиянием деятельности человека на климат ведется последние 40 лет со все возрастающей активностью. Основным направлением этой борьбы является стремление уменьшить парниковый эффект в земной атмосфере за счет сокращения выброса парниковых газов, в основном СО2.
На промышленно развитые страны оказывается политическое, а порой и финансовое давление с требованием сокращения выбросов СО2, т. е. сокращения промышленного производства. Киотский протокол, принятый в Киото (Япония) в декабре 1997 г. в дополнение к Рамочной конвенции ООН об изменении климата, является основным международным документом, который обязывает развитые страны сократить выбросы парниковых газов в 2008-2012 гг. по сравнению с 1990 г.
По состоянию на 26 марта 2009 г. 181 страна мира была вынуждена ратифицировать указанный протокол. Заметным исключением из этого списка являются США. Научного обоснования требованиям, выдвигаемым Киотским протоколом, представлено не было.
На современном этапе борьба с парниковым эффектом сводится к борьбе со всемирным потеплением. Следует отметить, что так было не всегда. В период 1960-1980 гг. ведущие специалисты по экологии утверждали, что парниковый эффект приведет нашу Землю к новому ледниковому периоду - всемирному похолоданию. Это профессор Рассол (S.I. Rasool) и Джеймс Хансен (James Hansen), советник президента Обамы по экологии д-р Холдрен (Dr. Holdren), активист-эколог профессор С. Шнайдер (Stephen Schneider), немецкий эколог Харольд Шмек (Harold M. Schmeck), эколог Волен из Всемирной метеорологической организации (C.C. Wallen of the World Meteorological Organization).
Многие из ученых, которые 30-40 лет тому назад пугали людей грядущим ледниковым периодом, последние десятилетия стали пугать всемирным потеплением. При этом причина как похолодания, так и потепления всегда называлась одна и та же - выбросы СО2 в атмосферу.
Например, в 1971 г. профессор Шнайдер в своей статье [2] утверждал, что в ближайшие годы среднеземная температура понизится на 3,5 °С, что приведет к новому ледниковому периоду. А в 1990 г. он же заявил в передаче на британском телевидении [4]: «Всемирное потепление происходит настолько быстро, что я не побоюсь назвать это потенциальной катастрофой для экосистемы». климат углекислый газ промышленный
Очевидно, что одно и то же явление не может давать диаметрально противоположные результаты.
Несмотря на то, что промышленные выбросы СО2 за последние 50 лет увеличились более чем вдвое, его содержание в атмосфере не изменилось [5, 7]. Изменений среднегодовой температуры также не зафиксировано.
Такое постоянство содержания СО2 в атмосфере объясняется саморегулированием процесса кругооборота его в природе. Какая же доля СО2 в его кругообороте в атмосфере является результатом человеческой деятельности?
Влияние деятельности человека на круговорот СО2 в природе. Оценка промышленного выброса СО2. Промышленные выбросы СО2 осуществляются за счет сжигания добываемых углеводородов.
В таблице приведены данные о мировой годовой добыче углеводородов, содержании в них углерода и выбрасываемого при их сжигании углекислого газа [1, 3]. Оценка максимально возможных выбросов производится исходя из допущения, что сжигаются все добываемые углеводороды. Мировая добыча углеводородов
|
Вид углеводорода |
Годовая добыча, млрд т |
Содержание С, % масс. |
Содержание С,млрд т |
Выброс СО2,млрд т |
|
|
Нефть |
3,8 |
85 |
3,23 |
11,84 |
|
|
Уголь |
6,2 |
80 |
4,96 |
18,19 |
|
|
Природный газ |
2,6 (3646 млрд м3) |
75 |
1,95 |
7,15 |
|
|
Итого |
12,6 |
10,14 |
37,18 |
По сравнению с количеством СО2, находящимся в земной атмосфере и океане (в атмосфере содержится 2,4·1015 кг (2,4·103 млрд т) СО2; в океанской воде растворено 1,44·1017 кг (1,44·105 млрд т) СО2 [6]), промышленные выбросы составляют очень малую долю. Ежегодно выбрасываемый в атмосферу СО2 составляет 1,55% от содержащегося в атмосфере и 0,026% от содержащегося в океанской воде.
Даже если бы выбрасываемый промышленностью СО2 не поглощался растительным миром планеты и океаном, то выбросы могли бы привести к увеличению содержания СО2 в атмосфере менее чем на одну тысячную долю процента в год. Такое незначительное изменение в составе атмосферы невозможно определить.
Роль СО2 в создании парникового эффекта. Среднее содержание в атмосфере Н2О (в виде пара) - 0,4-0,5%, СО2 - 0,032-0,045%, т. е. водяного пара в атмосфере в 10 раз больше, чем углекислого газа [8]. Показатели глобального потепления (GWP Global warming potential) для углекислого газа и паров воды приблизительно одинаковы [9, 12].
Следовательно, водяной пар обеспечивает 90% от создаваемого парникового эффекта, а СО2 - 10%. Если содержание СО2 в атмосфере возрастет в 2 раза, то это увеличит парниковый эффект всего на 10% (0,9 + 2 · 0,1 = 1,1).
Антропогенные выбросы углекислого газа составляют столь малую долю в кругообороте углекислого газа в природе, что вызывать парниковый эффект в атмосфере Земли не могут.
Кругооборот углерода в природе. Для процессов живой природы необходима энергия. Вся эта энергия обеспечивается окислительно-восстановительными реакциями углерода. Животный мир, состоящий из углеродосодержащих веществ, получает энергию за счет их окисления, и продуктом реакции является СО2, который выбрасывается в атмосферу. Растительный мир поглощает СО2 и восстанавливает его до углеводов с помощью реакции фотосинтеза. Полученный углерод (в химических соединениях) накапливается в растениях, а образовавшийся кислород выбрасывается в атмосферу. Энергия, необходимая для фотосинтеза, получается от солнечного излучения. Именно мощность солнечного излучения является фактором, определяющим то, каким может быть максимальный оборот углерода в жизни нашей планеты.
Оценка величины кругооборота углерода на Земле с энергетической точки зрения. Исходные данные для расчета:
1) мощность излучения Солнца характеризуется солнечной постоянной, которая равна 1370 Вт/мІ. После преодоления атмосферы Земли солнечное излучение теряет в энергии примерно 370 Вт/мІ, и до земной поверхности доходит только 1000 Вт/мІ [9];
2) площадь поперечного сечения Земли S = 1,3 · 1014 м2; dз = 12 756,3 км;
3) поверхность суши на Земле составляет 29,2% от общей поверхности;
4) коэффициент полезного действия процесса фотосинтеза Ю = 6-8% [10];
5) предполагаем, что только 20% земной суши покрыто растительностью (в действительности эта цифра заведомо больше),
На поверхность земной суши постоянно падает солнечный тепловой поток мощностью
Qср = S · 0,29 · 1000 = 3,8 · 1016 Вт,
где S = 1,3 · 10 14м 2 - площадь поперечного сечения Земли; 1000 Вт/мІ - удельный тепловой поток солнечной энергии, падающий на земную поверхность; 0,29 - доля суши на земной поверхности.
Тогда количество поглощаемого растениями углерода можно рассчитать по формуле
Мс = = = 1,55 · 10 7 кг/сек = 490 млрд т/год,
где Ю = 7% - КПД процесса фотосинтеза; Wф.с. = 3,44 · 10 7 ·Дж/кг - удельное тепло, необходимое для фотосинтеза; Qср = 3,8 · 10 16 Вт - мощность теплового потока солнечной энергии, падающей на сушу Земли.
Растения Земли аккумулируют не менее 490 млрд т углерода в год, поглощая при этом 1 813 млрд т СО2 в год. Поскольку содержание СО2 в атмосфере остается постоянным (во всяком случае, последние 50 лет), то это означает, что выделяемое на Земле количество СО2 составляет те же 1 813 млрд т в год. Техногенные выбросы СО2 составляют 37,18 млрд т/год, т. е. всего 2% от вырабатываемого на Земле естественным путем.
В наших расчетах мы принимали, что растения занимают 20% от поверхности суши Земли. Следовательно, для поглощения всего техногенно выделяемого СО2 при нынешнем уровне развития промышленности достаточно растений, произрастающих на (20% · 2% = 0,2 · 0,02 = 4 · 10-3 = 0,4%) 0,4% поверхности суши.
Помимо этого, увеличение содержания СО2 в воздухе приводит к ускорению процесса фотосинтеза. Увеличение содержания СО2 до 0,1-0,12%, т. е. в 3-4 раза, увеличивает урожай на 30-40% [11]. Использование парников с повышенным содержанием СО2 имеет широкое применение в сельском хозяйстве. Оборудование для таких парников промышленно производится.
Из всего вышеизложенного очевидно, что даже при 10-кратном увеличении промышленных выбросов СО2 (что заведомо недостижимо в ближайшие несколько столетий) проблема увеличения содержания СО2 в атмосфере нам не угрожает.
Выводы
1. Техногенные выбросы СО2 настолько незначительны, что оказывать заметного воздействия на содержание парниковых газов в атмосфере Земли не могут.
2. Проявление парникового эффекта в земной атмосфере от техногенных выбросов СО2 не зависит.
3. Ограничения выбросов СО2 лишены научного обоснования.
4. Введение квот на выброс СО2 носит ритуальный характер и представляют собой дань, накладываемую на экономически развитые страны. Именно дань, а не налог, поскольку налог предполагает использование собираемых средств на пользу налогоплательщика; средства же, взимаемые в виде дани, всегда используются во вред тех, с кого они получены.
Библиографический список
1. http://geo.1september.ru/articles/2009/18/06
2. Rasool S. & Schneider S. Atmospheric Carbon Dioxide and Aerosols - Effects of Large Increases on Global Climate, Science, vol.173, 9 July 1971, p. 138-141.
3. http://www.geolib.ru/OilGasGeo/1981/11/Stat/stat15.html
4. http://www.climaterealists.org.nz/node/50
5. http://www.aggregateria.com/A/atmosfera.html
6. http://wiki.web.ru/wiki/%D0%90%D1%82%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0…. http://www.modernmyth.ru/index.php/ecology/120-parnik,]
7. http://mirslovarei.com/content_kolenc/atmosfera-sostav-atmosfery-45832.html
8. http://wiki.web.ru/wiki/%D0%90%D1%82%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0
9. http://www.realclimate.org/index.php/archives/2005/04/water-vapour-feedback-or-forcing/
10. БСЭ. http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/99318/%D0%9A%D0%BE%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%B5%D0%BD%D1%82
11. http://www.agrimodern.ru/mag3_p_3.html
12. Robinson A.B., Baliunas S.L., Soon W., Robinson Z.W. Enviromental Effects of Increased Atmospheric Carbon Dioxide. http://www.oism.org/pproject/s33p36.htm
13. Парниковый эффект: мифы и реалии. Е. Гришанин. http://daily.sec.ru/dailypblshow.cfm?rid=13&pid=5438&pos=1&stp=25
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет фактора биоаккумуляции для планктона, хищной рыбы и поганки. Методы определения годовых выбросов углекислого газа автомобилем Toyota Prius. Объемы загрязнения воздушного бассейна в заданном городе. Коэффициент повышения для каждого загрязнителя.
контрольная работа [58,8 K], добавлен 15.11.2010Пути миграции углекислого газа в биосфере Земли. Процессы, возмещающие потери азота. Особенности миграции углекислого газа. Организмы биосферы участвующие в круговороте веществ. Формы проявления серы в почве. Роль фотосинтеза в круговороте веществ.
презентация [667,7 K], добавлен 17.02.2013Экологический кризис биосферы. Усилия по охране окружающей среды. Увеличение выбросов углекислого газа. Парниковый эффект и разрушение озонового слоя Земли. Борьба с оскудением почвы и обеднением водных ресурсов. Расширение обрабатываемых площадей.
реферат [27,0 K], добавлен 26.03.2011Доказательства несостоятельности всеобщей теории о тепличности атмосферы из-за накопления углекислого газа. Химическая природа сжигания нефти, газа, угля. Температура окружающей среды. Теплообразование на Земле в процессе человеческой деятельности.
статья [26,6 K], добавлен 10.07.2011Накопление углекислого газа в атмосфере - одна из основных причин парникового эффекта. Углекислый газ действует в атмосфере, как стекло в оранжерее: он пропускает солнечную радиацию и не пропускает обратно в космос инфракрасное (тепловое) излучение Земли.
реферат [6,7 K], добавлен 26.12.2004Исследование явления парникового эффекта, связанного с поступлением в атмосферу парниковых газов, которые препятствуют теплообмену между Землей и космосом. Сравнение баланса потоков углекислого газа для экосистем, вклада стран в мировое загрязнение.
презентация [662,4 K], добавлен 27.09.2011Проблема изменения климата Земли как один из главных вопросов выживания человечества. Сущность и предпосылки глобального потепления, направления и перспективы разрешения связанных с ним проблем. Причины роста концентрации углекислого газа в атмосфере.
презентация [864,3 K], добавлен 06.04.2014Изучение атмосферы на метеорологических станциях. Основные методы изучения погоды. Изменение атмосферы человеком. Глобальное потепление климата как одна из серьезнейших проблем человечества. Причины увеличения содержания углекислого газа в атмосфере.
презентация [2,0 M], добавлен 06.03.2015Состояние рек планеты. Экологически неблагополучное состояние почв. Состояние лесов в Западной и Восточной Европе. Воздействие изменения содержания углекислого газа в атмосфере и кислотных дождей на природную среду. Ряд тревожных тенденций в экологии.
реферат [34,4 K], добавлен 10.11.2009Газы, которые входят в состав атмосферы; их процентное содержание в атмосфере и их время жизни. Роль и значение в жизни различных экосистем кислорода, азота и углекислого газа. Защита озоном живых организмов от вредного ультрафиолетового излучения.
реферат [173,1 K], добавлен 27.03.2014
