Aká je podstata skleníkového efektu a aké je jeho nebezpečenstvo? Je možné zastaviť globálnu zmenu klímy a ako to urobiť?
Z mnohých problémov, ktorým čelí moderné ľudstvo, je zmena klímy nepochybne jednou z najvýznamnejších a najvážnejších. Globálne otepľovanie, rýchly pokles biodiverzity, skleníkový efekt, roztápanie ľadovcov, ktoré vedú k zvýšeniu úrovne oceánov - to všetko môže viesť k katastrofickým následkom a učiniť život ľudí na tejto planéte jednoducho neznesiteľným.
Vedci varujú, že klimatický problém už nebude možné odložiť: do roku 2030 bude poškodenie ekosystému planéty nenapraviteľné. To znamená, že vy a ja máme len 12 rokov. Ak v blízkej budúcnosti ľudia nenájdu riešenie tohto problému, dôsledky zahrievania atmosféry sa prejavia už celé storočia a dokonca tisícročia. A to nie je otázka ekológie, ale prežitia ľudstva. Prečo sa na našej planéte stáva horúca? Obviňujte vplyv skleníkového efektu, ktorý vznikol v dôsledku ľudských aktivít.
Niektoré teórie alebo prečo sa planéta zahreje?
Skleníkový efekt je zahrievanie spodných vrstiev zemskej atmosféry, ku ktorému dochádza v dôsledku zvýšenia koncentrácie určitých plynov v ňom. Jej podstatou je pomerne jednoduchá: slnečné lúče zahrievajú povrch planéty, ale zároveň zostáva teplo a nemôže sa vrátiť do vesmíru - plyny to narúšajú. Výsledkom týchto procesov je zvýšenie teploty planéty.
Významná časť slnečného žiarenia (až 75%), ktoré dopadá na Zem, predstavuje viditeľnú a blízku infračervenú časť spektra (400-1500 nm). Atmosféra prakticky nedosahuje a tepelná energia sa voľne dostane na povrch našej planéty. Zeme, ohrievaná na začiatku, začne vyžarovať žiarenie s vlnovou dĺžkou 7,8-28 mikrónov, ktorá sa emituje do vesmíru a prispieva k ochladzovaniu planéty. Hlavnou príčinou skleníkového efektu je vyššia atmosférická transparentnosť svetla v optickom rozmedzí ako v infračervenej oblasti. Faktom je, že niektoré plyny obsiahnuté vo vzduchu absorbujú alebo odrážajú žiarenie, ktoré prichádza zo Zeme. Nazývajú sa skleníky. Čím je ich koncentrácia vyššia, tým viac slnečného tepla zostáva v atmosfére.
Skleníkové plyny narušujú tepelnú rovnováhu planéty, ktorá vo veľkej miere určuje jej podnebie.
Podstatou skleníkového efektu sú dobre známe letní obyvatelia a záhradníci, ktorí majú na svojich pozemkoch skleníky. Schéma je veľmi podobná: slnečné lúče, dostanú sa dovnútra, zohrievajú pôdu a strecha a steny neumožňujú, aby teplo opustilo štruktúru. Preto v skleníku, aj bez vykurovania, je teplota vždy vyššia ako vonku.
Teraz rozprávajú veľa o globálnom otepľovaní a klimatických zmenách. Existuje chybný názor, že výskyt skleníkového efektu je udalosť posledných rokov alebo desaťročí a jeho príčinou je výhradne ľudská činnosť. Tento účinok je neodmysliteľný v akejkoľvek atmosfére a bez neho by bol život na Zemi nemožný.
V skutočnosti je náš problém rýchly nárast skleníkového efektu, ktorý sa zaznamenal v posledných rokoch. Tento proces môže viesť k katastrofálnym výsledkom.
História štúdie o tejto problematike
Štúdia problému skleníkového efektu sa začala v prvej polovici XIX storočia. V roku 1827 bola publikovaná práca Josefa Fouriera "Poznámka o teplotách zemegule a iných planét", kde podrobne preskúmal mechanizmy tvorby klímy, ako aj faktory, ktoré ho ovplyvňujú. Tento vedec prvýkrát opísal fenomén skleníkového efektu, pričom ako model použil sklenú nádobu vystavenú slnečnému žiareniu. Sklo je takmer nepriehľadné voči infračervenému žiareniu, takže táto skúsenosť veľmi presne dokazuje podstatu tohto javu. Samotný koncept skleníkových efektov prišiel do vedeckého hľadiska oveľa neskôr.
Neskôr tieto štúdie pokračovala švédsky fyzik Arrhenius. Bol to ten, ktorý pokročil v teórii, že pokles koncentrácie oxidu uhličitého vo vzduchu je jednou z najdôležitejších príčin ľadovej doby v histórii planéty.
Aktívne štúdium skleníkových efektov a účinky tohto javu však začalo až v druhej polovici minulého storočia. Vedci skúmali zmenu toku slnečného žiarenia, ku ktorému dochádza pri zvyšovaní množstva skleníkových plynov vo vzduchu. Teraz, aby sa simulovali procesy vyskytujúce sa v atmosfére, boli použité najnovšie a pokročilejšie počítače. Ale ich sila často nestačí, pretože planetárne podnebie je extrémne zložitý a ešte nie úplne študovaný systém.
V posledných desaťročiach na medzinárodnej úrovni boli prijaté prvé vážne kroky na riešenie tohto problému. V roku 1992 bol prijatý Rámcový dohovor Organizácie Spojených národov o klimatických zmenách. V roku 1997 bol k nemu pridaný Kjótsky protokol a Parížska dohoda (2015). O tomto dokumente upravujú opatrenia na zníženie emisií.
Skleníkové plyny a iné príčiny otepľovania
Vedci sa domnievajú, že skleníkový efekt nastáva kvôli nasledujúcim plynom:
- metán;
- oxid uhličitý;
- vodná para;
- ozón.
Najväčší príspevok k zvýšeniu globálnej teploty spôsobuje vodná para (z 36 na 72%), následne CO2 (približne 9-26%), následne metán (4-9%) a ozón (od 3 do 7%). Ostatné plyny majú vo vzduchu extrémne nízke koncentrácie, takže ich vplyv na klimatické procesy je minimálny.
Množstvo vodnej pary silne závisí od teploty spodných vrstiev atmosféry. Čím je nižšia, tým je nižšia vlhkosť a tým skleníkový efekt je slabší. V tomto prípade prebytočná vlhkosť sa zmení na sneh-ľadový kryt na póloch planéty, zvyšuje jeho odrazivosť (albedo) a vytvára vzduch ešte chladnejší. Globálne otepľovanie (alebo chladenie) je teda samostatným procesom, ktorý sa za určitých podmienok môže naďalej rozširovať a rozvíjať veľmi rýchlo. Ak chcete začať, potrebujete len "spúšť" a antropogénny faktor sa im môže stať. V tomto prípade ide o typický príklad pozitívnej spätnej väzby.
Obdobia otepľovania a chladenia, ktoré sa predtým vyskytovali na našej planéte dokonale korelujú s množstvom oxidu uhličitého v atmosfére. Jeho nárast vedie k zvýšenému skleníkovému efektu a predĺženému zvýšeniu teploty.
Navyše, sadze a tuhé častice aerosólu vstupujúce do hornej atmosféry tiež ovplyvňujú tepelnú rovnováhu Zeme. Ich hlavnými zdrojmi sú vulkanická činnosť a priemyselné emisie. Prach a sadze narúšajú prenikanie slnečného svetla, čo znižuje teplotu planéty.
Odkiaľ pochádzajú skleníkové plyny?
V súčasnosti existuje konsenzus medzi vedcami, že súčasná zmena klímy je spojená s nárastom množstva oxidu uhličitého v atmosfére a skleníkovým efektom - dôsledkom tohto procesu. A otepľovanie sa deje dlhú dobu. Hlavným dôvodom zvýšenia skleníkového efektu je ľudská aktivita, ktorá sa stala silným planetárnym faktorom. Od začiatku priemyselnej revolúcie - teda za posledných 250 - 300 rokov - sa koncentrácie metánu a oxidu uhličitého v atmosfére zvýšili o 149% a 31%. Tu sú hlavné zdroje skleníkových plynov:
- Rýchly rast priemyslu. Hlavným zdrojom energie pre naše závody, továrne, vozidlá sú fosílne palivá - ropa, zemný plyn a uhlie. Výsledkom ich použitia je tvorba oxidu uhličitého, čo zvyšuje skleníkový efekt. Asi polovica plynov vyrobených v priebehu ľudskej hospodárskej činnosti zostáva v atmosfére, zvyšok je absorbovaný oceánom a suchozemskou vegetáciou. Každý rok sa počet obyvateľov Zeme zvyšuje, a preto si vyžaduje stále viac a viac potravín, priemyselných tovarov, automobilov, čo vedie k ešte väčšiemu emisiám oxidu uhličitého, takže sa zvýši jav skleníkového efektu. A ak v priebehu minulého storočia teplota stúpla o 0,74 stupňa, potom v budúcnosti vedci predpovedajú rast o 0,2 stupňa za každé desaťročie;
- Odlesňovanie a rozvoj poľnohospodárstva. Ďalším hlavným dôvodom zvýšenia koncentrácie CO2 v atmosfére je masívna deštrukcia lesov. V procese fotosyntézy stromy absorbujú oxid uhličitý a uvoľňujú kyslík, čo je prirodzený regulátor koncentrácií skleníkových plynov. Odlesňovanie je potrebné najmä na získanie novej ornej pôdy, aby bolo možné kŕmiť rýchlo rastúcu ľudskú populáciu. Poľnohospodárstvo tiež prispieva k zvýšeniu globálnej teploty. Hospodárske zvieratá sú spojené s tvorbou obrovského množstva metánu, ktorý prevyšuje oxid uhličitý v skleníkových vlastnostiach;
- Skládka. Očakáva sa, že rast obyvateľstva bude zvyšovať objem odpadu. Dnes sú skládky obsadené obrovskými územiami, ktoré zaberajú tisíce hektárov. Každý z nich vydáva do atmosféry desiatky tisíc kubických metrov metánu a oxidu uhličitého. Efektívne riešenie tohto problému ešte neexistuje - to znamená, že emisie "odpadových plynov" budú len rásť.
Čo ohrozuje skleníkový efekt?
História Zeme má asi 4,5 miliardy rokov a počas tejto doby sa neustále mení podnebie planéty. V niektorých epochách ju prekrývala svieža tropická vegetácia z pólu na pole, v iných bola guľa pokrytá viacmetrovou vrstvou ľadu. V porovnaní s takými kataklyzmi sa zdá, že nárast teploty o jeden alebo dva stupne je skutočný malý nápad: budete si myslieť, že aj na vykurovanie ušetríme! Ale nie všetko je tak jednoduché, dôsledky zmeny klímy sa môžu ukázať oveľa vážnejšie, tu sú len niektoré z nich:
- Zvýšenie teploty povedie k roztaveniu ľadovcov a zvýšeniu hladiny vôd oceánov, ktoré hrozí zaplavením veľkých plôch. Samozrejme, že sa planéta nestane "vodným svetom", ale mnohé pobrežné mestá a územia môžu trpieť. Len málo ľudí vie, ale od začiatku 20. storočia sa hladina oceánov zvýšila o 17 cm a od polovice 90. rokov sa táto rýchlosť stúpania zvýšila na 3,2-3,4 mm za rok. Tento problém je zhoršený skutočnosťou, že väčšina obyvateľov Zeme žije v pobrežných oblastiach, je tu aj značná časť svetového hospodárstva;
- Zvýšenie teploty bude nevyhnutne viesť k zmenám v rozložení zrážok, ako aj k ich množstvu. A tento výsledok je pravdepodobne ešte závažnejší ako záplavy určitých území. V niektorých oblastiach sveta sa dažďa stanú veľmi vzácnymi a postupne sa premenia na púšte, zatiaľ čo v iných krajinách obyvatelia trpia pravidelnými hurikánmi, povodňami, cunami a inými katastrofami. Podľa vedcov ďalšie zvýšenie teploty vzduchu povedie k nižším výnosom hlavných plodín v tropických a subtropických oblastiach planéty, čo môže viesť k hladu a sociálnym prevratom;
- Vyššie teploty nepriaznivo ovplyvňujú zdravie ľudí. Lekári očakávajú zvýšenie počtu kardiovaskulárnych ochorení, ochorení dýchacích ciest a dokonca aj duševných porúch.
Skleníkový efekt a jeho možné dôsledky vážne ovplyvnia nielen ľudí, ale aj ekosystém celej planéty. Zmena klímy bude zbavovať mnohé druhy ich zvyčajného rozsahu, a nie skutočnosť, že všetci "naši menší bratia" sa budú môcť prispôsobiť takým dramatickým zmenám. Zmiznutie niektorých druhov naruší bežné potravinové reťazce, čo môže viesť k skutočnému "domino efektu". Zvyšovanie koncentrácie oxidu uhličitého v atmosfére a zvýšenie teploty vzduchu vedie k acidifikácii oceánu, čo negatívne ovplyvňuje všetkých, ktorí v ňom žijú.
Ako s tým zaobchádzať?
Človek opakovane zažil zmenu klímy. Okrem toho boli jednou z hnacích síl historického pokroku. Suchá a povodne viac ako raz alebo dvakrát spôsobili vojny a revolúcie, hromadnú migráciu národov, úpadok štátov a celé civilizácie. Ako sa vyhneme týmto katastrofickým následkom, ktoré nás čakajú v prípade vážnej zmeny klímy? Existuje šanca znížiť takzvaný skleníkový efekt? Čo možno urobiť pre toto?
Dnes poznáme všetky faktory, ktoré vedú k hromadeniu skleníkových plynov a zvýšeniu teploty vzduchu. Bude veľmi ťažké zvrátiť súčasný trend, pretože bude vyžadovať úsilie celého ľudstva a radikálnu reštrukturalizáciu globálnej ekonomiky. Na začiatok stačí pochopiť, že skleníkový efekt je globálny problém, ktorý ohrozuje nie všetky štáty, ale všetkých ľudí.
Odborníci sa domnievajú, že na zníženie emisií skleníkových plynov do atmosféry sú potrebné tieto opatrenia:
- Je nevyhnutné fundamentálne obnoviť energetický sektor a znížiť množstvo priemyselných emisií. Hlavným zdrojom CO2 dnes je spaľovanie fosílnych palív: ropa, uhlie a plyn. Na ich zníženie musí ľudstvo prejsť na takzvanú obnoviteľnú energiu: slnko, vietor, vodu. V posledných rokoch ich podiel na celkovej bilancii rastie pomerne rýchlo, ale tieto miery zjavne nestačia. Taktiež musíme upustiť od používania vozidiel so spaľovacími motormi a prenosu do elektrických vozidiel. Je jasné, že všetky vyššie uvedené investície vyžadujú viac miliardy dolárov a desiatky rokov tvrdej práce. Ale musíte to začať dnes;
- Zlepšenie energetickej účinnosti, a to platí pre priemyselnú výrobu a výrobu energie, ako aj pre bývanie a komunálne služby. Energetická náročnosť výrobkov sa musí výrazne znížiť. Potrebujeme nové technológie, ktoré by nepoškodzovali životné prostredie. Dokonca aj základná izolácia fasád budov, inštalácia moderných okien a výmena teplární môže mať významný vplyv z hľadiska úspor energie, a tým znížiť náklady na palivo a znížiť škodlivé emisie;
- Veľmi účinným spôsobom boja proti skleníkovému efektu je zníženie množstva odpadu. Človek sa musí naučiť znovu využívať zdroje, čo umožní eliminovať skládky, ktoré sú vážnym zdrojom metánu, alebo aspoň výrazne znížiť ich objem;
- Je potrebné zastaviť predátorské ničenie lesov a zapojiť sa do obnovy zelených plôch. Kŕmenie musí byť sprevádzané vysádzaním nových stromov.
Boj proti skleníkovému efektu a rast priemernej ročnej teploty by sa mal uskutočňovať na medzinárodnej úrovni v úzkej spolupráci medzi rôznymi krajinami. Prvé kroky v tomto smere už boli prijaté a pohyb musí pokračovať. Vedci navrhujú konsolidovať boj proti klimatickým zmenám na úrovni ústav štátov. Úloha mimovládnych organizácií, ktoré neustále vyvíjajú túto tému, je tiež skvelé. Musíme jasne pochopiť, akú má malú našu planétu a akú zraniteľnosť je pre človeka.
