Jaká je podstata skleníkového efektu a jaké je jeho nebezpečí? Je možné zastavit globální změny klimatu a jak to udělat?
Z mnoha problémů, kterým čelí moderní lidstvo, je změna klimatu nepochybně jednou z nejvýznamnějších a nejvážnějších. Globální oteplování, rychlý pokles biodiverzity, skleníkový efekt, tání ledovců, které vedou ke zvýšení hladiny oceánů, mohou mít všechny katastrofální důsledky a učinit život lidí na planetě prostě nesnesitelnými.
Vědci varují, že klimatický problém již nemůže být kladen na zadní hořák: do roku 2030 bude poškození ekosystému planety nenapravitelné. To znamená, že vy a já máme jen 12 let. Pokud v blízké budoucnosti lidé nenajdou řešení tohoto problému, důsledky zahřátí atmosféry budou pociťovány již staletí a dokonce tisíciletí. A to není otázka ekologie, ale přežití lidstva. Proč se na naší planetě stále zhoršuje? Obviňujte účinek skleníkového efektu, který vznikl jako důsledek lidských činností.
Nějaká teorie nebo proč se planeta zahřeje?
Skleníkový efekt je zahřívání nižších vrstev zemské atmosféry, ke které dochází v důsledku zvýšení koncentrace některých plynů v něm. Její podstatou je poměrně jednoduchá: sluneční paprsky ohřívají povrch planety, ale zároveň zůstává teplo a nemůže se vrátit do vesmíru - plyny to narušují. Výsledkem těchto procesů je zvýšení teploty planety.
Významný podíl slunečního záření (až 75%), který klesá na Zemi, spadá na viditelnou a blízké infračervené části spektra (400-1500 nm). Atmosféra prakticky nezachycuje a tepelná energie volně dosáhne povrchu naší planety. Země, ohřívaná v pořadí, začne vyzařovat záření o vlnové délce 7,8-28 mikronů, které se vydávají do vesmíru a přispívají k chlazení planety. Hlavní příčinou skleníkového efektu je vyšší průhlednost atmosféry pro světlo v optickém rozsahu než v infračerveném světle. Faktem je, že některé plyny obsažené ve vzduchu absorbují nebo odrážejí záření, které pochází ze Země. Jsou nazývány skleníky. Čím vyšší je jejich koncentrace, tím více slunečního tepla zůstává v atmosféře.
Skleníkové plyny narušují tepelnou rovnováhu planety, která velmi určuje její klima.
Podstata skleníkového efektu je dobře známá letním obyvatelům a zahradníkům, kteří mají na svých pozemcích skleníky. Schéma je velmi podobné: sluneční paprsky, vniknutí dovnitř, ohřívání půdy a střecha a zdi neumožňují, aby teplo opustilo strukturu. Proto ve skleníku, a to i bez topení, je teplota vždy vyšší než venku.
Nyní hovoří hodně o globálním oteplování a změně klimatu. Existuje chybný názor, že výskyt skleníkového efektu je událostí posledních let nebo desetiletí a jeho příčinou je pouze lidská činnost. Tento účinek je vlastně v každé atmosféře a bez něj by život na Zemi nebyl možný.
Ve skutečnosti je naším problémem rychlý nárůst skleníkového efektu, který byl zaznamenán v posledních letech. Tento proces může mít katastrofální výsledky.
Historie studie této problematiky
Studium problému skleníkového efektu se začalo v první polovině XIX. Století. V roce 1827 byla publikována práce Josefa Fourierova "Poznámka o teplotách planety a jiných planet", kde podrobně zkoumal mechanismy vzniku klimatu a faktory, které se ho dotýkají. Tento vědec poprvé popsal fenomén skleníkového efektu a použil jako model skleněnou nádobu vystavenou slunečnímu záření. Sklo je téměř neprůhledné vůči infračervenému záření, takže tato zkušenost docela přesně demonstruje podstatu tohoto jevu. Samotný koncept skleníkového efektu přišel k vědeckému použití mnohem později.
Později tyto studie pokračovala švédský fyzik Arrhenius. Byl to ten, kdo pokročil v teorii, že snížení koncentrace oxidu uhličitého ve vzduchu je jednou z nejdůležitějších příčin ledové doby v historii planety.
Aktivní studium skleníkového efektu a účinky tohoto jevu však začalo až ve druhé polovině minulého století. Vědci studovali změnu toku slunečního záření, ke kterému dochází, když se zvyšuje množství skleníkových plynů ve vzduchu. Nyní, aby se simulovaly procesy vyskytující se v atmosféře, byly použity nejmodernější a pokročilejší počítače. Ale jejich síla často nestačí, protože planetární klima je extrémně složitý a zatím ne zcela studovaný systém.
V posledních desetiletích na mezinárodní úrovni byly podniknuty první vážné kroky k řešení tohoto problému. V roce 1992 byla přijata Rámcová úmluva Organizace spojených národů o změně klimatu. V roce 1997 byl do něj přidán Kjótský protokol a Pařížská dohoda (2015). O tomto dokumentu upravují opatření ke snížení emisí.
Skleníkové plyny a další příčiny oteplování
Vědci věří, že skleníkový efekt nastává v důsledku následujících plynů:
- methan;
- oxid uhličitý;
- vodní pára;
- ozonu
Největší přínos ke zvýšení globální teploty způsobuje vodní pára (z 36 na 72%), následovaný CO2 (přibližně 9-26%), následovaný metanem (4-9%) a ozonem (od 3 do 7%). Ostatní plyny mají ve vzduchu extrémně nízké koncentrace, takže jejich vliv na klimatické procesy je minimální.
Množství vodní páry silně závisí na teplotě nižších vrstev atmosféry. Čím nižší je, tím nižší je vlhkost a tím je skleníkový efekt slabší. V takovém případě se přebytečná vlhkost změní na sněhovou ledovou vrstvu na pólech planety, čímž se zvýší její odrazivost (albedo) a vzduch bude ještě chladnější. Globální oteplování (nebo chlazení) je tedy samostatný proces, který se za určitých podmínek může velmi rychle rozvíjet a rozvíjet. Chcete-li ji spustit, potřebujete pouze "spoušť" a antropogenní faktor se může stát. V tomto případě se jedná o typický příklad pozitivní zpětné vazby.
Doby ohřevu a chlazení, které se na naší planetě objevily, dokonale korelují s množstvím oxidu uhličitého v atmosféře. Jeho nárůst vede ke zvýšenému skleníkovému efektu a prodlužování teploty.
Navíc částice sazí a tuhé aerosolové částice vstupující do horní atmosféry také ovlivňují tepelnou rovnováhu Země. Jejich hlavními zdroji jsou sopečná činnost a průmyslová emise. Prach a saze interferují s pronikáním slunečního světla, což snižuje teplotu planety.
Odkud pocházejí skleníkové plyny?
V současné době existuje shoda mezi vědci, že současná změna klimatu je spojena s nárůstem množství oxidu uhličitého v atmosféře a skleníkovým efektem - důsledkem tohoto procesu. A oteplování se děje již dlouhou dobu. Hlavním důvodem pro zvýšení skleníkového efektu je lidská činnost, která se stala silným planetárním faktorem. Od počátku průmyslové revoluce - tedy za posledních 250 až 300 let - se koncentrace metanu a oxidu uhličitého v atmosféře zvýšily o 149% a 31%. Zde jsou hlavní zdroje skleníkových plynů:
- Rychlý růst průmyslu. Hlavním zdrojem energie pro naše závody, továrny, vozidla jsou fosilní paliva - ropa, zemní plyn a uhlí. V důsledku jejich použití se vytváří oxid uhličitý, což zvyšuje skleníkový efekt. Asi polovina plynů vznikajících v průběhu lidské hospodářské činnosti zůstává v atmosféře, zbytek je absorbován oceánem a suchozemskou vegetací. Každý rok se populace Země zvyšuje, a proto vyžaduje stále více a více potravin, průmyslových výrobků, automobilů, což vede k ještě většímu množství emisí oxidu uhličitého, takže se skleníkový efekt zvýší. A pokud v průběhu minulého století teplota vzrostla o 0,74 stupně, pak v budoucnosti vědci předpovídají růst o 0,2 stupně za každou dekádu;
- Odlesňování a rozvoj zemědělství. Dalším hlavním důvodem zvyšování koncentrace CO2 v atmosféře je masivní ničení lesů. V procesu fotosyntézy stromy absorbují oxid uhličitý a uvolňují kyslík, což je přirozeným regulátorem koncentrací skleníkových plynů. Odlesňování je zapotřebí především k získání nové orné půdy za účelem krmení rychle rostoucí lidské populace. Zemědělství také přispívá ke zvýšení globální teploty. Živočišná výroba je spojena s tvorbou obrovského množství methanu, který překračuje oxid uhličitý ve skleníkových vlastnostech;
- Skládky Očekává se, že růst počtu obyvatel se zvýší. Dnes jsou skládky obsazeny obrovskými územími, které zaberou tisíce hektarů. Každý z nich vydává do atmosféry desítky tisíc metrů krychlových metanu a oxidu uhličitého. Efektivní řešení tohoto problému dosud neexistuje - to znamená, že emise "odpadních plynů" budou pouze růst.
Co hrozí skleníkový efekt?
Historie Země má asi 4,5 miliardy let a během této doby se klima planety neustále mění. V některých epochách ji překryla bujná tropická vegetace z pole na pole, v jiných byla kulička pokrytá vícemetrovou vrstvou ledu. Ve srovnání s takovými katastrofami se zdá, že nárůst teploty o jeden nebo dva stupně je opravdové drobnosti: budete si myslet, že ušetříme i na vytápění! Ale ne všechno je tak jednoduché, důsledky změny klimatu se mohou ukázat být mnohem vážnější, tady jsou jen některé z nich:
- Zvýšení teploty povede k tání ledovců a ke zvýšení hladiny oceánských vod, což hrozí zaplavením velkých ploch. Samozřejmě, že se planeta nestane "vodním světem", ale mnoho pobřežních měst a území může trpět. Jen málo lidí ví, ale od počátku 20. století se hladina oceánu zvýšila o 17 cm a od poloviny 90. let vzrostla tato rychlost stoupání na 3,2-3,4 mm za rok. Tento problém se zhoršuje skutečností, že většina obyvatel Země žije v pobřežních oblastech, je zde také značná část světové ekonomiky;
- Zvýšení teploty nevyhnutelně povede ke změnám v rozložení srážek a jejich množství. A tento výsledek je pravděpodobně ještě vážnější než zaplavení některých území. V některých částech světa se deště stanou velmi vzácnými a postupně se změní na pouště, zatímco v jiných budou obyvatelé trpět pravidelnými hurikány, povodněmi, tsunami a dalšími katastrofami. Podle vědců další zvýšení teploty vzduchu povede k nižším výnosům hlavních plodin v tropických a subtropických oblastech planety, což může vést k hladu a sociálním změnám;
- Vyšší teploty negativně ovlivňují zdraví lidí. Lékaři očekávají nárůst počtu kardiovaskulárních chorob, respiračních onemocnění a dokonce i duševních poruch.
Skleníkový efekt a jeho možné následky vážně postihují nejen lidi, ale i ekosystém planety jako celek. Změna klimatu zbaví mnoho druhů obvyklého rozsahu, a nikoli skutečnost, že se všichni "naši menší bratři" budou moci přizpůsobit takovým dramatickým změnám. Zmizení některých druhů naruší obvyklé potravní řetězce, což může vést k skutečnému "domino efektu". Zvyšování koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře a zvýšení teploty vzduchu vede k okyselování oceánu, což negativně ovlivňuje všechny, kteří v něm žijí.
Jak se s tím vypořádat?
Člověk opakovaně zažil klimatické změny. Navíc byly jednou z hnacích sil historického pokroku. Sucha a povodně více než jednou nebo dvakrát způsobily války a revoluce, masové stěhování národů, úpadek států a celé civilizace. Jak se vyhnout těm katastrofálním následkům, které nás čekají v případě vážné změny klimatu? Existuje šance snížit takzvaný skleníkový efekt? Co lze udělat za to?
Dnes známe všechny faktory, které vedou k akumulaci skleníkových plynů a zvýšení teploty vzduchu. Bude velmi obtížné zvrátit současný trend, protože bude vyžadovat úsilí celého lidstva a radikální restrukturalizaci globální ekonomiky. Na začátek stačí pochopit, že skleníkový efekt je globální problém, který neohrožuje všechny státy, ale všechny lidi.
Odborníci se domnívají, že pro snížení emisí skleníkových plynů do atmosféry jsou zapotřebí následující opatření:
- Je nezbytné podstatně obnovit energetický sektor a snížit množství průmyslových emisí. Hlavním zdrojem CO2 je dnes spalování fosilních paliv: ropa, uhlí a plyn. Aby je lidstvo snížilo, musí přejít na tzv. Obnovitelnou energii: slunce, vítr, vodu. V posledních letech jejich podíl na celkovém saldu rostl poměrně rychle, ale tyto sazby zjevně nejsou dost. Musíme také upustit od používání automobilů s motory s vnitřním spalováním a přenosu do elektrických vozidel. Je zřejmé, že vše výše uvedené vyžaduje investice do několika miliard dolarů a desítky let tvrdé práce. Ale musíte začít dnes;
- Zlepšení energetické účinnosti, a to se týká průmyslové výroby, výroby energie a bydlení a komunálních služeb. Energetická náročnost výrobků se musí výrazně snížit. Potřebujeme nové technologie, které by nepoškodily životní prostředí. Dokonce i základní izolace fasád budovy, instalace moderních oken a výměna tepláren mohou mít významný účinek z hlediska úspory energie a tudíž snížit náklady na palivo a snížit škodlivé emise;
- Velmi účinným způsobem, jak bojovat proti skleníkovému efektu, je snížit množství odpadu. Osoba se musí naučit znovu využívat zdroje, což umožní odstranit skládky, které jsou vážným zdrojem metanu, nebo alespoň výrazně snížit jejich objem;
- Je nutné zastavit dravé ničení lesů a zapojit se do obnovy zelených ploch. Kácení musí být doprovázeno vysazováním nových stromů.
Boj proti skleníkovému efektu a růst průměrné roční teploty by měl být prováděn na mezinárodní úrovni v úzké spolupráci mezi různými zeměmi. První kroky v tomto směru již byly provedeny a pohyb musí pokračovat. Vědci navrhují konsolidovat boj proti změně klimatu na úrovni ústav států. Role nevládních organizací, které neustále vzbuzují toto téma, je také skvělé. Musíme jasně pochopit, jak málo je naše planeta a jak je zranitelná pro člověka.
