Гипотеза о возможном изменении климата при увеличении концентрации СО2 возникла сравнительно давно – на рубеже 19-20 вв. Регулярные наблюдения за климатом планеты ведутся уже более 100 лет. Шведский ученый Сванте Аррениус, физик и химик, лауреат Нобелевской премии исследовал физическую природу парникового эффекта и некоторые свойства газов, сохраняющих тепло в атмосфере. В 1908 г. в своей книге «Образование миров» он указывал на то, что если бы содержание угольной кислоты (СО2) в воздухе удвоилось, то температура земной поверхности повысилась бы на 4 0С. Возможность данного изменения была предсказана и В. И. Вернадским в 1927 г. Он утверждал, что сжигание различных видов топлива приведет к повышению содержания в атмосфере углекислого газа и повлияет на климат.
Сущность парникового эффекта. Приходящая от солнца энергия в виде солнечной радиации рассеивается, отражается и поглощается земной атмосферой. До поверхности планеты доходит лишь ¼ часть этой энергии, при этом длинноволновое инфракрасное (теплое) излучение частично задерживается в атмосфере. Составляющие атмосферы азот и кислород не поглощают инфракрасное излучение. Парниковые газы – это газы, создающие в атмосфере экран, задерживающий инфракрасные лучи, которые в результате нагревают поверхность земли и нижний слой атмосферы. Парниковыми газами являются: СО2, СН4, NOх, водяной пар. Отраженная от поверхности Земли инфракрасная часть спектра поглощается данными соединениями, аккумулируясь в атмосфере, что способствует повышению ее температуры.
В журнале «Химия в России» в 2000 году опубликованы данные, отражающие долю влияния основных парниковых газов на глобальное потепление (табл. 8).
Таблица 8
Основные парниковые газы, их источники и доля влияния
на глобальное потепление (данные 2000 г.)
| Газ | Основные источники | Доля влияния на глобальное потепление |
| Углекислый газ СО2 Метан СН4 ХФУ Оксид азота N2О | Производство, транспортировка и сжигание ископаемого топлива (86 %) Сведение тропических лесов и сжигание биомассы (12 %) Остальные источники (2 %) Утечка природного газа Производство топлива Жизнедеятельность животных Рисовые плантации Сведение лесов Холодильная промышленность (хладагенты) Производство аэрозольных упаковок Системы кондиционирования воздуха Производство пенопласта Применение азотных удобрений Сжигание биомассы и ископаемого топлива |
Антропогенный парниковый эффект на 57 % обусловлен добычей и потреблением энергии, на 9 % - исчезновением лесов; на 14 % - с/хоз деятельностью и на 20 % - с остальным производством, не связанным с энергетическим циклом.
Возможные климатические последствия:
· Увеличение осадков, особенно в средних широтах в зимний период;
· Уменьшение поверхности морского льда и снежного покрова;
· Потепление полярных зим;
· Подъем уровня Мирового океана (на 10-30 см к 2030 г., и на 30-100 см к концу 21 века). В случае таяния Антарктического ледникового щита глобальный уровень моря поднимется на 5 м;
· Крупномасштабные наводнения;
· Понижение влагосодержания почвы в летний период за счет раннего окончания таяния снега и периодов дождей, → опустынивание;
· Распространение засухи до 50 % к 2050 гг. → нехватка продовольствия;
· Сокращение видового разнообразия, миграции, распространение болезней, смещение географических зон растительности, появление новых видов и др.