С момента формирования атмосферы нашей планеты существует парниковый эффект, суть которого состоит в повышении температуры приземной поверхности вследствие накопления парниковых газов в нижнем слое атмосферы.
Развитие современных технологий способствует ежегодному увеличению источников создания парникового эффекта, который приводит к необратимым последствиям в виде изменения климата и глобального потепления.
Повышение температуры губительно влияет как на человека, так и других живых существ на нашей планете. Поговорим о том, на что влияет наличие и усиление парникового эффекта на Земле, что делает присутствие парниковых газов в атмосфере.
Содержание
Основные последствия
Продолжающееся повышение температуры на поверхности Земли может вызвать серьезные последствия для нашей планеты, человека, растительного и животного мира и изменить климат.
Для планеты
Задачу о возможных последствиях постоянного повышения концентрации парниковых газов на нашу планету ученые в мире пробуют решить с помощью использования компьютерных моделей.
В соответствии с основными результатами проведенных исследований установлено, что накопление в атмосфере основного парникового газа диоксида углерода приведет к постепенному потеплению на Земле.
Причем скорость потепления будет зависеть от темпов потребления энергии в глобальных масштабах.
Наиболее реалистический прогноз — удвоение углекислого газа в атмосфере произойдет к 50-м годам следующего столетия. При этом рост температуры разными моделями прогнозируется от 1 до 5°С (на 1° к 2025 году и на 3°С к концу 21 века).
Воздействие увеличения концентрации диоксида углерода на планету
На графике отображены возможные диапазоны температурных изменений при различных концентрациях углекислого газа от 400 частей на миллион (ppm) до 750 ppm.
Сплошными горизонтальными линиями выделен наиболее вероятный температурный диапазон с отметкой короткими вертикальными линиями наиболее вероятных точек по оценкам IPPC (2001 г.) и Hadley Centre. Пунктирные линии соответствуют возможному диапазону температуры по другим источникам.
Минимальная расчетная величина потепления при парниковом эффекте могла бы обеспечить приспособляемость человека к изменениям климата с вынужденным изменением образа жизни. А максимальная расчетная величина потепления способна вызвать последствия разрушительного характера.
Пища
Вследствие парникового эффекта, влекущего за собой климатические изменения и рост случаев экстремальных погодных явлений, возможно уничтожение сельскохозяйственных культур, поголовья скота, рыбных запасов.
Это приведет к снижению продуктивности пищевых ресурсов, росту цен на продукты питания, увеличению количества голодающих, особенно в развивающихся регионах — Африке и Западной Азии.
В то же время, в развитых странах при повышении температуры земной поверхности на 1°С прогнозируется повышение урожайности, связанное с сильным углеродным «удобрением». А при температуре на 4-5°С выше нормы — снижение урожайности, на которую не сможет повлиять даже интенсивное «удобрение» углекислым газом.
Вода
Повышение средней приземной температуры воздуха на нашей планете от 0.3-0.6°С за предыдущие 100 лет и до 2°С, в соответствии с научными прогнозами, в последующие 100 лет приводит к таянию ледников, что является потенциальной угрозой водоснабжению ряда регионов.
Такая ситуация усугубит проблему нехватки воды к 2080 году. Изменения в доступе населения к водным ресурсам приведут к водному дефициту для более миллиарда человек, особенно в Африке.
К наиболее серьезным последствиям парникового эффекта относится подъем уровня моря. Порядка 5 млн км2 прибрежных территорий, составляющих 3% поверхности суши, окажется под угрозой затопления.
В зоне риска сможет оказаться порядка 27 стран и крупные города мира, включая Лондон и Нью-Йорк.
Экосистемы
Из-за значительных изменений климата вследствие парникового эффекта возможна гибель целых экосистем с исчезновением видов как на суше, так и в океане. Чем выше температура, тем больше риски.
Экстремальные погодные явления
Следствиями, связанными с парниковым эффектом, являются экстремальные погодные явления, включающие:
- разрушительные штормы;
- наводнения и ливневые дожди;
- тайфуны, ураганы, циклоны;
- засухи, лесные пожары.
Изменение климата и связанных с этим необратимых последствий
Парниковый эффект влечет за собой возрастание скорости потепления океана с увеличением его объема из-за нагрева воды. Повышению уровня моря также способствует таяние ледового покрова, что несет угрозу островным и прибрежным сообществам.
Океаном из атмосферы увеличивается поглощение углекислого газа, что повышает кислотность океанических вод и представляет угрозу морской флоре, фауне и коралловым рифам.
Глобальное потепление при быстром изменении климата может вызвать смещение климатических поясов, изменить альбедо планеты (показатель отражения земной поверхностью солнечной радиации).
Для человека
Самой большой угрозой для здоровья человека являются последствия изменения климата, следующие за явлением парникового эффекта.
Основные проявления в результате увеличения температуры земной поверхности, явлений аномальной жары:
- рост больных с проблемами сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, аллергическими явлениями;
- учащение обмороков, тепловых ударов, приступов эпилепсии;
- увеличение смертности.
Изменения климата также могут привести к проблемам:
- вынужденному перемещению населения и последствиям миграции — ухудшению психологического здоровья человека, обострению разных болезней и нищете;
- голоду или неполноценному питанию в зонах с нарушением продуктивности пищевых ресурсов;
- нехватке пресной воды;
- ухудшению санитарных условий и распространению кишечных заболеваний;
- расширению зон обитания животных видов — переносчиков опасных заболеваний.
В соответствии со статистикой, в период 2010-2019 гг. в связи с изменением климатических условий ежегодно вынужденно переселялись порядка 23.1 млн человек, преимущественно из уязвимых стран, мало подготовленных к адаптации в новых условиях.
Если ситуация не поменяется, прогнозируется наличие климатических беженцев в количестве 250 млн человек к 2050 году.
А для преимущественной части жителей Бангладеш, Индии и Пакистана к концу 21 столетия из-за аномальной жары и высокой влажности данные станы могут стать непригодными для существования. К такому выводу пришли ученые по данным исследования, опубликованного в журнале Science Advances.
Так, в соответствии с научными данными, опасная комбинация повышенных температур и влажности в Индии наблюдается лишь на 2% территории государства. И если сокращение выбросов в атмосферу парниковых газов не произойдет, данный показатель вырастет до 70%.
В результате аномальных природных явлений (землетрясений, наводнений, засух, цунами и др.) количество бедного населения ежегодно увеличивается на 26 млн человек.
По расчетам специалистов Всемирного банка, вследствие глобального потепления из-за парникового эффекта к 2030 году около 100 млн человек грозит черта бедности.
Для растений
В соответствии с исследованиями Всемирного фонда дикой природы, при сохранении нынешней тенденции выбросов парниковых газов в атмосферу и развитии глобального потепления существует угроза исчезновения половины всех видов растений нашей планеты к 2080 году. Негативному воздействию особенно могут быть подвержены растения бассейна Амазонки и на Байкале.
Учеными исследовано несколько десятков тысяч растений в 33 регионах мира, включая, помимо Байкала и Амазонки, Гималаи, Мадагаскар, Намибию, южную часть Чили.
За основу бралась гипотеза возрастания температуры приземного слоя на 4.5°С. По свидетельству исследователей, даже если температурный показатель роста будет удерживаться на уровне +2°, прогнозировалась угроза исчезновения для 25% видов растений в исследуемых зонах.
Основные результаты исследований воздействия парникового эффекта на растения:
| Вид | Факторы влияния | Возможные последствия | Географическое расположение |
| Микроводоросли, обеспечивающие энергию солнечного света кораллам | Температура морской воды | Гибель при погибели коралловых рифов | Большой Барьерный риф (Австралия) |
| Водоросли, вырабатывающие ядовитые вещества для кораллов | Дым от торфяных и лесных пожаров, с выбросами соединений железа в атмосферу | Бурный расцвет | Индонезия |
| Фитопланктон на нижней поверхности льда | Потепление, приводящее к уменьшению площадей морских льдов | Недостаток места для размножения фитопланктона и прерывание пищевых цепочек криля, рыб, тюленей, морских птиц, китов | Полярные зоны |
| Зерновые культуры | Тепловой стресс, сухая почва, изменение характера муссонов | Сокращение объемов урожая на 1/3 | Тропики и субтропики |
| Леса | Повышение средней глобальной температуры на 1° | Изменение видового состава, учащение пожаров, повышение количества патогенов и вредителей | Умеренный и тропический пояс |
| Бореальные (северные) леса | Продвижение границы лесов Аляски на 100 км на север | Высокие широты | |
| Сельскохозяйственные культуры | Более высокие концентрации углекислого газа,
повышение количества осадков |
Ускорение роста,
повышение урожайности |
Регионы с умеренным климатом, Северная Америка, Европа, Скандинавия, Соединенное Королевство |
| Растения типа С3: пшеница, картофель, ячмень, рис, маниока | Повышенный уровень СО2 (на 50%) | Стимуляция фотосинтеза, повышение урожайности на 15% | Прохладные и влажные территории |
Для животных
Под воздействием антропогенной деятельности и изменения климата вследствие парникового эффекта значительно уменьшилось и видоизменилось количество популяций в окружающей среде, а скорость вымирания видов на всей нашей планете превысила скорость вымирания естественных видов.
На изменения природной среды больше всего реагируют мелкие животные, отличающиеся небольшой продолжительностью жизни.
Основные результаты исследований влияния парникового эффекта на животных (из разных источников):
| Вид | Факторы воздействия | Последствия | Примечание, регион исследования |
| Коралловые рифы | Слишком холодная или слишком теплая вода, избыток примесей, недостаток света | Замедление или прекращение роста, невозможность передвижения, обесцвечивание при гибели рифов, плохая приспосабливаемость к изменениям среды | Австралийский Большой Барьерный риф |
| Подалирии и махаоны (бабочки семейства парусников) | Повышение температуры на 1.5-2.0°С | 1. Распространились на более влажных и прохладных луговинах (за границами лесостепной зоны). 2. Стали размножаться 3 раза в год, вместо 2-х. |
Горы Словакии |
| Бабочки пестрокрыльницы | Изменение окраски, в зависимости от сезона:
В последствии — круглый год окраска сменилась на черную. |
||
| Жук короед-типограф | Расширение поля деятельности | ||
| Прожорливая гусеница пяденица | Сокращение масштабов поедания деревьев | ||
| Арктический двустворчатый моллюск латернулы эллиптической | Повышение температуры на малейшую величину | Мальки покидают зону, а трехлетние особи, из-за утраты подвижности, массово гибнут | Южный океан (холодные воды) |
Ученые отмечают наличие реакций видов животных на глобальное потепление. Наблюдаются перемены у биологических видов и популяций.
К примеру, мигрирующие птицы стали улетать позже, а прилетать раньше, увеличивая продолжительность сезона на 10-11 дней. Размножение многих птиц и земноводных в весенний период наступает раньше.
Влияние на климат
Даже незначительное повышение уровня парниковых газов в атмосфере оказывает влияние на изменение климата в окружающей среде. В процессе поглощения газами инфракрасного излучения они воздействуют на природную циркуляцию энергетических потоков климатической системы.
Климат стал отвечать антропогенным выбросам, подстраиваясь под толщу парниковых газов, чтобы сохранить баланс между энергией солнца и энергией, исходящей от земного покрова в космос.
В соответствии с данными наблюдений за состоянием атмосферы, повышение глобальной температуры на протяжении 20-го столетия составило ориентировочно 0.60°С. Учеными, используя климатические модели, составлен ряд прогнозов изменения глобальной температуры поверхности Земли, опираясь на допущения о характере будущих выбросов.
Изменения климата, по всей вероятности, значительно повлияют на окружающую среду нашей планеты. И чем быстрее будет происходить процесс климатических изменений, тем больше риск опасности разрушений.
Возможные климатические изменения, как последствия парникового эффекта, в зависимости от роста температуры:
| Рост температуры (°С) | Вода | Еда | Здоровье | Земля | Окружающая среда | Резкие и крупномасштабные воздействия |
| 1 °С | Небольшие ледники в Андах полностью исчезнут, что угрожает водоснабжению 50 миллионов человек | Небольшое увеличение урожайности в регионах с умеренным климатом | Не менее 300000 людей умирают каждый год от болезней, зависящих от климата (диарея, малярия, недоедание). Снижение зимней смертности в высоких широтах (северная Европа, США) | Оттаивание вечной мерзлоты приводит к разрушениям зданий и дорог в некоторых частях Канады и России | По меньшей мере 10% наземным видам угрожает вымирание, обесцвечивание 80% коралловых рифов, включая Большой барьерный риф | Ослабление Атлантического конвейера |
| 2 °С | Потенциально 20-30% снижение водообеспеченности в некоторых уязвимых регионах, например, в южной части Африки и Средиземноморья | Резкое снижение урожайности в тропических регионах (5-10% в Африке) | Еще 40-60 миллионов человек не защищены от малярии в Африке | Каждый год до 10 миллионов человек страдают от прибрежных наводнений | 15-40% видов находятся на грани исчезновения, высокий риск исчезновения арктических видов, включая белого медведя и северного оленя | Ледяной покров в Гренландии необратимо тает, ускорение подъема уровня моря возможно до 7 метров. Повышается риск резких изменений атмосферных циркуляций, например, муссонов. Повышается риск уничтожения Западно-Антарктического Ледового щита и исчезновения Атлантического конвейера |
| 3 °С | Каждые 10 лет в южной Европе тяжелейшие засухи. 1-4 млрд людей испытывают недостаток воды, в то время как у 1-5 млрд у воды становится настолько много, что повышается риск наводнений | При слабом углеродном удобрении повышается количество голодающих на 150-550 млн человек. Урожайность в высоких широтах достигает максимума | При слабом углеродном удобрении 1-3 млн человек умирают от недоедания | 1-170 млн человек в прибрежных зона каждый год страдают от наводнений | Согласно одной из моделей, в южной Африке вымирает 20-50% животных, в том числе 25-60% млекопитающих, 30-40% птиц и 15-70% бабочек.
Гибель тропических лесов Амазонки. |
|
| 4 °С | Потенциальное снижение водообеспеченности в Южной Африке и Средиземноморье на 30-50% | В Африке урожайность упадет на 15-35%, а в целых регионах урожая не будет совсем | В Африке до 20 млн заражаются малярией | Каждый год в прибрежных районах 7-3000 млн человек страдают от наводнений | Потеря около половины арктической тундры. Около поовины природоохранных зон не выполняют своего предназначения | |
| 5 °С | Возможно исчезновение крупных ледников в Гималаях, что затронет четверть населения Китая и сотни миллионов жителей Индии | Повышение уровня моря угрожает небольшим островам, низменным прибрежным районам (Флорида) и крупным мировым городам, таким как Нью-Йорк, Лондон и Токио | ||||
| Более чем 5 °С | Новейшая наука предполагает: если выбросы продолжат расти и положительные обратные связи усилят согревающий эффект парниковых газов (например, выброс углекислого газа почв или метана из вечной мерзлоты), то средняя температура Земли повысится более, чем на 5-6 С.
Этот уровень глобального повышения температуры, вероятно, приведет к серьезным нарушениям и крупномасштабному перемещению населения. Такие эффекты могут быть катастрофическими, но в настоящее время их очень сложно прогнозировать с помощью существующих моделей, поскольку данная температура сильно выходит за пределы человеческого опыта. |
|||||
Участники Межправительственной группы экспертов по климату констатируют факт изменений климата вследствие выбросов парниковых газов во всех уголках нашей планеты с интенсификацией данного процесса и необратимостью некоторых уже произошедших тенденций, например, роста уровня Мирового океана.
Чем грозит усиление парникового эффекта?
Среди масштабных климатических изменений на нашей планете выделяют усиление парникового эффекта, приводящее к серьезным последствиям глобального характера.
Еще в 1922 году английским геологом Р. Шерлоком было высказано предположение о значительных изменениях климата в результате хозяйственной деятельности людей. Причем эти изменения имели прямую связь с содержанием в атмосфере диоксида углерода и использованием ископаемого горючего топлива.
Проблемами антропогенного изменения климата в результате усиления парникового эффекта с 1988 года занимается межправительственная группа МГЭИК (межправительственная группа экспертов по проблемам изменения климата).
Климатологи данной группы уверены, что антропогенные выбросы в атмосферу значительно увеличивают концентрацию парниковых газов, усиливая парниковый эффект и дополнительно нагревая земную поверхность.
По наиболее благоприятным прогнозам повышение температуры к 2025 году составит 2.5°С, а к концу 21 века — порядка 6°С. Основными последствиями усиления парникового эффекта могут стать как негативные, так и позитивные явления. Ниже мы их перечислим.
О негативном воздействии
К основным отрицательным последствиям парникового эффекта относятся:
- Глобальное потепление (повышение среднегодовой температуры, начиная с 1900 года, на 0.8°С).
- Трансформации климата, заключающиеся в изменении температурного градиента, приводящего к циклонам, усилениям дождей, затоплению прибрежных зон, исчезновению 2/3 видов растений и животных.
- Повышение уровня Мирового океана, основные причины которого — изменение температурного режима моря, таяние полярных льдов.
- Потери урожая по причине засух в плодородных сельскохозяйственных зонах и снижения урожая основных культур.
- Миграция видов, включая вредителей и переносчиков инфекций.
Парниковый эффект также вызывает ухудшение здоровья человека.
Есть ли положительные последствия?
В научном мире существует версия о существовании парникового эффекта со дня образования нашей планеты и неоспоримой пользы данного явления для подогрева Земли, вследствие чего и зародилась жизнь на планете.
В то же время парниковый эффект полезен лишь при небольшой концентрации парниковых газов, приводящих к незначительному повышению температуры.
Усиленный парниковый эффект с увеличением в атмосфере концентрации углекислого газа и повышением температуры земной поверхности благоприятно отражается на растительности. Быстрее происходит фотосинтез растений, усиливается их рост, развитие и повышается урожайность, что увеличивает пищевые запасы.
При росте температуры воздуха на 1°С на 10% увеличивается количество атмосферных осадков, что также улучшает условия произрастания растений.
Положительные последствия парникового эффекта для жизни землян могут проявляться в следующих процессах:
- нагревание атмосферы препятствует глобальному похолоданию;
- защита нашей планеты от космической пыли.
Также имеется мнение, что парниковые газы в некоторых случаях снижают силу радиационного излучения.
Глобальное потепление
Сегодня в научной среде активно обсуждается вопрос о глобальном потеплении — причастно ли человечество к разрушению энергетического баланса нашей планеты, сжигая топливо и добавляя в атмосферу чрезмерное количество диоксида углерода и, как следствие, градусов в температуру Земли.
Глобальное потепление для Земли считается известным явлением. Температурные колебания фиксировались еще во времена ледниковых периодов, но никогда не отличались стремительностью. На протяжении прошедших 50 лет наметилась тенденция усиления глобального парникового эффекта.
Научными исследованиями подтвержден рост средней глобальной температуры. Это явление называют глобальным потеплением. Большинство климатологов считают, что основная причина глобального потепления — усиление парникового эффекта вследствие антропогенной деятельности.
В специальном отчете МГЭИК по глобальному потеплению (2018 год) подтверждается гипотеза наибольшего влияния деятельности человека на рост средней температуры нашей планеты.
А в пятом оценочном докладе этой группы 1300 научных независимых экспертов всего мира пришли к выводу, что вероятность версии о нагреве поверхности Земли вследствие человеческого вмешательства составляет 95%.
Влечет ли за собой кислотные дожди?
К основным компонентам, входящим в состав кислотных осадков, относятся оксид азота (NOx) и диоксид серы (SO2). Эти соединения выделяются в атмосферу при сжигании ископаемого топлива.
NOx — собирательное название образующихся при горении и в атмосферных химических реакциях оксидов азота NO и NO2.
Одним из парниковых газов, влияющих на парниковый эффект, является закись азота (N2O), которая не входит в NOx, поэтому не оказывает влияния на кислотные дожди.
Диоксид серы также не относится к парниковым газам, то есть не оказывает влияния на потепление климата планеты. Поэтому SO2 не связан с образованием кислотных дождей вследствие парникового эффекта. Исходя из приведенных фактов можно сделать вывод, что парниковый эффект не влечет за собой кислотные дожди.
Статистика
Образование парникового эффекта зависит от концентрации в атмосфере основных парниковых газов:
- двуокиси углерода (СО2);
- метана (СН4);
- закиси азота (N2O).
Всемирной метеорологической организацией (ВМО) ведется статистика изменений уровней парниковых газов. Так, суммарное воздействие на атмосферу долгоживущих парниковых газов, начиная с 1990 года, возросло на 40%, из которых 2.5% пришлось на 2015-2016 гг.
Некоторые статистические данные по отдельным парниковым газам приведены ниже.
Двуокись углерода
Углекислый газ — самый важный из антропогенных парниковых газов. В соответствии с данными Бюллетеня ВМО, концентрация СО2 в наше время, по сравнению с уровнем 1750 года, возросла на 145%.
На графике видна тенденция изменений концентрации углекислого газа в атмосфере Земли в конце последнего ледникового периода и в современную эпоху:
В соответствии с данными ВМО, невиданный рост двуокиси углерода с 400 (2015 год) до 403.3 доли на миллион был зафиксирован в 2016 году. Показатель на 50% превысил среднегодовые темпы роста содержания в воздухе углекислоты, по сравнению с предыдущим десятилетием.
Основные причины роста парникового газа — сильный ураган Эль-Ниньо в сочетании с антропогенной деятельностью.
В период 1990-2021 гг. увеличение влияния парниковых газов на потепление климата составило порядка 50%. В соответствии со статистикой, доля углекислого газа в этом росте составила 80%.
С 2020 по 2021 службой ВМО отмечен значительный рост уровней диоксида углерода (концентрация газа составила 415.7 частей на миллион), или 149% от доиндустриального уровня. Также отмечают рост глобальных выбросов из-за пандемии Ковид-19 в 2020 году.
Измерения, выполняемые станциями сети службы, констатировали факт продолжения роста уровней углекислоты в 2022 году по всей территории нашей планеты.
Метан
Второй по значению парниковый газ — атмосферный метан. На графике и диаграмме прослеживаются тенденции изменения концентрации метана с 1985 по 2020 гг.:
Ускоренными темпами начала возрастать усредненная концентрация атмосферного метана, начиная с 2007 года. Наибольший вклад в этот процесс внесли рисовые чеки и болота.
В 2016 году концентрация СН4 достигла уровня порядка 1853 млрд-1. Бюллетень ВМО по парниковым газам информирует, что в 2021 году произошел самый значительный скачок концентрации метана с момента учета измерений за 40 лет.
Уровень концентрации газа составил 1908 частей на миллиард (млрд-1) — 262% от доиндустриального уровня. Причина роста до конца неясна, предположительно это результат биологических и антропогенных процессов.
Закись азота
Это третий по значимости парниковый газ. Статистика изменений концентрации закиси азота в атмосфере нашей планеты с 1985 по 2020 гг. представлена на графике:
В 2016 году атмосферная концентрация закиси азота составляла 328.9 млрд-1 или 122% к доиндустриальному уровню. В 2020-2021 гг. рост концентрации N2O был выше по сравнению с периодом 2019-2020 гг.
А по данным бюллетеня ВМО по парниковым газам, концентрация закиси азота в атмосфере в 2021 году составляла 334.5 млрд-1 (частей на миллиард) или 124% от доиндустриального уровня.
Видео по теме статьи
В видео ролике, представленном ниже, кратко рассказывается, каковы возможные последствия для человека имеет парниковый эффект, как он влияет на климат Земли и чем грозит его усиление:
Заключение
Проблема парникового эффекта с каждый годом обостряется. Доказательством этого могут служить последствия парникового эффекта. Если не предпринять мер по сокращению выбросов в атмосферу парниковых газов, необратимые процессы нельзя будет повернуть вспять.
