Efekt cieplarniany

Jaki jest efekt cieplarniany?

On efekt cieplarniany Jest to naturalny proces, w którym atmosfera zachowuje część promieniowania podczerwieni emitowanego przez Ziemię, a tym samym go ogrzewa. To promieniowanie w podczerwieni pochodzi z ciepłego -up, które promieniowanie słoneczne generuje na powierzchni Ziemi.

Proces ten występuje, ponieważ Ziemia jako nieprzezroczyste ciało pochłania promieniowanie słoneczne i emituje ciepło. W tym samym czasie, gdy istnieje atmosfera, ciepło nie udaje się całkowicie do przestrzeni kosmicznej.

Część ciepła jest wchłaniana i jest ponownie udostępniona we wszystkich kierunkach przez gazy tworzące atmosferę. Zatem Ziemia utrzymuje pewną równowagę termiczną, która ustanawia średnią temperaturę 15 ° C, gwarantując zmienny zakres, w którym może się rozwijać życie.

Termin „Efekt cieplarniany” jest podobny z szklankami do uprawy roślin w klimatach, gdzie temperatura otoczenia jest niższa niż to, co jest wymagane. W tych domach uprawy plastik lub szklany dach pozwala na przejście światła słonecznego, ale zapobiega wyjściu ciepła.

Czy efekt cieplarniany jest dobry czy zły?

Efekt cieplarniany jest niezbędny dla życia na Ziemi, ponieważ gwarantuje odpowiedni zakres temperatur dla jego istnienia. Większość procesów biochemicznych niezbędnych do życia wymaga temperatur od -18 ° C do 50 ° C.

W geologicznych przeszłych fluktuacjach średniej temperatury gruntów wystąpiły, czy to rosną. W ciągu ostatnich dwóch wieków podaje się ciągły wzrost temperatury globalnej.

Różnica polega na tym, że obecnie tempo wzrostu jest szczególnie wysokie i wydaje się być związane z aktywnością człowieka. Te działania generują gazy cieplarniane, które podkreślają to zjawisko.

Jaki jest efekt cieplarniany?

Proces, w którym wytwarzany jest efekt cieplarniany, ma główne elementy słońca, ziemi i gazy atmosferycznej. Słońce jest źródłem energii, ziemia odbiornika wspomnianej energii i emitera ciepła i gazy.

Energia słoneczna

Część energii słonecznej dociera do powierzchni ziemi i ogrzewa ją, inna jest odbijana w kierunku przestrzeni kosmicznej. Inna część jest wchłaniana przez warstwy atmosfery, które emitują promieniowanie wszędzie i podgrzewają ziemię

Słońce zasadniczo emituje promieniowanie o wysokiej energii, to znaczy, odpowiadającej długości fali widzialnej i ultrafioletowej spektrum elektromagnetycznego. Temperatura emisji tej energii osiąga 6.000 ºC, ale większość rozprasza się w drodze na ziemię.

Spośród 100 % energii słonecznej, która dociera do atmosfery, około 30 % znajduje odzwierciedlenie w przestrzeni kosmicznej (efekt albedo). 20 % jest wchłaniane przez atmosferę, głównie przez zawieszone cząstki i warstwę ozonową, a pozostałe 50 % Heatruje powierzchnię Ziemi. 

Ziemia

Ziemia odzwierciedla ważną część promieniowania słonecznego ze względu na jej albedo (czysty lub biały ton). To albedo jest zasadniczo podawane przez chmury, zbiorniki wody i lodu.

Biorąc pod uwagę albedo i odległość od planety do słońca, temperatura ziemi powinna wynosić -18 ° C (temperatura efektywna). Efektywna temperatura odnosi się do tego, co ciało powinno rozważyć tylko albedo i odległość.

Jednak średnia realna temperatura ziemi wynosi około 15 ° C, a różnica 33 ° C o temperaturze efektywnej. W tej wyraźnej różnicy między temperaturą efektywną i rzeczywistą, atmosfera odgrywa fundamentalną rolę.

Atmosfera

Kluczem do temperatury Ziemi jest jej atmosfera, gdyby nie istniała, planeta byłaby na stałe zamrożona. Atmosfera jest przezroczysta dla większości promieniowania fali, ale nie dla dużej części promieniowania fali (podczerwień).

Pozwalając, aby promieniowanie słoneczne Ziemia jest podgrzewana i emituje promieniowanie podczerwieni (ciepło), ale atmosfera pochłania część tego ciepła. W ten sposób warstwy atmosfery i chmury ogrzewają i emitują ciepło we wszystkich kierunkach.

Może ci służyć: strategie zrównoważonego rozwoju zarządzania zasobami naturalnymi

Efekt cieplarniany

Proces ogrzewania planety do zatrzymywania atmosferycznego promieniowania w podczerwieni jest tak zwany efekt cieplarniany.

Nazwa pochodzi od szklarni rolniczych, w których hodowane są gatunki wymagające większej temperatury niż istniejące w strefie produkcyjnej. W tym celu te domy uprawne mają dach, który pozwala na przejście światła słonecznego, ale zachowuje emitowane ciepło.

W ten sposób możliwe jest stworzenie ciepłego mikroklimatu dla tych gatunków, które wymagają go w swoim rozwoju.

Przyczyny efektu cieplarnianego

Niektóre branże generują większość gazów cieplarnianych

Chociaż efekt cieplarniany jest procesem naturalnym, jest zmieniony przez działanie człowieka (działanie antropiczne). Dlatego konieczne jest różnicowanie naturalnych przyczyn zjawiska i zmian antropicznych.

- Przyczyny naturalne

Energia słoneczna

Promieniowanie elektromagnetyczne z krótką fali (wysoka energia) ze słońca jest tym, który ogrzewa powierzchnię Ziemi. To ogrzewanie powoduje emisję promieniowania długiego fali (podczerwień), to znaczy ciepło, w kierunku atmosfery.

Energia geotermalna

Centrum planety jest żarliwe i generuje dodatkowe ciepło do tego spowodowanego energią słoneczną. To ciepło jest przenoszone przez skorupę ziemską, szczególnie przez wulkany, fumarole, gejzery i inne gorące źródła.

Kompozycja atmosferyczna

Właściwości gazów tworzących atmosferę określają, że promieniowanie słoneczne dociera do ziemi i że promieniowanie w podczerwieni jest częściowo zatrzymane. Niektóre gazy, takie jak para wodna, CO2 i metan, są szczególnie wydajne w zatrzymywaniu ciepła atmosferycznego.

Wkłady gazu naturalnego zimowego

Te gazy, które zachowują promieniowanie podczerwieni z ogrzewania powierzchni Ziemi, nazywane są gazami cieplarnianymi. Gazy te występują naturalnie, takie jak CO2, który wkłada oddech żywych istot.

Ponadto oceany wymieniają duże ilości CO2 z atmosferą, a także naturalne pożary zapewniają CO2. Oceany są naturalnym źródłem innych gazów cieplarnianych, takich jak tlenek azotu (NOX).

Z drugiej strony aktywność drobnoustrojów w glebie jest również źródłem CO2 i NOX. Ponadto procesy trawienne zwierząt dostarczają dużych ilości metanu do atmosfery.

- Przyczyny wytwarzane przez człowieka (antropijne)

Działalność przemysłowa

Przemysł ogólnie emituje dodatkową atmosferę cieplną, a także różne gazy wpływające na efekt cieplarniany. Gazy te mogą wchłaniać i emitować ciepło (np.: CO2) lub niszczyć warstwę ozonową (np.: Nox, CFC i inne).

Tranzyt samochodowy

Duże stężenia pojazdów w miastach są odpowiedzialne za większość CO2 dodaną do atmosfery. Ruch motoryzacyjny przyczynia się do około 20 % całkowitego CO2 wygenerowanego przez spalanie paliw kopalnych.

Produkcja energii elektrycznej i ogrzewania

Spalanie węgla, pochodne gazu i ropy naftowej do produkcji i ogrzewania energii elektrycznej przyczyniają się do prawie 50 % CO2.

Branża produkcyjna i budowlana

Te działania przemysłowe przyczyniają się do prawie 20 % CO2 wyprodukowanych przez spalanie paliw kopalnych.

Pożary lasów

Pożary leśne pochodzą również z działalności człowieka i uwalniają miliony ton gazów cieplarnianych do atmosfery rocznie.

Marnotrawstwo odpadów

Zgromadzenie odpadów i procesów fermentacji, które występują, a także spalanie takich odpadów, są źródłem gazów cieplarnianych.

Rolnictwo

Aktywność rolnicza zapewnia atmosferę ponad 3 miliony metanu metanu. Wśród upraw, które najbardziej w tym względzie jest ryż.

Kolejną uprawą, której prowadzenie wytwarza gazy cieplarniane, jest trzcina cukrowa, ponieważ pali się przed zbiorem i wytwarza dużą ilość CO2.

Zwierzęta brzucha

Ruminanty, takie jak krowa, spożywają włóknistą trawę poprzez procesy fermentacji przeprowadzane przez bakterie w układzie trawiennym. Ta fermentacja uwalnia codziennie od 3 do 4 litrów gazu metanu do atmosfery dla każdego zwierzęcia.

Może ci służyć: atmosfera Ziemi: skład, warstwy, funkcje

Tylko biorąc pod uwagę, że bydło jest szacowane jako wkład równoważny 5 % gazów cieplarnianych.

- Reakcja łańcuchowa

Wzrost globalnej temperatury spowodowany wzrostem gazów cieplarnianych indukuje reakcję łańcuchową. Zwiększając temperaturę oceanów, uwalnianie CO2 jest zwiększone do atmosfery.

Podobnie, topnienie biegunów i wiecznej zmarzliny uwalnia CO2. Również w większej temperaturze otoczenia występuje większe występowanie pożarów lasów i uwalnia się więcej CO2.

Gazy cieplarniane

Gazy CO2, woda i para metanowa odzwierciedla promieniowanie słoneczne

Niektóre gazy, takie jak para wodna i CO2, działają w naturalnym procesie efektu cieplarnianego. Ze swojej strony inne gazy uczestniczą w procesie antropijnym oprócz CO2.

Protokół Kioto rozważa emisje sześciu gazów cieplarnianych, w tym dwutlenku węgla (CO2) i metanu (CH4). Również podtlenek azotu (N2O), hydrofluorowęglowy (HFC), perflowany węglowodór (PFC) i heksaklorek siarki (SF6).

Para wodna

Pary wodne jest jednym z najważniejszych gazów cieplarnianych ze względu na jego zdolność do wchłaniania ciepła. Jednak równowaga jest wytwarzana, ponieważ woda w cieczy i stałym stanowi odzwierciedla energię słoneczną i chłodzi Ziemię.

Dwutlenek węgla (CO2)

Dwutlenek węgla jest głównym długoterminowym gazem cieplarnianym w atmosferze. Ten gaz jest odpowiedzialny za 82 % wzrostu efektu cieplarnianego, który wystąpił w ostatnich dziesięcioleciach.

Metan (rozdz4)

Metan jest drugim najważniejszym gazem cieplarnianym, co stanowi około 17 % ogrzewania. 40 % metanu jest wytwarzane przez źródła naturalne, głównie bagna, podczas gdy pozostałe 60 % jest generowane przez działalność człowieka.

Tlenki azotu (NOX)

NOX przyczynia się do zniszczenia ozonu stratosferycznego, zwiększając ilość promieniowania ultrafioletowego w penetracji Ziemi. Gazy te pochodzą z przemysłowej produkcji kwasu azotowego i kwasu tłuszczowego, a także z zastosowania nawozów.

Chlorofluorocarbonados (CFC)

Starożytne aerozole wydane CFC

CFC jest potężnym gazem cieplarnianym, który uszkadza ozon stratosferyczny i jest regulowany w ramach protokołu Montrealu. Jednak w niektórych krajach, takich jak Chiny, jest nadal stosowany w różnych procesach przemysłowych.

Hydrofluorokarbony (HFC)

Gazy te są stosowane w różnych zastosowaniach przemysłowych zastępujących CFC. Jednak HFC wpływają również na warstwę ozonową i mają bardzo wysoką aktywną trwałość w atmosferze.

Perflinowany węglowodor (PFC)

PFC występują w obiektach spalania dla aluminiowego procesu fuzji. Podobnie jak HFC mają wysoką trwałość w atmosferze i wpływają na integralność warstwy ozonowej stratosferycznej.

Siarka heksakfluoruro (SF6)

Ten gaz ma również negatywny wpływ na warstwę ozonową, a także na wysoką trwałość w atmosferze. Jest stosowany w sprzęcie o wysokim napięciu i produkcji magnezu.

Konsekwencje efektu cieplarnianego przez zanieczyszczenie

Jedną z konsekwencji globalnego ocieplenia jest odwilża

Zanieczyszczenie wytworzone przez człowieka zapewnia dodatkowe ilości gazów cieplarnianych łamających naturalną równowagę dynamiczną. Chociaż kwoty te są znacznie niższe niż te generowane z natury, wystarczą, aby przełamać tę równowagę.

Daje to poważne konsekwencje dla planetarnego bilansu termicznego, a z kolei na życie na Ziemi.

Globalne ocieplenie

Zwiększone stężenie gazów cieplarnianych generuje średni globalny wzrost temperatury. W rzeczywistości szacuje się, że średnia globalna temperatura wzrosła o 1,1 ° C od czasów przedpindustrialnych.

Topnienie lodu

Wzrost temperatury powoduje stopienie lodu polarnego i lodowców na całym świecie. Oznacza to wzrost poziomu morza i zmianę prądów morskich.

Może ci służyć: rozległe zwierzęta gospodarskie: Charakterystyka, zalety i wady

Zmiana klimatu

Chociaż nie ma pełnego porozumienia w sprawie procesu zmiany klimatu globalnego ocieplenia, w rzeczywistości zmienia się klimat planety. Dokonuje tego między innymi w zmianie prądów morskich, wzorców wiatru i opadów deszczu.

Nierównowaga ludności

Zmiana siedlisk ze względu na wzrost temperatury wpływa na populację i zachowanie biologiczne gatunku. W niektórych przypadkach istnieją gatunki, które zwiększają ich populacje i rozszerzają swój zakres dystrybucji.

Jednak gatunki, które mają bardzo wąskie zakresy temperatury dla wzrostu i rozmnażania, mogą powszechnie zmniejszyć swoje populacje.

Zmniejszona produkcja żywności

Wiele obszarów rolnych i zwierząt gospodarskich jest zmniejszona, ponieważ na gatunki wpływa wzrost temperatury. Z drugiej strony zmiany ekologiczne powodują rozprzestrzenianie się szkodników rolnych.

Zdrowie publiczne

Zwiększając średnią temperaturę planetarną, niektóre zwierzęta wektory chorób rozszerzają swój zasięg geograficzny. Zatem przypadki chorób tropikalnych występują poza ich naturalnym zasięgiem.

Z drugiej strony wzrost temperatury może wywołać połączenie zaszokować Udar termiczny lub cieplny, który implikuje ekstremalne odwodnienie. Ta sytuacja może powodować poważne awarie organiczne, szczególnie wpływające na dzieci i osoby starsze.

Zapobieganie

Aby zapobiec wzrostowi efektu cieplarnianego, konieczne jest zmniejszenie produkcji gazów cieplarnianych. Oznacza to serię działań, które obejmują rozwój świadomości obywateli, środki legislacyjne, zmiany technologiczne.

Świadomość

Obywatelstwo świadome problemu globalnego ocieplenia generowanego przez wzrost efektu cieplarnianego jest fundamentalne. W ten sposób zapewniana jest niezbędna presja społeczna, aby rządy i uprawnienia ekonomiczne podjęły wymagane środki.

Ramy prawne

Głównym międzynarodowym porozumieniem w sprawie problemu gazów cieplarnianych jest protokół Kioto. Jednak jak dotąd ten instrument prawny nie był skuteczny w zmniejszeniu wskaźnika emisji gazów cieplarnianych.

Niektóre z głównych krajów uprzemysłowionych i przy najwyższych stawkach emisji nie podpisały przedłużenia protokołu na drugi okres. Dlatego konieczne są surowsze krajowe i międzynarodowe ramy prawne, jeśli chcesz osiągnąć rzeczywisty efekt.

Zmiany technologiczne

W celu zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych wymagane jest reinchnikacja procesów przemysłowych. Podobnie konieczne jest promowanie wykorzystania energii odnawialnej i zmniejszenie stosowania paliw kopalnych.

Z drugiej strony konieczne jest ogólnie zmniejszenie produkcji zanieczyszczających odpadów.

Rozwiązania

Według ekspertów nie wystarczy zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych, a ponadto należy zmniejszyć obecne stężenia w atmosferze. W tym celu zaproponowano różne alternatywy, które mogą wykorzystać bardzo proste lub wyrafinowane technologie.

Zlewki węglowe

W tym celu zaleca się zwiększenie zasięgu lasów i dżungli, a także wdrożenie strategii, takich jak zielone dachy. Rośliny ustawiały atmosferyczne CO2 w swoich strukturach roślinnych, ekstrahując go z atmosfery.

Pompy ekstrakcji węglowej

Do tej pory wydobycie CO2 z atmosfery jest drogie z punktu widzenia energetycznego i ma wysokie koszty ekonomiczne. Jednak trwają różne badania w celu osiągnięcia skutecznych sposobów filtrowania powietrza i wyodrębnienia CO2.

Jedna z tych propozycji znajduje się już w fazie pilotażowej i jest opracowywana przez uniwersytety Calgary i Carnegie Mellon. Ta roślina wykorzystuje roztwór wodorotlenku potasu, taki jak pułapka wodna i wapń żrący, przez który powietrze jest filtrowane.

W tym procesie zatrzymuje się CO2 zawarty w powietrzu, tworząc węglan wapnia (CACO3). Następnie węglan wapnia jest ogrzewany, a CO2 odłącza się, stosując powstały oczyszczony CO2 do zastosowań przemysłowych.

Odniesienia bibliograficzne

1. Bolin, ur. i Doos, B.R. Efekt cieplarniany.
2. Knight, m., Lozano, s. i Ortega, B. (2007). Efekt cieplarniany, globalne ocieplenie i zmiany klimatu: perspektywa nauk o ziemi. University Digital Magazine.
3. CARMONA, J.C., Bolívar, zm.M. I Giraldo, L.DO. (2005). Metan Gas w produkcji zwierząt gospodarskich i alternatywy do pomiaru jego emisji i zmniejszenia jego wpływu na poziomie środowiskowym i produkcyjnym. Kolumbijskie Journal of Livestock Sciences.
4. Elsom, d.M. (1992). Zanieczyszczenie atmosferyczne: problem globalny.
5. Martínez, J. I Fernández, do. (2004). Zmiany klimatu: wizja z Meksyku.
6. Schneider, s.H. (1989). Efekt cieplarniany: nauka i polityka. Nauka.