Жизнена среда- Да се засегнат проблеми свързани с наблюдението, контрола и подобряване състоянието на околната среда или отделни нейни компоненти
Да се засегнат проблеми свързани с наблюдението, контрола и подобряване състоянието на околната среда или отделни нейни компоненти
-системи и подсистеми на климата
-влияние на слънчевата енергия
-структура и състав на атмосферата
3.Негативни фактори за климата и атмосферата
4.Методи за противодействие
Климатът общо се дефинира като “средно статиситическото” време (и неговите екстремни стойности) за една определена област, за определен период от време. Областта може да бъде голяма или малка - крайбрежна линия, континент или цялата земя.
Периодът трябва да е достатъчно голям, за да може от постоянно вариращите променливи като температура, вятър, влажност, налягане да се изведе някаква средна стойност. Обикновено той бива около 30 години.Докато факторите на климата през този период варират около някаква средна величина климатът не се променя. Едва когато тази средна стойност претърпи някаква сериозна промяна, е на лице промяна в климата.
Система на климата и неговите подсистеми
За да се разбере как може да се стигне до промяна в климата трябва да имаме представа от факторите, влияещи върху климата.
Климатът е проява на атмосферата, но се подчинява и на други “сфери”, които заедно с атмосферата образуват подсистеми на цялата климатична система.
Слънчева енергия и атмосферата
Цялата система на климата е един гигантски “топлинен двигател”, който набира енергията си от слънцето. Различният ъгъл, с който слънчевите лъчи попадат върху земното кълбо, е и причината за наличието на климатични пояси. При широчоните в близост до Екватора ъгълът е остър, а по-южно или северно той постепенно става тъп. Затова намиращите се в близост до Екватора получават сравнително повече слънчева енергия на единица площ отколкото тези, намиращи се до полюсите. Така получените студени и топли зони обуславят разлики във въздушното налягане. Като резултат са въздушни течения и атмосферната циркулация, които “транспортират” топлинна енергия от тропическите ширини на север или юг. Разликите в слънчевата енергия през деня и нощта, през лятото и зимата, а също и променливото влияние на факторите на климата водят до заключението, че системата на климата е изключително динамична, нестандартна и хаотична.
Произлезлият от морето живот има основна роля за възникването на атмосферата такава каквато е в наши дни. Първоначално атмосферата е била съставена предимно от въглеродендиоксид и азот. Примитивните водорасли заменят с помощта на фотосинтезата въглеродния диоксид с кислород, който от своя страна позволява зараждането на по-висши форми на живот.
И до днес основното значение на биосферата, към която принадлежи и човекът, за климата е нейното въздействие върхи химичния състав на атмосферата.
Фитопланктонът в морето и различните растения на сушата “ръководят” кръговрата на въглерода. При фотосинтезата растенията поглъщат въглеродендиоксид, превръщайки го в кислород.При дишане, бактериално разлагане на растенията или при пожар той обратно се освобождава.
Затова интензивността на природния парников ефект е силно зависима от растенията. От скоро обаче човекът има възможност да наруши стабилността на естествения кръговрат на въглеродния диоксид.
Антропогенното въздействие върху климата става все по очевидно
/Антропогенно - предизвикано от човека/
За голяма част от отрицателните промени в климата е виновно използването на фосилни горива. Около 90% от целия добив на енергие е в резултат изгарянето на фосилни горива. Фосилните енергийни носители са въглища, петрол, природен газ. Те се отличават с относително високото си енергийно съдържание, което се отдава при изгаряне. Тези горива обаче са въглеродни образувания и при тяхната употреба се отделя въглероден диоксид.
-за един ден човечеството използва повече фосилна енергия отколкото природата е създала за хиляда години.
-ако се запазят днешните параметри на експлоатация след 40 години петролните залежи ще пресъхнат, запасите на природен газ и въглища ще се изчерпат след около 70 до 100 години.
-жител на САЩ използва на час 11 киловат часа енергия, жител на ЕС 5, а индиец около 0,3 киловата.
-твърде мудно реагират политиците на предупрежденията на учени и природозащитници. До 2050г. емисиите на СО2 в атмосферата трябва да се намалят с 80%.
-нужно е по-голяма ефективност при използваните технологии. Днес при превръщането на фосилните горива в енергия около 70% от добитата енергия се губи. Образуваният при този процес СО2 натоварва клима чрез т.н. парников ефект.
-бъдещето на добива на енергия се състои в биомасите, слънчевата и вятърната енергия.
-за около 15 минути слънцето излъчва такова количество енергия към земята, което би задоволило едногодишните нужди на човечеството.
Други причинители на промени в климата са химическата промишленост и земеделието - главно чрез емисиите на метан и изсичането на тропическите гори.
Главните, вредящи на въздуха вещества са серния диоксид (SO2), азотния оксид (NOx), прах и някои органични образувания. Също така и растящата концентрация на въглероден диоксид променя атмосферните условия за всички живи същества.
Фотографии на земята правени от космоса показват една тънка бяла ивица около нашата планета. Това е атмосферата, чиято плътна част е около 100 км. В сравнение с диаметъра на земята, който е около 12 600 км., тя е нещто като микроскопична обвивка. Въпреки това животът както човечеството го разбира би бил напълно невъзможен без тази въздушна обвивка.
Атмосферата служи по много начини като защитна слой за земята. Без нея например средната годишна температура би била около -18 градуса, вместо сегашните +15. Без нея нямаше да има океани и морета, които дори и да бяха се формирали щяха отдавна да са замръзнали. Също така земната повърхността щеше до такава степен да е засегната от радиоактивните слънчеви лъчи, че познатите на нас форми на живот никога нямаше да могат да се възникнат. Тези лъчи се абсорбират от молекулите на озона като по този начин стават безвредни за човека.
През последните 50 години, обаче благодарение на човешка намеса -в началото несъзнателно- това равновесие в природата е сериозно нарушено. Атмосферата систематично се замърсява с химикали, което нарушава равновесието, а в един бъдещ момент може и безвъзвратно да го унищожи.
Атмосферата е смес от газове и микро частици. Съставът и обаче е изключително сложен:
-Вода (количеството зависи от въздушната влажност)
Трябва да се обърне внимание, че малкият дял на химически активните вещества т.е. не газовете с по-голяма концентрация оказват влияние върху климата, а тези, чиято концентрация не надхвърля повече от 0.1%. Те абсорбират слънчевите лъчи и преди всичко инфрачервените такива и така спомагат за естествения парников ефект на атмосферата. Без тяхното въздействие температура на земята би била с около 33 градуса по-ниска.
Най-важните от тези газове са:
Атмосферата се дели и на подсфери:
Тя се намира в най-голяма близост до земната повърхност. Тук се развиват процесите, които ние просто наричаме “време”. Въпреки че е сравнително тънка, в нея са съсредоточени около 80-90 процента от цялата маса на атмосферата. В нея се наблюдава пропорционално намаляване на температурата с около 6.5 градуса на километър. На височина от 8 до 18 километра започва
Тук температурата постепенно се покачва, за да достигне своя максимум на около 15 километра. Тук се съдържа около 90 процента от озона и около три-четвърти от озоновия слой. Стратосферата стига до 50 км. височина.
Тя се намира на растояние 50 до 100 км. от земната повърхност. Характерно за нея е рязкото спадане на температурата и въздушното налягане. Тъй като тя се намира над озоновия слой, UV-лъчите там биха причинили на човешкото тяло изключително тежки изгаряния. Над нея се намира
В Термосферата, която се простира до 250 км. температурите се качват до 1300 градуса по фаренхайт. Нейното съдържание все още е предимно азот и кислород.
За нея е характерно голямото йонно съдържание. Тя е част от мезо- и термосферата. Тук се отразяват радиовълни и светлина, което е причина за наблюдаваните северни сияния около полюсите.
Тя е изключително тънка и е най-отдалечена от повърхността. Тя е границата между атмосферата и космоса.
Ползи на атмосферата за човечеството
-ни осигурява въздух за дишане
-ни пази от вредното слънчево лъчение
-ни пази от метеори и други космически тела
-оказва влияние върху климата
Без защитната обвивка на атмосферата не бихме могли да съществуваме, т.е. тя е жизнено важна за нас.
Ето защо е нужно да се обърне сериозно внимание върху проблема, че човечеството е на път да я унищожи.
-Замърсяването на въздуха
са последици от човешката дейност.
Той представлява затоплянето на близките до повърхността въздушни пластове. Предизвиква се от газове, намиращи се в атмосферата, които пропускат слънчевата светлина, но поглъщат отделената от земята енергия.
По-просто казано за развитието на парниковия ефект спомагат следните процеси:
-Слънчева светлина попада на земята. Една част се отразява от облаците, друга се абсорбира от атмосферата. Около половината достига до земната повърхност.
-Чрез поглъщането на тези лъчи земята се затопля.
-Земната повърхност в съответствие с нейната температура излъчва инфрачервени лъчи.
-Газовете, предизвикващи парниковия ефект, като например H2O, CO2, CH4, N2O, O3 поглъщат голяма част от тези лъчи и затоплят по този начин атмосферата.
-Атмосферата от своя страна излъчва инфрачервени лъчи. Една част от тях попадат в космоса, но по-голямата се връща обратно на земната повърхност.
-По този начин възниква състояние, при което всяка част от системата получава почти толкова енергия, колкото и тя самата отдава.
-Ако концентрацията на тези газове се увеличи в резултат на човешката дейност, то ще нарастне частта на абсорбиранате и обратно изпратени инфрачервени лъчи, което ще доведе до затопляне на земята и на ниските пластове на атмосферата.
Концентрацията на CO2 в атмосферата нараства силно от началото на индустриалната революция (с около 27%), съдържанието на метан се е удвоило, а размерът на N2O расте със силни темпове през последните три деситилетия.
Въпреки международните спогодби постигнати на конференции свързани с проблемите на климата така и не може да бъде постигната редукция на емисии от въглеродендиоксид. Почти 90% от тях са в резултат на изгарянето на фосилни горива.
Такива се използват главно в отрасли като транспорт и отопление. Намаление на вредните емисии може да се постигне чрез икономии при използването на енергията, по-ефективно използване на първичната енергия, употреба на неизчерпаеми и по-безвредни източници.
Днес годишно се увеличава концентрацията на въглеродендиоксид в атмосферата с около 3 гигатона ( 3 милиарда тона).
Ако се удвои съдържанието на С2O във атмосферата температурата в широчините
в близост до екватора ще се покачи с 2-3 градуса, а на полюсите с около 5-10 градуса.
Това ще има следните последствия:
-нарастване на нивото на световния океан с 30 до 90 сантиметра.
-преместване на климатичните пояси с 200 до 400 км. в посока към полюсите.
-топене на полярните ледове.
-умиране на големи горски масиви.
-унищожаване на водните ресурси в големи райони от земната повърхност.
-влошаване на селскостопанската продукция в резултат на големи суши и наводнения.
От молекулите на кислорода чрез въздействието на слънчевите UV-лъчи се получава озон. Тъй като по силата на естествени процеси озонът се разпада, възниква едно силно чувствително равновесие, при което в атмосферата остава някакво определено количество озон.
Озоновият пласт, намиращ се на височина от около 30-40 км. пази повърхността от вредните слънчеви лъчения, които са силно канцерогенни. Този пласт обаче е застрашен от негативното влияние на азотниоксиди и газове използвани при производството на охладителна течност. Тяхното попадане в атмосферата спомага за допълнителното разграждане на озона.
Озоновата дупка над Антартика достига още през 1986г. площ с размерите на САЩ. Промяна в озовия слой води и до засилване на парниковия ефект.
Увеличиеният количество UV-вълни, пропуснати поради изтъняване на озоновия слой, водят до по-голяма опасност от рак при хората (главно рак на кожата), до очни заболявания и отслабване на имунната система.
С цел защита на озоновия слой са сключени международни конвенции от Виена, Монреал и Берлин за намаляване употребата на вредни за озона газове.
Думата смог има английски корени и произлиза от думите smoke - пушек и fog - мъгла. Той се наблюдава в случаите, когато има ограничено въздушно движение. Когато при безветрие или температурна инверсия вертикалното и хоризонталното движение на въздуха е затруднено може да се стигне до застрашаваща здравето концентрация на вредни вещества - Смог.
Образуването на смог се спомага и от неподходящо географско положение (като например София, която се намира в котловина), или чрез метеорологични особености - висока влажност на въздуха.
Резултат от това замърсяване на въздуха са възпаление на лигавицата, сърдечни проблеми и затруднения за кръвоносната система при хората.
Ето защо е нужно законодателната власт да излезе с ясна позиция по този въпрос, така че да се вземат мерки с цел намаляване на въздушното замърсяване. Като пример в тази насока може да бъде Австрия, чиито закони в това отношение са най-строги.
Всички изпарения, които се отделят при изгарянето на фосилни горива, съдържат сярен диоксид и азотен оксид. Реагирайки с въздушната влажност и с кислорода те се превръщат съответно в сярна и азотна киселина.
Тези киселини са основните вредни вещества, съдържащи се в киселинните дъждове, които имат пагубно влияние най-често за растенията и сградите. Също така се стига до сериозно нарушаване качеството на почвата и водата.
Чрез окисляването почвата губи своята способност да събира хранителни соли. Недостатъчното захранване на растенията с минерали и соли от своя страна води до нарушения в техния растеж и податливост към увреждания.
А сега, вместо заключение, накратко някои от най-ефективните мерки за намаляване на вредните вещества във въздуха:
-намаляване на сярната концентрация в петрола и другите нефтени продукти.
-въвеждане на задължително използване на катализатори за бензиновите двигатели.
-увеличаване на употребата на екологични горива като природен газ.
-въвеждане на норми за чистота на въздуха при топлоелектрическите централи.
-ограничаване на употребяваните в промишлеността химикали, вредящи на озоновия слой.
Като конкретни мерки в тази насока могат да се посочат конференциите свързани с проблемите на климата.
1992г. при среща на върха на Организацията на Обединените Нации в Рио де Жанейро се подписва конвенция за опазване на климата. Въпреки това конкретни мерки в нея не се посочват. Едва през 1997 след ожесточени дебати в японския град Кийото водещите нации успяват да се споразумеят. САЩ се задължават за периода от 2008 до 2012 да намалят отделянето в атмосферата на газовете, предизвикващи парников ефект със седем процента, а Япония със шест.
Европейският съюз ще намали тези емисии с осем процента. Тук трябва и България като потенциален бъдещ член да създаде ясна програма за решаване на този проблем.
От 1992 обаче само Великобритания, Германия. Люксембург и Швейцария успяват да постигнат такава редукция. САЩ настоява за безпрепятствена търговия с “правото на емисии”, т.н. emission-trading. Това означава, че САЩ искат да изкупят свободните квоти от развиващите се страни, и преди всичко от Русия, за да могат да продължат развитието на своята индустрия.
Друго предложение е т.н. “Clean Development Mechanism”. То представлява отпускане на заеми с цел ограничаване замърсяването на атмосферата за страни, стимулиращи проекти за защита на климата в други страни.
Накрая остава само да се надяваме, че след многобройните акции и конференции човешкият разум ще вземе превес и ние всички ще започнем да пазим това, от което зависи нашият живот.
|
