Skleníkový efekt
Kategorie: Biológia (celkem: 966 referátů a seminárek)
Informace o referátu:
- Přidal/a: anonymous
- Datum přidání: 02. března 2009
- Zobrazeno: 2815×
Příbuzná témata
Skleníkový efekt
Skleníkový efekt
1. SKLENÍKOVÝ EFEKT
Naša planéta je chránená tenkou pokrývkou rôznych plynov. Niektoré z nich, hlavne oxid uhličitý, vodná para, metán, oxid dusný, ozón a freóny označujú ľudia, ktorí sa zaoberajú problémami životného prostredia, ako skleníkové plyny.
Tieto plyny pohlcujú teplo zo zemského povrchu a zo Slnka a tým udržujú našu atmosféru v rozmedzí určitých teplôt, ktoré umožňujú, aby na Zemi existoval život. Naviac svojím pôsobením vlastne zaisťujú, že rovnováha medzi teplom, ktoré na Zem prichádza a teplom, ktoré sa vracia do vesmíru, sa stále obnovuje.
Oxid uhličitý nepatrí k toxickým a škodlivým plynom a jeho prítomnosť v atmosfére sa nepovažuje za jej znečistenie. Produkcia oxidu uhličitého v súčasnosti však nezodpovedá spotrebe zelených rastlín, pretože stromov neustále ubúda, čo má za následok narastanie oxidu uhličitého v ovzduší, čo sa odráža na celkovej tepelnej bilancii Zeme. Vrstva oxidu uhličitého v ovzduší zadržiava tepelné žiarenie vyžarované povrchom Zeme a dochádza ku vzniku skleníkového efektu.
Keď je povrch zahriaty na určitú teplotu, vydáva sám dlhovlnné žiarenie, označované ako infračervené. Časť infračerveného žiarenia pohltia práve skleníkové plyny a časť žiarenia uniká atmosférou spät do vesmíru, odkiaľ vlastne predtým slnečné lúče prišli. Takéto chemické diery, ktorými energia zo zemského povrchu uniká, nazývame radiačné okná. Do atmosféry však uniká stále viac oxidu uhličitého a ďalších plynov, ktoré dokážu zavrieť tieto radiačné okná, čím dôjde ku globálnemu otepleniu.
Čo má teda za následok skleníkový efekt?
•bráni tepelnej výmene medzi povrchom Zeme a kozmickým priestorom
•zadržiava teplo atmosfére
•zvýšenie globálnej teploty atmosféry
•zmeny zrážkového režimu
•roztápanie ľadovcov a zvýšenie hladiny svetového oceánu
1.1 SKLENÍKOVÉ PLYNY
Najvýznamnejším skleníkovým plynom v atmosfére je vodná para (H2O), ktorá spôsobuje asi dve tretiny celkového skleníkového efektu. Jej obsah v atmosfére nie je priamo ovplyvňovaný ľudskou činnosťou, v zásade je determinovaný prirodzeným kolobehom vody veľmi zjednodušene povedané, rozdielom medzi výparom a zrážkami. Po nej nasleduje oxid uhličitý (CO2) s príspevkom 30% k skleníkovému efektu, metán (CH4) oxid dusný (N2O) a ozón (O3) spolu 3%. Skupina umelých látok; chlorofluorokarbony (CFCs), ich substituenty hydrofluorokarbony (HCFCs, HFCs) a ďalšie ako fluorizované uhľovodíky (PFCs) a SF6 sú tiež skleníkové plyny. Existujú ďalšie fotochemicky aktívne plyny ako oxid uhoľnatý (CO), oxidy dusíka (NOx) a nemetánové prchavé organické uhľovodíky (NMVOC), ktoré nie sú skleníkovými plynmi, ale prispievajú nepriamo k skleníkovému efektu atmosféry.
Spoločne sú evidované ako prekurzory ozónu, pretože ovplyvňujú vznik a rozpad ozónu v atmosfére.
Keď hovoríme o emisiách skleníkových plynov, máme na mysli v podstate CO2, CH4 a N2O ako najvýznamnejšie. Hoci patria medzi prirodzené zložky ovzdušia, ich súčasný obsah v atmosfére je významne ovplyvnený ľudskou činnosťou.
1.2 ANTROPOGENNE EMISIE SKLENÍKOVÝCH PLYNOV
Koncentrácie skleníkových plynov v atmosfére sú vytvárané rozdielom medzi ich emisiou (vypúšťaním do ovzdušia) a záchytom. Z toho potom vyplýva, že zvyšovanie ich obsahu v atmosfére prebieha dvoma mechanizmami:
1.emisiami do atmosféry
2.zoslabovaním prirodzených záchytných mechanizmov
Globálne ročná antropogénna emisia CO2 sa pohybuje okolo 4-8 mld. ton C (cca 4 t CO2/obyv. zemegule). Najvýznamnejším zdrojom \"nového\" CO2 je spaľovanie fosílnych palív a výroba cementu. CO2 sa uvoľňuje aj z pôdy (odlesňovanie, lesné požiare, konverzia lúk na poľnohospodársku pôdu), ale tento príspevok je zložitejšie kvantifikovať. Oxid uhličitý v atmosfére je veľmi stabilný, má životnosť desiatky rokov (60-200).
Z atmosféry je odstraňovaný komplexom prirodzených záchytných mechanizmov. Predpokladá sa, že 40% dnes emitovaného CO2 je absorbovaných oceánmi. Ďalším dôležitým záchytným mechanizmom je fotosyntéza vegetáciou a morským planktónom, avšak len prechodným, nakoľko po odumretí (zjedení) rastliny sa CO2 opäť uvoľní.
Hladinu metánu v ovzduší ovplyvňuje ľudská činnosť viacerými spôsobmi. Transformácia pôdy na poľnohospodársku (hlavne ryžové polia), chov dobytka, ťažba uhlia, ťažba, transport a využívanie zemného plynu a spaľovanie biomasy sú antropogénne činnosti. Ale napríklad aj arktické oblasti sú zdrojom tým, že uvoľňujú CH4 zmrznutý v ľade. Prírodné zdroje metánu nie sú zatiaľ plne preskúmané, takže úloha CH4 v mechanizme klimatickej zmeny nie je celkom jasná. Na rozdiel od CO2 dochádza k jeho deštrukcii chemickými reakciami v atmosfére (OH radikálom), doba života 10-12 rokov. Celková ročná antropogénna emisia sa dnes udáva okolo 0,4 mld. ton CH4, emisia z prírodných zdrojov je okolo 0,16 mld. ton. CFC, HCFC, HFC (chlorofluorkarbony, halony, bromokarbony...) sa dostávajú do atmosféry len vplyvom ľudskej činnosti ako nosné plyny v sprejoch, náplne chladiacich systémov, rozpúšťadlá. Okrem toho, že atakujú stratosférický ozón, sú to veľmi \"silné\" inertné skleníkové plyny s dobou života napr. CFC12 okolo 102 rokov a perfluormetán (CF4) dokonca 50 000 rokov. To znamená, že aj malé emisie majú veľký negatívny vplyv.
Koncentrácie prízemného ozónu narastajú v dôsledku emisií CO, NOx a uhľovodíkov (NMVOC), ktorých veľmi významným zdrojom sú výfukové plyny, spaľovanie fosílnych palív a pri NMVOC aj používanie rozpúšťadiel.
N2O sa dostáva do atmosféry z viacerých malých zdrojov. Najvýznamnejším sa javia emisie z pôdy (prebytky dusíka ako dôsledok intenzívneho hnojenia a nevhodných agrotechnických postupov). Zdrojom emisií je aj spaľovanie palív, niektoré priemyselné technológie, veľkochovy dobytka a odpadové vody. Celosvetová antropogénna emisia sa odhaduje na 3-7 mil. ton N/rok. Prírodné zdroje sú asi 2x väčšie ako antropogénne. N2O je odbúravaný hlavne fotolyticky v stratosfére.
2. Zmena klímy
Teplota na zemskom povrchu sa výrazne mení v priebehu dní, ročných období a na rôznych miestach planéty v dôsledku skleníkového efektu. Predpokladá sa, že v dôsledku vzrastu koncentrácie skleníkových plynov vzrastie priemerná teplota na zemskom povrchu. Modelové výpočty ukazujú vzrast teploty o 1,5-4,5 °C pri zdvojnásobení koncentrácie CO2. Nie je jasné, podľa akej trajektórie bude rast koncentrácie skleníkových plynov prebiehať, pretože to záleží na vývoji ich emisií v svetovom merítku, takže sa nedá presne povedať, kedy ku zdvojnásobeniu dôjde. Je však takmer isté, že v najbližších 2-3 desaťročiach emisie CO2 a ďalších plynov globálne vzrastú. Predpokladané oteplenie môže mať veľmi vážne následky pre celú pozemskú biosféru a pre mnohé ľudské činností. Nejde totiž len o oteplenie, ale o celkovú zmenu klímy, zmenu celého klimatického režimu, ktorý predstavuje veľmi jemne vyvážený systém s dvoma veľkými subsystémami, atmosférou a oceánmi a mnohými ďalšími menšími subsystémami. Zmena môže znamenať okrem iného náhlu zmenu morských prúdov alebo monzúnov, čo by malo pre ľudstvo katastrofálne následky. Takmer určite bude sprevádzaná častejším výskytom extrémnych situácií: vĺn extrémne horúcich období, ale aj mrazov, silných vetrov a dažďov či obdobiami súch. Zvlášť významný bude takmer určite vplyv na vodné zrážky, ktoré v niektorých oblastiach môžu výrazne poklesnúť. V kombinácií s oteplením sa môžu výrazne znížiť riečne prietoky.
Jedným z veľmi hrozivých sprievodných javov môže byť stúpnutie hladiny oceánov. V tejto otázke sú zatiaľ predpovede neisté, avšak sa nedá vylúčiť zvýšenie hladiny oceánov až o niekoľko desiatok centimetrov a vo vzdialenejšej budúcnosti aj metrov. Oteplenie určite prinesie vyšší objem vody v oceánoch v dôsledku zvýšenia ich teploty a termálnej rozpínavosti. K tomu by mohla prispieť voda z roztopených ľadovcov. Stúpaním hladiny morí a oceánov sú najviac ohrozené malé ostrovné štáty, ale aj rozsiahle, často veľmi husto osídlené nížiny.
Z hospodárskych činností pravdepodobne priamo utrpí poľnohospodárstvo, ktoré je veľmi citlivo adaptované na súčasné klimatické podmienky, a každé, i malé zmeny budú znamenať nutnosť novej adaptácie, ktorá vôbec nebude jednoduchá.
Hrozba zmeny klímy sa považuje za vôbec najvážnejšie ohrozenie životného prostredia vo svetovom merítku.
3. Rámcové zmluvy
Svetové spoločenstvá si tieto nebezpečia uvedomujú stále intenzívnejšie a v posledných rokoch akcie, ktoré by mali túto hrozbu odvrátiť, narastajú na intenzite. V roku 1992 bola v Rio de Janeiro podpísaná Rámcová zmluva o zmene klímy, v ktorej sa štáty zaviazali čo najviac obmedzovať emisie skleníkových plynov a podniknúť aj ďalšie akcie na odvrátenie hrozby zmeny klímy. Dlhšiu dobu sa vcelku nič nedialo, prielom priniesol až rok 1997, kedy bol v decembri v japonskom Kjóte podpísaný protokol, ktorý obsahuje právne záväzné limity pre emisie šiestich chemických látok, najmä však CO2, ktoré sú zodpovedné za globálne otepľovanie klímy.
Dokument ratifikovalo 141 krajín, vrátane 30 priemyselných, zachránila ho však až ratifikácia v Rusku koncom minulého roka. Bez nej by sa nepodarilo splniť podmienku, aby protokol ratifikovalo najmenej 55 krajín, ktoré zároveň predstavujú najmenej 55 percent celosvetových emisií skleníkových plynov.
Cieľom protokolu je v období 2008-12 znížiť celkové emisie škodlivých plynov o 5,2 percenta oproti úrovni z roku 1990. Keďže od protokolu po jeho podpise odstúpili USA a Austrália, ktoré ako vyspelé krajiny patria medzi najväčších znečisťovateľov ovzdušia, vedci pochybujú o možnosti splniť tento cieľ. Odhadujú, že bez týchto dvoch krajín sa do roku 2012 podarí znížiť emisie len o dve až tri percentá. Problémom je tiež, že Kjóto neobsahuje právne záväzné ciele pre rozvojové ekonomiky ako Čína či India, hoci tieto patria dnes už k veľkým znečisťovateľom ovzdušia.
Vtedajšia 15-členná Európska únia spolu so Slovenskom, Českom, Estónskom, Lotyšskom, Litvou, Slovinskom, Rumunskom, Monakom, Lichtenštajnskom a Švajčiarskom sa pri dohode o protokole zaviazala znížiť emisie skleníkových plynov o 8% oproti roku 1990, Maďarsko a Poľsko o 6%. Kjótsky protokol okrem iného zavádza systém obchodovania s redukciami emisií skleníkových plynov vyjadrených ako tony oxidu uhličitého. Ak niektorý štát dosiahne vyššie úspory ako sa zaviazal v Protokole, môže „prebytok“ (presnejšie „úbytok“, vyššia úroveň redukcií) predať inému štátu, ktorý naopak predpísané redukcie nedosiahol.
Jednotlivé štáty spracúvajú svoje stratégie smerujúce k redukciám emisií skleníkových plynov tak, aby prijaté záväzky mohli byť splnené. Najdôležitejšími dvoma cestami k dosiahnutiu zmeny sú predovšetkým úspory energie cestou zvýšenia efektívnosti jej využitia a rozvoj obnoviteľných energetických zdrojov. Európska únia si stanovila ako cieľ dosiahnuť v roku 2010 dvanásťpercentný podiel z celkovej spotreby energie z obnoviteľných zdrojov. V dlhodobej perspektíve sa ako obnoviteľné zdroje, tak aj úspory cestou zvyšovania účinnosti ekonomicky vyplatí, avšak obe sú veľmi náročné na počiatočné investície, ktoré prinesú ekonomický výsledok až po niekoľkých rokoch.
V tejto súvislosti sa tiež diskutuje o jadrovej energetike. Je zrejme, že jadrová energia neprodukuje žiadne skleníkové plyny. Prevážna časť verejnosti vo vyspelých štátoch však jadrovej energii nedôveruje, pretože riziká s ňou spojené sú považované za nesmierne vysoké. Preto žiadny z rozhodujúcich vyspelých štátov nepovažuje jadrovú cestu za riešenie problému zmeny klímy.
Obmedzovanie emisií skleníkových plynov je prejavom snahy zabrániť alebo zmierniť príčiny zmeny klímy. Mnohí odborníci však usudzujú, že vzhľadom k tomu, že v atmosfére je už nahromadené veľké množstvo skleníkových plynov a všetky predpovede ukazujú, že ich koncentrácia bude stále rásť, malo by sa zároveň veľmi intenzívne pracovať na príprave adaptačných opatrení. To znemená čo najpresnejšie zistiť, aké nebezpečia sú so zmenou klímy presne spojené, a snažiť sa nájsť cestu, ako sa na novú situáciu adaptovať, napríklad plánovať rozsiahle zmeny poľnohospodárskych technológií alebo aj plánovať presídlenie veľkých počtov ľudí.