The skleníkový efekt Je to přirozený proces, při kterém atmosféra zadržuje část infračerveného záření emitovaného Zemí, a tím ji ohřívá. Toto infračervené záření pochází z ohřevu generovaného na zemském povrchu slunečním zářením.
K tomuto procesu dochází, protože Země jako neprůhledné těleso absorbuje sluneční záření a vydává teplo. Současně s atmosférou teplo zcela neuniká do vesmíru..
Část tepla je absorbována a znovu emitována ve všech směrech plyny, které tvoří atmosféru. Země tedy udržuje určitou tepelnou rovnováhu, která stanoví průměrnou teplotu 15 ° C, což zaručuje variabilní rozsah, ve kterém se může vyvíjet život..
Termín „skleníkový efekt“ je obdobou skleníků pro pěstování rostlin v podnebí, kde je okolní teplota nižší, než je požadováno. V těchto pěstebních domech umožňuje plastová nebo skleněná střecha průchod slunečního světla, ale brání úniku tepla.
Rejstřík článků
Skleníkový efekt je pro život na Zemi zásadní, protože zaručuje vhodný teplotní rozsah pro jeho existenci. Většina biochemických procesů nezbytných pro život vyžaduje teploty mezi -18 ° C až 50 ° C..
V geologické minulosti došlo k výkyvům průměrné teploty Země, a to buď narůstající, nebo klesající. V posledních dvou stoletích došlo k procesu trvalého zvyšování globální teploty.
Rozdíl je v tom, že v současné době je míra růstu obzvláště vysoká a zdá se, že je spojena s lidskou činností. Tyto činnosti generují skleníkové plyny, které tento jev zdůrazňují.
Proces, při kterém se produkuje skleníkový efekt, má jako hlavní prvky Slunce, Zemi a atmosférické plyny. Slunce je zdrojem energie, Země přijímačem této energie a emitorem tepla a plynů..
Slunce v zásadě vyzařuje vysokoenergetické záření, což odpovídá viditelným a ultrafialovým vlnovým délkám elektromagnetického spektra. Emisní teplota této energie dosahuje 6 000 ° C, ale většina se rozptýlí na cestě na Zemi.
Ze 100% sluneční energie, která se dostane do atmosféry, se asi 30% odráží do vesmíru (albedo efekt). 20% je absorbováno atmosférou, hlavně suspendovanými částicemi a ozonovou vrstvou, a zbývajících 50% ohřívá zemský povrch.
Země odráží důležitou část slunečního záření díky svému albedu (světelný tón nebo bělost). Toto albedo je způsobeno hlavně mraky, vodními plochami a ledem..
Vezmeme-li v úvahu albedo a vzdálenost planety od Slunce, měla by být teplota Země -18 ° C (efektivní teplota). Efektivní teplota se vztahuje k tomu, co by tělo mělo mít pouze s ohledem na albedo a vzdálenost.
Skutečná průměrná teplota Země se však pohybuje kolem 15 ° C s rozdílem 33 ° C s efektivní teplotou. V tomto výrazném rozdílu mezi skutečnou a efektivní teplotou hraje zásadní roli atmosféra.
Klíčem k teplotě Země je její atmosféra, pokud by neexistovala, planeta by byla trvale zmrzlá. Atmosféra je průhledná pro většinu krátkovlnného záření, ale ne pro velkou část dlouhovlnného (infračerveného) záření..
Tím, že propustí sluneční záření, se Země ohřívá a vyzařuje infračervené záření (teplo), ale atmosféra toto teplo absorbuje. Tímto způsobem se vrstvy atmosféry a mraků zahřívají a vydávají teplo všemi směry..
Proces globálního oteplování v důsledku retence infračerveného záření v atmosféře je známý jako skleníkový efekt.
Název pochází ze zemědělských skleníků, kde se pěstují druhy, které vyžadují vyšší teplotu než stávající ve výrobní oblasti. Za tímto účelem mají tyto pěstitelské domy střechu, která umožňuje průchod slunečního světla, ale zadržuje emitované teplo..
Tímto způsobem je možné vytvořit teplé mikroklima pro ty druhy, které to vyžadují ve svém růstu..
Přestože je skleníkový efekt přirozeným procesem, je pozměněn lidským jednáním (antropickým působením). Proto je nutné rozlišovat přirozené příčiny jevu a antropické změny.
Krátkovlnné (vysokoenergetické) elektromagnetické záření ze Slunce je to, co ohřívá povrch Země. Toto zahřívání způsobuje emise dlouhovlnného záření (infračerveného), tj. Tepla, do atmosféry.
Střed planety je žárovkový a generuje další teplo než to, které je způsobeno sluneční energií. Toto teplo se přenáší zemskou kůrou hlavně prostřednictvím sopek, fumarol, gejzírů a dalších horkých pramenů..
Vlastnosti plynů, které tvoří atmosféru, určují, že sluneční záření dopadá na Zemi a že infračervené záření je částečně zachováno. Některé plyny, jako je vodní pára, CO2 a metan, jsou zvláště účinné při zadržování atmosférického tepla.
Ty plyny, které zadržují infračervené záření z oteplování zemského povrchu, se nazývají skleníkové plyny. Tyto plyny se produkují přirozeně, například CO2, k němuž přispívá dýchání živých bytostí.
Oceány si také vyměňují velké množství CO2 s atmosférou a CO2 také přispívají přírodní požáry. Oceány jsou přirozeným zdrojem dalších skleníkových plynů, jako je oxid dusíku (NOx).
Na druhé straně je mikrobiální aktivita v půdě také zdrojem CO2 a NOx. Kromě toho trávicí procesy zvířat přispívají do atmosféry velkým množstvím metanu.
Průmysl obecně vydává do atmosféry další teplo a také různé plyny, které ovlivňují skleníkový efekt. Tyto plyny mohou absorbovat a emitovat teplo (např. CO2) nebo zničit ozonovou vrstvu (např. NOx, CFC a další).
Velká koncentrace vozidel ve městech je zodpovědná za většinu CO2 přidávaného do atmosféry. Automobilový provoz se podílí přibližně 20% na celkovém CO2 produkovaném spalováním fosilních paliv.
Spalování uhlí, plynu a ropných derivátů pro výrobu elektřiny a topení přispívá téměř 50% CO2.
Společně tyto průmyslové činnosti přispívají téměř 20% CO2 produkovaného spalováním fosilních paliv..
Lesní požáry jsou také způsobeny lidskou činností a každoročně vypouštějí do atmosféry miliony tun skleníkových plynů..
Akumulace odpadu a probíhající fermentační procesy, stejně jako spalování uvedeného odpadu, jsou zdrojem skleníkových plynů..
Zemědělská činnost každoročně přispívá do atmosféry více než 3 miliony tun methanového plynu. Mezi plodiny, které v tomto ohledu přispívají nejvíce, je rýže.
Další plodinou, jejíž řízení produkuje skleníkové plyny, je cukrová třtina, protože se před sklizní spaluje a produkuje velké množství CO2..
Přežvýkavci, jako jsou krávy, konzumují vláknitou trávu prostřednictvím fermentačních procesů prováděných bakteriemi v jejich zažívacím systému. Tato fermentace uvolňuje každý den do atmosféry 3 až 4 litry metanového plynu do atmosféry..
Pokud vezmeme v úvahu dobytek, odhaduje se příspěvek odpovídající 5% skleníkových plynů.
Zvýšení globální teploty, které způsobuje zvýšení skleníkových plynů, vyvolává řetězovou reakci. Zvyšováním teploty oceánů se zvyšuje uvolňování CO2 do atmosféry.
Podobně tání pólů a permafrostu uvolňuje CO2, který tam byl zadržován. Také při vyšších teplotách okolí je větší výskyt lesních požárů a uvolňuje se více CO2..
Některé plyny, jako je vodní pára a CO2, působí v přirozeném procesu skleníkového efektu. Zčásti se na CO2 podílejí na antropickém procesu i další plyny..
Kjótský protokol uvažuje o emisích šesti skleníkových plynů, včetně oxidu uhličitého (CO2) a metanu (CH4). Podobně oxid dusný (N2O), hydrofluorovaný uhlovodík (HFC), perfluorovaný uhlovodík (PFC) a hexafluorid sírový (SF6).
Vodní pára je jedním z nejdůležitějších skleníkových plynů pro svou schopnost absorbovat teplo. Rovnováha se však vytváří, protože voda v kapalném a pevném stavu odráží sluneční energii a ochlazuje Zemi..
Oxid uhličitý je hlavní dlouhodobý skleníkový plyn v atmosféře. Tento plyn je zodpovědný za 82% nárůstu skleníkového efektu, ke kterému došlo v posledních desetiletích.
V roce 2017 Světová meteorologická organizace vykázala globální koncentraci CO2 405,5 ppm. To představuje nárůst o 146% ve srovnání s úrovněmi odhadovanými před rokem 1750 (předindustriální éra).
Metan je druhým nejdůležitějším skleníkovým plynem, který přispívá přibližně 17% k oteplování. 40% metanu je produkováno z přírodních zdrojů, zejména mokřadů, zatímco zbývajících 60% je generováno lidskou činností.
Mezi tyto činnosti patří pěstování přežvýkavců, pěstování rýže, využívání fosilních paliv a spalování biomasy. V roce 2017 dosáhl atmosférický CH4 koncentrace 1 859 ppm, což je o 257% více než v předindustriální úrovni..
NOx přispívají ke zničení stratosférického ozonu a zvyšují množství ultrafialového záření, které proniká na Zemi. Tyto plyny pocházejí z průmyslové výroby kyseliny dusičné a kyseliny adipové a také z používání hnojiv..
Do roku 2017 dosáhly tyto plyny atmosférické koncentrace 329,9 ppm, což odpovídá 122% úrovně odhadované pro předindustriální éru..
CFC je silný skleníkový plyn, který poškozuje stratosférický ozon a je regulován Montrealským protokolem. V některých zemích, jako je Čína, se však stále používá v různých průmyslových procesech.
Tyto plyny se používají v různých průmyslových aplikacích k nahrazení CFC. HFC však také ovlivňují ozonovou vrstvu a mají velmi vysokou aktivní stálost v atmosféře.
PFC se vyrábějí ve spalovnách pro proces tavení hliníku. Stejně jako HFC mají vysokou stálost v atmosféře a ovlivňují integritu stratosférické ozonové vrstvy..
Tento plyn má také negativní vliv na ozonovou vrstvu a také vysokou perzistenci v atmosféře. Používá se ve vysokonapěťových zařízeních a při výrobě hořčíku.
Znečištění produkované lidmi přispívá k dalšímu množství skleníkových plynů a narušuje přirozenou dynamickou rovnováhu. I když jsou tyto částky mnohem nižší než ty, které generuje příroda, stačí k narušení této rovnováhy..
To má vážné důsledky pro planetární tepelnou rovnováhu a následně pro život na Zemi..
Zvýšení koncentrace skleníkových plynů vede ke zvýšení průměrné globální teploty. Ve skutečnosti se odhaduje, že průměrná globální teplota od předindustriální éry stoupla o 1,1 ° C..
Na druhé straně bylo naznačeno, že období od roku 2015 do roku 2019 bylo dosud nejteplejším záznamem.
Zvýšení teploty má za následek tání polárního ledu a ledovců po celém světě. To znamená zvýšení mořské hladiny a změnu mořských proudů..
Ačkoli neexistuje úplná dohoda o procesu změny klimatu v důsledku globálního oteplování, realita je taková, že se mění klima planety. O tom svědčí mimo jiné změna mořských proudů, větrných vzorů a srážek..
Změna stanovišť v důsledku zvýšení teploty ovlivňuje populaci a biologické chování druhů. V některých případech existují druhy, které zvyšují jejich populace a rozšiřují rozsah jejich rozšíření..
Avšak ty druhy, které mají velmi úzké teplotní rozsahy pro svůj růst a reprodukci, mohou výrazně snížit jejich populace..
Mnoho zemědělských a hospodářských oblastí vidí snížení produkce, protože druhy jsou ovlivněny zvýšením teploty. Na druhou stranu ekologické změny vedou k množení zemědělských škůdců.
Jak se zvyšuje průměrná teplota na planetě, některá zvířata přenášející choroby rozšiřují své zeměpisné rozpětí. Případy tropických nemocí se tedy vyskytují mimo jejich přirozený rozsah..
Na druhé straně může zvýšení teploty způsobit tzv šokovat tepelný nebo tepelný úder, což znamená extrémní dehydrataci. Tato situace může způsobit vážné selhání orgánů, zejména u dětí a starších osob..
Aby se zabránilo zvýšení skleníkového efektu, je nutné snížit produkci skleníkových plynů. To znamená řadu opatření, která zahrnují rozvoj povědomí občanů, legislativní opatření, technologické změny..
Občan, který si je vědom problému globálního oteplování vyvolaného zvýšením skleníkového efektu, je zásadní. Tímto způsobem je zajištěn nezbytný sociální tlak, aby vlády a hospodářské mocnosti přijaly požadovaná opatření..
Hlavní mezinárodní dohodou o řešení problému produkce skleníkových plynů je Kjótský protokol. Tento právní nástroj však dosud nebyl účinný při snižování rychlosti emisí skleníkových plynů..
Některé z hlavních průmyslových zemí s nejvyššími úrovněmi emisí nepodepsaly prodloužení protokolu na druhé funkční období. Má-li být dosaženo skutečného účinku, je proto nezbytný přísnější národní a mezinárodní právní rámec..
Aby se snížily emise skleníkových plynů, je nutná nová technologie průmyslových procesů. Podobně je nutné podporovat využívání obnovitelných energií a omezovat používání fosilních paliv..
Na druhou stranu je nezbytné obecně snížit produkci znečišťujících odpadů..
Podle odborníků nestačí snížit emise skleníkových plynů, je rovněž nutné snížit aktuální koncentrace v atmosféře. Za tímto účelem byly navrženy různé alternativy, které mohou používat velmi jednoduché nebo sofistikované technologie..
Za tímto účelem se doporučuje zvýšit pokrytí lesy a džungle a zavést strategie, jako jsou zelené střechy. Rostliny fixují atmosférický CO2 ve svých rostlinných strukturách a extrahují ho z atmosféry.
Dosud je těžba CO2 z atmosféry nákladná z energetického hlediska a má vysoké ekonomické náklady. Probíhá však výzkum, který by hledal účinné způsoby, jak filtrovat vzduch a odstraňovat CO2..
Jeden z těchto návrhů je již ve fázi pilotního provozu a je vyvíjen univerzitami v Calgary a Carnegie Mellon. Tato rostlina používá roztok hydroxidu draselného jako vodního lapače a hydroxidu vápenatého, kterým je filtrován vzduch.
V tomto procesu se zadržuje CO2 obsažený ve vzduchu a vytváří uhličitan vápenatý (CaCO3). Následně se uhličitan vápenatý zahřeje a CO2 se uvolní a výsledný vyčištěný CO2 se použije pro průmyslové použití..
Zatím žádné komentáře