Угроза атмосфере. Парниковый эффект и озоновая дыра

Солнечная энергия, достигающая Земли, на 30% вновь отражается в космос (облака, воздух, почва). Если бы остальные 70% энергии, абсорбированной водяным паром, облаками и почвой, полностью отражались, температура земной поверхности составила бы -18° Но около 85% отражающегося почвой излучения переизлучается облаками и газовыми микропримесями вновь на почву, подогревая ее на 33 °С. Без этого "природного тепличного эффекта" жизнь на Земле была бы немыслима.

В реализации тепличного эффекта ныне принимают участие:

  1. 62% водяного пара (20,6 °С),
  2. 21,8% диоксида углерода (7,2 "С),
  3. 7,3% надпочвенного озона (2,4 °С),
  4. 4,2% диоксида азота (1,4 "С), 2,4% метана (0,8 °С), 2,1% ФХУВ и прочие (0,7 "С).

Газовые микропримеси составляют менее 0,1% в объеме газовой оболочки Земли, но несмотря на это могут привести к нарушению термического равновесия атмосферы. фторхлоруглеводороды (ФХУВ) с объемной долей 0,01 • 10-9 = 1 • 10-11 считаются основными виновниками снижения концентрации озона в стратосфере.

Парниковый эффект и озоновая дыра

ФХУВ вносят свой вклад в антропогенный парниковый эффект (17%) вместе с СO2 (50%), метаном (19%), озоном тропосферы (0,8%), диоксидом азота (4%) и водяным паром (2%). За последние 100 лет содержание СO2 в атмосфере повысилось на 20%, а метана — почти на 90% (в основном вследствие возделывания, скотоводства и гниения мусора). Ежегодный прирост концентрации СO2 составляет 0,5 — 2 ррт. В мировом масштабе это 20 млрд т СО,. Согласно прогнозному расчету увеличения содержания всех микропримесных газов в атмосфере до 2030 г. современная концентрация СO2 увеличится в 2 раза (около 340 ррт). Содержание СО, 400 — 450 ррт привело бы к повышению температуры на 1 — 1,5 "С, 600 — 700 ррт — к катастрофическому увеличению на 2 — 3 °С, с повышением на экваторе на +1 °С и до +14 "С — по направлению к полюсам.

Последствия катастрофы проявились бы:

  1. в таянии полярных шапок льда;
  2. постепенном подъеме среднего уровня моря при таянии льдов Гренландии — на 5 м, Антарктиды — на 60 — 70 м и внутри континентальных льдов, а также за счет теплового расширения морей;
  3. затоплении густонаселенных побережий (дельта р. Нигер, Бангладеш);
  4. повышении среднемирового уровня осадков из-за усиленного испарения воды, которое ныне уже отмечается в зонах между 35° и 70°  ш., и его понижения в зонах между 5° и 35°  ш.;
  5. смещении важнейших зон земледелия на север в районы с плохими почвами (подзолы, почвы над многолетней мерзлотой, латериты);
  6. смещении засушливых зон на 400 —  800 км севернее в густонаселенные районы субтропиков;
  7. сокращении площади субтроп, территорий со смещением их на север;
  8. исчезновении зоны тундры;
  9. сокращении зон вечной мерзлоты с наступлением лесов на север вплоть до Северного полярного, круга.

Озоновая дыра.

В 1956 г. была открыта озоновая дыра над Антарктикой, в 1968 г. об этом впервые было сообщено. С 1978 г. наблюдается постоянное снижение концентрации озона, в том числе и в других регионах. Озон сильно ядовит (вымирание лесов). Его количество в тропосфере — жизненном пространстве человечества — фактически удвоилось. 90% озона (О3) образуется в стратосфере из молекул под О2 воздействием жесткого УФ излучения (< 242 нм). Это так называемое УФ- В- излучение вызывает у людей рак кожи и разрушает морские водоросли, которые производят около 50% кислорода для дыхания гетеротрофов Земли. Снижение концентрации озона в воздухе на 2 — 5 % вызывает у белокожих людей рак основных клеток кожи, на 5 — 10% — рак клеток чешуйчатого подслоя. Полагают, что ответственны за снижение концентрации озона различной химической реакции с участием микропримесных газов. Горизонтальные перемещения воздушных масс способствуют попаданию в Антарктику выбросов газов промышленности и хозяйства, которые застаиваются там во время полярной, ночи в области низкого давления стационарного циклона.

Оксиды азота (NOx) реагируют с водой до образования азотной кислоты, которая при экстремальных температурах до — 70 "С сублимирует на частичках пыли, опускающихся затем в нижние слои атмосферы. Обычно NO, вступает в реакцию с радикалами ОН. Освобожденные радикалы могут теперь участвовать в реакции с выделением С1 из НС1. Хлор реагирует с озоном. НС1 и С1 образуются при солнечном свете весной в результате фотолиза ФХУВ:

О3 + С1 → О2 + С1О,

С1О + О → С1 + О2 и т. д

Один атом С1 др вступления в другие реакции способен разрушить до 10 000 молекул озона. Поэтому для разрушения озонового слоя требуется мизерное количество ФХУВ. Диоксид азота N2О (веселящий газ), появляющийся при внесении чрезмерного количества удобрений и при сжигании топлив, также представляет собой "убийцу озона":

N2O + О → 2NO,

NO + О3 → NO2 + О2,

О3 + [УФ) → О2 + О,

О + NO3 → NO + О2 и т. д.

Поделиться:
Добавить комментарий