Последствия парникового потепления для политики: смягчение последствий, адаптация и научная база (1992 г.)

Глава:Вопросы и ответы об утеплении теплиц

Посетите NAP.edu/10766, чтобы получить дополнительную информацию об этой книге, купить ее в печатном виде или загрузить в виде бесплатного PDF-файла.

Страница 663 Поделиться Цитировать

Предлагаемая цитата:«Вопросы и ответы о потеплении теплиц». Институт медицины, Национальная академия наук и Национальная инженерная академия. 1992. Последствия парникового потепления для политики: смягчение последствий, адаптация и научная база. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/1605.

Приложение
Вопросы и ответы об утеплении теплиц

Парниковый эффект: что известно, что можно предсказать

1. Что такое «парниковый эффект»?

Проще говоря, «парниковые газы» пропускают солнечный свет к поверхности земли, задерживая при этом «исходящую» радиацию. Это изменяет радиационный баланс земли (см. рисунок А.1) и приводит к потеплению земной поверхности. Основными парниковыми газами являются водяной пар, двуокись углерода (CO 2 ), метан (CH 4 ), хлорфторуглероды (CFC) и гидрогенизированные хлорфторуглероды (HCFC), тропосферный озон (O 3 ) и закись азота (N 2 O).Без природных парниковых газов (главным образом водяного пара и CO 2 ) средняя температура Земли была бы почти на 35°C (63°F) ниже, и планета была бы гораздо менее пригодна для жизни человека.

2. Почему эффект называется «парниковым»?

Парниковые газы в атмосфере действуют почти так же, как стеклянные панели теплицы, которые пропускают солнечный свет и удерживают тепло внутри.

3. Почему парниковый эффект забеспокоил специалистов именно сейчас?

Повышение атмосферных концентраций CO 2 , CH 4 и CFC предполагает возможность дополнительного потепления глобального климата. Группа называет потепление из-за увеличения концентрации парниковых газов в атмосфере «парниковым потеплением». Измерения атмосферного CO 2 показывают, что концентрация 1990 г., составлявшая 353 части на миллион по объему (частей на миллион по объему), примерно на четверть выше, чем концентрация до промышленной революции (ранее

Страница 664 Поделиться Цитировать

РИСУНОК A.1 Радиационный баланс Земли. Солнечное излучение установлено на 100 процентов; все остальные значения связаны с ним. Около 25 процентов падающей солнечной радиации отражается обратно в космос атмосферой, около 25 процентов поглощается газами в атмосфере и около 5 процентов отражается в космос от поверхности Земли, оставляя 45 процентов для поглощения океанами. земля и биотический материал (белые стрелки).

Испарение и механическая теплопередача выбрасывают в атмосферу энергию, равную примерно 29 процентам падающего излучения (серая стрелка).Выбросы радиационной энергии с земной поверхности и из атмосферы (прямые черные стрелки) определяются температурами земной поверхности и атмосферы соответственно. Восходящее энергетическое излучение от поверхности земли составляет около 104 процентов падающего солнечного излучения. Атмосферные газы поглощают часть (25%) солнечной радиации, проникающей в верхние слои атмосферы, и все механическое тепло, переносимое с земной поверхности, и уходящее излучение от земной поверхности. Нисходящее излучение атмосферы составляет около 88 процентов, а исходящее излучение — около 70 процентов падающего солнечного излучения.

Обратите внимание, что количество исходящего и входящего излучения уравновешивается в верхней части атмосферы, при 100 процентах приходящей солнечной радиации (которая уравновешивается 5 процентами, отраженными от поверхности, 25 процентами, отраженными от верхних слоев атмосферы, и 70 процентами исходящего излучения). излучение), а у поверхности земли — 133 % (45 % поглощаемой солнечной радиации плюс 88 % нисходящей радиации из атмосферы, уравновешенной 29 % испарения и механической теплопередачи и 104 % восходящей радиации). Передача энергии в атмосферу и из атмосферы также уравновешивается на границе атмосферы 208 процентами падающей солнечной радиации (75 процентов прошедшего солнечного излучения плюс 29 процентов механического переноса с поверхности плюс 104 процента направленного вверх излучения, уравновешенного 50 процентами непрерывно поступающей солнечной радиации). на поверхность земли, 70 процентов исходящего излучения и 88 процентов нисходящего излучения). Эти различные передачи энергии связаны с эффектом удержания тепла парниковыми газами в атмосфере, повторным излучением энергии, поглощенной этими газами, и циклическим движением энергии через различные компоненты на диаграмме. Точность чисел на диаграмме обычно составляет ±5.

Эта диаграмма относится к периоду, в течение которого климат устойчив (или неизменен); то есть нет чистого изменения в передаче тепла на поверхность земли, нет чистого изменения в передаче тепла в атмосферу и нет чистого изменения излучения в систему атмосфера-земля из-за пределов атмосферы.

Страница 665 Поделиться Цитировать

до 1750 г.). Атмосферный CO 2 увеличивается примерно на 0,5 процента в год. Концентрация CH 4 составляет около 1,72 ppmv, что чуть более чем в два раза выше, чем до 1750 года. Она увеличивается со скоростью 0,9 процента в год. ХФУ не встречаются в природе, поэтому они не были обнаружены в атмосфере до тех пор, пока несколько десятилетий назад не началось их производство. Продолжающееся увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере повлияет на радиационный баланс Земли и может привести к значительному дополнительному парниковому потеплению. Увеличение захвата энергии таким образом также называется «радиационным воздействием». Могут быть задействованы и другие факторы, такие как изменение приходящей солнечной радиации.

4. Наблюдалось ли в недавнем прошлом парниковое потепление?

По лучшим оценкам, за последние 100 лет средняя глобальная температура повысилась на 0,3–0,6 °C. Однако невозможно с высокой степенью уверенности сказать, связано ли это с повышением концентрации парниковых газов в атмосфере или с другими природными или антропогенными причинами. Запись температуры задолго до 1900 г. ненадежна для оценок изменений менее 1°C–1,8°F).

5. Что насчет СО 2 и температура в доисторическом прошлом?

Согласно лучшим оценкам, основанным на анализе пузырьков воздуха, попавших в ледяные щиты, океанские и озерные отложения, и других данных из геологического прошлого, за последние 4 миллиона лет было три особенно «теплых» периода. Оптимум голоцена произошел от 6000 до 5000 лет назад. В этот период концентрация CO 2 в атмосфере составляла от 270 до 280 частей на миллион по объему, а средняя температура воздуха была примерно на 1°C (1,8°F) выше, чем в наше время. Ээмское межледниковье произошло с его серединой около 125 000 лет назад. Концентрация CO 2 в атмосфере составляла от 280 до 300 частей на миллион по объему, а температура была на 2°C (3,6°F) выше, чем сейчас. Плиоценовый климатический оптимум произошел между 4,3 и 3,3 миллиона лет назад. Атмосферные концентрации CO 2 оцениваются для того периода примерно в 450 частей на миллион по объему, а температура на 3–4 °C (5,4–7,2 °F) выше, чем в наше время. Доисторические оценки температуры основаны на фактических данных.

Страница 666 Поделиться Цитировать

от условий в течение вегетационного периода и, вероятно, лучше отражают летние, чем зимние температуры. Особенно противоречива оценка периода плиоцена.

6. Какие явления природы влияют на климат в долгосрочной перспективе?

В геологическом масштабе времени на климат влияют многие факторы:

• Изменения в солнечной энергии

• Изменения орбитальной траектории Земли

• Изменения в распределении суши и океана (движения тектонических плит и связанные с ними изменения в географии гор, циркуляции океана и уровне моря)

• Изменения отражательной способности земной поверхности

• Изменения атмосферных концентраций газовых примесей (особенно CO 2 и CH 4 )

• Изменения катастрофического характера (например, падение метеоритов или продолжительные извержения вулканов)

7. Что подразумевается под «атмосферным временем жизни» и «стоками»?

Эти концепции можно проиллюстрировать, обратившись к так называемому «углеродному циклу». Когда CO 2 выбрасывается в атмосферу, он перемещается по четырем основным поглотителям или резервуарам накопленного углерода: атмосфере, океанам, почве и земной биомассе (растениям и животным). Движение CO 2 между этими поглотителями изучено недостаточно. Около 45 процентов общих выбросов СО 2 в результате деятельности человека с доиндустриальных времен не учитываются в текущем учете СО 2 в атмосфере, океанах, почве и биомассе. Было предложено три возможных поглотителя этого отсутствующего CO 2 . Во-первых, океаны могли поглотить больше CO 2 , чем предполагалось. Во-вторых, накопление CO 2 в наземных растениях может быть больше, чем предполагалось. В-третьих, больше CO 2 могло быть поглощено непосредственно почвой, чем считается. Тем не менее, нет никаких прямых доказательств того, что какое-либо из этих объяснений объясняло бы исчезнувший CO 2 . CO 2 в атмосфере является относительно «долгоживущим» в том смысле, что он не может легко разлагаться на составные части. CH 4 , напротив, разлагается в атмосфере примерно за 10 лет. Парниковый газ с самым большим сроком жизни в атмосфере (за исключением CO 2 ), ХФУ-115, имеет средний срок жизни в атмосфере около 400 лет. Общий вклад парниковых газов в глобальное потепление зависит от их продолжительности жизни в атмосфере, а также от их способности улавливать радиацию. В таблице А.1 показаны соответствующие характеристики основных парниковых газов.

8. Все ли парниковые газы имеют одинаковый эффект?

Каждый газ имеет разные радиационные свойства, химический состав атмосферы, типичное время жизни в атмосфере и концентрацию в атмосфере. Например, CFC-12 примерно в 15 800 раз более эффективен при улавливании тепла молекула за молекулу, чем CO 2 . Поскольку CFC-12 представляет собой большую тяжелую молекулу со многими атомами и

Страница 667 Поделиться Цитировать

0 0 голоса

Рейтинг статьи