Борисова Валерия Васильевна

«Влияние антропогенной деятельности на глобальное потепление»

Материал опубликован 4 October 2020

МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ

ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 18 ГОРОДА ЛИПЕЦКА

Индивидуальный проект

Тема:

«Влияние антропогенной деятельности на глобальное потепление»

Учащаяся: Гритчина Маргарита Игоревна

Руководитель: Борисова Валерия Васильевна

Липецк, 2020

Оглавление

1. Введение……………………………………………………………………….3с.

1.1.Актуальность…………………………………………………………………3 с.

1.2.Объект исследования………………………………………………………...3с.

1.3.Предмет исследования……………………………………………………….3 с.

1.4.Цели…………………………………………………………………………...3 с.

1.5.Задачи………………………………………………………………………….3 с.

1.6 Методы исследования………………………………………………………..4с.

1.7.Гипотеза………………………………………………………………………4 с.

1.8.Новизна……………………………………………………………………….4 с.

2. Глобальное потепление……………………………………………………… 4 с.

2.1. Эволюция глобального климата………………………………………….....5с.

2.2. Естественные причины………………………………………………………5 с.

2.3. Антропогенный фактор……………….…………………………………….6 с.

2.4. Влияние глобального потепления на окружающую среду.………………………………………………………………………….…..8 с.

2.5. Методы борьбы с процессом глобального потепления………………………………………………………………….……10 с.

2.6. Ситуация в Липецкой области…………………………………….………..11с.

2.7. Осведомленность населения о проблемах, связанных с глобальным потеплением…………………………………………………………….…..…….12с.

3. Заключение…………………………………………………………………….…14с.

4. Библиография.………………………………………………………………...14.с.

5. Приложение………………………………………………………………….…15 с.

Введение

Актуальность:

Глобальное изменение климата в нынешнем столетии превратилось в одну из наиболее острых проблем мировой экономики и политики. Изменение климата с точки зрения его влияния на мировую экономику не только представляет собой масштабную природную опасность, но и является катализатором разнонаправленных изменений во многих отраслях хозяйственной деятельности. Связанное с нехваткой пресной воды, продовольственной проблемой, стихийными бедствиями, миграциями, а также перспективами развития целого ряда ключевых отраслей (энергетики, транспорта, строительства, сельского хозяйства) изменение климата тесно вплелось в клубок глобальных экономических процессов.

Современный уровень антропогенных нагрузок на биосферу как результат экономического развития человечества, бурного роста населения планеты приблизился к кризисному и по международным оценкам грозит необратимыми последствиями для мирового сообщества в целом. Все большую остроту приобретают глобальные проблемы как источники кризисных ситуаций.

Объект исследования:

Техногенная деятельность, изменение климата

Предмет исследования:

Влияние антропогенной деятельности на глобальное повышение температуры, влияние изменения климата на планету, Россию и Липецкую область.

Цели:

Выяснить, в чем проявляется влияние глобального потепления на мир, какие существуют методы борьбы с данной проблемой.

Задачи:

1. Формирование у аудитории представления об основных причинах глобального потепления и его влияния на климат.

2. Познакомить аудиторию с основными отраслями антропогенной деятельности, влияющими на процесс глобального потепления.

3. Знакомство с методами решения экологических проблем, появившимися в результате антропогенной деятельности.

4. Воспитание бережного отношения к окружающей среде.

Методы исследования:

Анализ специальной литературы по теме исследования.

Работа с источниками Интернета и электронными ресурсами.

Опрос населения.

Гипотеза:
Предполагаю, что изучив проблемы, связанные с процессом глобального потепления, а также антропогенного влияния на этот процесс, человечество начнет более ответственно относиться к тому, что его окружает.

Новизна:
Человек, несомненно, способствует ухудшению экологической ситуации в мире. Проект направлен на то, чтобы ознакомить аудиторию проблемой глобального потепления и методами борьбы с этим явлением.

Глобальное потепление климата

Глобальное потепление, мы постоянно слышим это выражение, но за знакомыми словами стоит пугающая действительность. Начнем с понятия. Глобальное потепление – это процесс постепенного роста средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана вследствие всевозможных причин (увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере Земли, изменение солнечной или вулканической активности и т.д.). Часто в качестве синонима глобального потепления употребляют словосочетание «парниковый эффект», но между этими понятиями есть небольшая разница. Парниковый эффект – это увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана вследствие роста в атмосфере Земли концентраций парниковых газов (углекислый газ, метан, водяной пар и т.д.). Эти газы играют роль плёнки или стекла теплицы (парника), они свободно пропускают солнечные лучи к поверхности Земли и задерживают тепло, покидающее атмосферу планеты.

Что бы понять, что произойдёт, когда лёд растает, учёным необходимо изучать процессы, которые вызываю таяние. Современные передовые технологии способны открыть древнюю историю наше планеты, изучая изменения которые имели место в прошлом и они надеются предсказать наше будущее.

Эволюция глобального климата

Климат на Земле никогда не был неизменным. Он подвержен колебаниям во всех временных масштабах - от десятилетий до миллионов лет. К числу наиболее заметных колебаний относится цикл порядка ста тысяч лет - ледниковые периоды, когда климат Земли был в основном холоднее по сравнению с настоящим, и межледниковые периоды, когда климат был теплее. Эти циклы вызывались естественными причинами. По мнению ряда ученых и сейчас мы находимся в “движении” от одного ледникового периода к другому, но скорость изменений очень мала - порядка 0,02 градусов Цельсия за 100 лет. Другое дело, что с начала промышленной революции изменение климата происходит ускоренными темпами (по порядку величины в 100 раз быстрее, чем движение к ледниковому периоду) и во многом в результате деятельности человека, выбрасывающего в атмосферу парниковые газы при сжигании ископаемого топлива, а также уничтожившего большую часть лесов планеты.

Естественные причины изменения климата

Вулканические извержения

В результате извержений в атмосферу выбрасываются значительные объемы взвешенных частиц - аэрозолей, они разносятся тропосферными и стратосферными ветрами и не пропускают часть приходящей солнечной радиации. Однако эти изменения не являются долгосрочными, частицы относительно быстро оседают. Так крупное извержение вулкана Санторини в Средиземном море (Приложение 1), произошедшее примерно в 1560 году до нашей эры, которое, вероятно, привело к падению Минойской империи, значительно охладило атмосферу, что видно по кольцам годового роста деревьев.

Извержение вулкана Тамбора в Индонезии (Приложение 2) в 1815 году снизило среднюю глобальную температуру на 30 градусов Цельсия. В последующий год и в Европе и в Северной Америке лета “не было”, но за несколько лет все исправилось. В результате извержения вулкана Пенатубо в 1991 году на Филиппинах на высоту 35 километров было заброшено столько пепла, что средний уровень солнечной радиации снизился на 2,5 ватт на квадратный метр, что соответствует глобальному охлаждению по меньшей мере на 0,5-0,7 градусов Цельсия. Однако несмотря на это, последнее десятилетие ХХ века стало самым теплым за весь период наблюдений. Заметим, что важна не сила извержения и не количество выброшенного пепла, а то, сколько его было заброшено на большую высоту, на 10 и более километров, так как именно это определяет радиационный эффект от извержения.

Солнечный цикл и орбита Земли

Интенсивность солнечной радиации меняется, хотя и в относительно небольших пределах. Прямые измерения интенсивности солнечного излучения имеются только за последние 25 лет, но есть косвенные параметры, в частности активность солнечных пятен, что давно используется для оценки интенсивности солнечной радиации. Кроме изменения потока от Солнца, Земля получает разное количество энергии в зависимости от положения ее эллиптической орбиты, которая испытывает колебания. В течение последнего миллиона лет ледниковые и межледниковые периоды менялись в зависимости от положения орбиты нашей планеты. Меньшие колебания орбиты наблюдались в последние 10 тысяч лет и климат стал относительно стабильным. Однако колебания орбиты - явление инерционное, оно принципиально важно в тысячелетнем масштабе времени, в то время как антропогенное воздействие на климат имеет гораздо более короткий временной масштаб.

Антропогенный фактор

Большинство ученых считает, что основным фактором, влияющим на потепление климата, которое продолжается уже более 100 лет, являются промышленные выбросы газов, создающих парниковый эффект и способствующих повышению температуры атмосферы. Главный компонент в составе газообразных отходов промышленного и сельскохозяйственного производства представлен диоксидом углерода - СО2, количество которого в атмосфере за последние сто лет увеличилось на 10-15 %, и только за счет сжигания топлива поступило 400 миллиардов тонн углекислого газа. С вычетом СО2, поглощенного растениями ежегодный прирост его концентрации в атмосфере составляет 14 миллиардов тонн, создающий тепловой экран над поверхностью Земли. Чем выше содержание СО2, тем меньше тепла рассеивает Земля. Повышение средних температур приземного слоя воздуха в 1930 году на 0,4 градусов Цельсия сопровождалось сокращением площади льдов в Арктике на 10 %, сильными засухами во многих странах, сдвигались границы ландшафтных зон на 200 километров к северу. Керны льда, добытые из скважин на станциях «Восток» и «Мирный» в Антарктиде (Приложение 1), показали, что содержание углекислого газа в атмосфере растет, что вызывает потепление и увеличение температурной контрастности погоды.

Также причинами являются выброс аэрозольных частиц, сведение лесов, урбанизация и тому подобное.

Рост концентрации в атмосфере парниковых газов. Концентрация парниковых газов (углекислого газа, метана, закиси азота) возрастала в течение ХХ века и сейчас этот рост продолжается с большей скоростью. Концентрация СО2 возросла с 280 частей на миллион в 1750 году до 370 частей на миллион в 2000 году. Считается, что в 2100 году концентрация СО2 будет в пределах от 540 до 970 частей на миллион, в основном, в зависимости от того, как будет развиваться мировая энергетика. Парниковые газы отличаются большим сроком нахождения в атмосфере. Половина всех выбросов СО2 остается в атмосфере 50-200 лет, в то время как вторая половина поглощается океаном, сушей и растительностью. При этом основная роль принадлежит океану, по некоторым оценкам, примерно 80% поглощения СО2 и “производства” кислорода приходится на фитопланктон.

Парниковый эффект от разных газов можно привести к “общему знаменателю”, выражающему то, во сколько раз больший эффект дает 1 тонна того или иного газа, чем 1 тонна СО2. Для метана переводной коэффициент равен 21, для закиси азота 310, а для некоторых фторсодержащих газов несколько тысяч. Однако, хотя концентрация метана выросла примерно в 2,5 раза, это намного меньше, чем изменение концентрации СО2. Оценки показывают, что именно с СО2 связано примерно 80% антропогенного парникового эффекта, в то время как метан дает 18-19%, а все остальные газы - 1-2%. Поэтому во многих случаях, говоря об антропогенном парниковом эффекте, подразумевают именно СО2.

Заметим, что водяной пар - главный парниковый газ планеты - вносит в парниковый эффект вклад, в целом еще больший, чем СО2. Однако изменение его концентрации в атмосфере пока не зарегистрировано (ни антропогенных, ни естественных).

Парниковые газы также хорошо перемешиваются в атмосфере. В результате парниковый эффект не зависит от места конкретного выброса СО2 или иного газа. Фактически любой локальный выброс оказывает только глобальное действие и уже глобальный эффект порождает вторичные эффекты, которые сказываются на климате того или иного конкретного места.

Аэрозоли

Аэрозоли - мелкие частицы, размером в несколько десятых долей микрона, которые находятся в атмосфере во взвешенном состоянии. Они образуются в результате химических реакций между газообразными загрязняющими веществами, от лесных пожаров, сельскохозяйственной деятельности, от выбросов предприятий и транспорта. Аэрозоли делают нижние слои тропосферы (до 10 км) более мутными и рассеивают свет, что понижает температуру приземного слоя атмосферы. Кроме того, аэрозоли усиливают облачный покров, что также приводит к охлаждению. Обычно аэрозоли находятся в атмосфере недолго, при наличии осадков, например, около недели. Поэтому действие аэрозолей достаточно локально.

Влияние глобального потепления на окружающую среду

Начиная примерно с 1860 г. – времени первых инструментальных замеров приземной температуры воздуха – вплоть до настоящего времени отмечается постепенный рост температуры на Земле. По данным Национального агентства США по аэронавтике и исследованию космического пространства, на планете стало теплее за столетие на 0,8 градуса. Потепление неравномерно (в высоких широтах изменения температуры почти в 3,5 раза больше, чем у экватора) и ярче выражено зимой. В качестве индикатора повышения температуры на Земле может служить уменьшение толщины паковых льдов Арктики, которая сократилась с 3,12 м в 1960-е гг. до 1,8 м в 1990-х гг. Кроме того, площадь распространения сезонных морских льдов Арктики постоянно уменьшалась со средней скоростью 2,8% за 10 лет.

Аналогичные изменения наблюдаются с шельфовыми ледниками Антарктиды, которые в последние годы активно разрушаются. На Кавказе за последние 150 лет произошло отступление ледников на 0,8–1,7 километров и сокращение их площади на 16%

Большинство данных указывает на то, что глобальная температура к середине XXI столетия может повыситься на 1,5– 2,7 градусов Цельсия. Одной из наиболее серьезных опасностей, связанных с ожидаемым потеплением климата, является таяние ледовых покровов в Гренландии и высокогорных ледников, которое может привести к повышению уровня Мирового океана. По расчетам наиболее вероятное повышение уровня Мирового океана к 2030 г. составит 14–24 сантиметров, то есть ожидается, что уровень океана будет подниматься в начале XXI в. в 5–10 раз быстрее, чем в последнем столетии. Максимальная величина подъема уровня океана к 2030 году ожидается около 60 сантиметров, а минимальная – 5 сантиметров.

Глобальное потепление будет сопровождаться увеличением количества осадков. Значительное повышение уровня Мирового океана может нарушить жизнедеятельность около 800 млн человек. Низменные побережья с расположенными на них городами и поселениями подвергнутся затоплению

Одним из серьезных последствий изменения климата является изменение облика планеты, сокращение ее биоразнообразия. К середине столетия может исчезнуть половина всех видов растений.

В России, как и во всем мире, имеет место антропогенное загрязнение окружающей среды, уровень которого превышает научно обоснованные допустимые значения. Скорость потепления в России из-за глобального изменения климата за последнее десятилетие, по данным МЧС, возросла по сравнению с ХХ в. Глобальное изменение климата уже привело к значительному росту в России числа крупномасштабных природных катастроф, прежде всего наводнений и лесных пожаров. По словам бывшего руководителя Центра «Антистихия» В. Р. Болова, их параметры все чаще носят исторический характер, т. е. регистрируются впервые. Потепление в последние годы отмечается практически на всей территории России. По мнению российских и зарубежных экспертов, глобальное потепление может привести к изменению экстремальных метеорологических и климатических условий на территории России. Наряду с общим трендом повышения средних значений температур отмечается увеличение амплитуды кратковременных температурных колебаний и повторяемость аномальных явлений, связанных с сильными морозами и высокими положительными температурами, штормовыми ветрами, снегопадами, ливневыми дождями. На урбанизированных территориях на естественные погодные условия накладываются дополнительные факторы техногенного воздействия, обусловливающие еще более сложный характер погодных трансформаций. При повышении температуры на 3–5 градусов Цельсия и увеличении осадков на 10–20% прогнозируется рост годовых стоков Волги и Днепра на 25–40%, Енисея – на 15–20%, сток рек в Северный Ледовитый океан – на 15–20%. Ожидается увеличение опасных паводков на реках Центрального региона, юга России, Южного Урала, Сибири и Дальнего Востока. Прогнозируемое уменьшение осадков в зонах вокруг озера Байкал, а также Восточной Сибири приведет к росту числа и масштабов лесных пожаров. Возможны изменения режима стока рек и рост вероятности крупных наводнений. Негативные последствия ожидаются также в связи с повышением уровня подземных вод и заболачиванием, что может привести к увеличению числа чрезвычайных ситуаций на шахтах и других подземных сооружениях. Наиболее серьезные последствия будут вызваны потеплением в северных регионах России. Оттаивание мерзлых пород может привести к необратимым природным процессам, росту числа техногенных чрезвычайных ситуаций из-за обрушения зданий и сооружений.

Методы борьбы с процессом глобального потепления

Предлагаются два основных метода борьбы с глобальным потеплением: радикальное сокращение выбросов в атмосферу и геоинженерные методы. На сегодняшний день совершенно непонятно, что более реально сделать: сократить выбросы или ускорить развитие биоинженерных методов, хотя на данный момент нет ни одного удачного метода их применения. При этом путь радикального сокращения выбросов уже доказал свою нереалистичность.

Подписанный в 1997 году Киотский протокол строился на различных сценариях. Но на данный момент мы уже перевыполнили самый пессимистичный из предложенных сценариев. В первую очередь это связано с ускоренным развитием стран третьего мира и прежде всего Китая. Если в 1990-е годы экономическое развитие КНР шло в русле сценария Киотского протокола, то в 2000-е годы темпы экономического развития Китая резко возросли. Китаю понадобились дополнительные энергетические ресурсы, которые они смогли найти только в собственном угле. А уголь — самый крупный поставщик CO2 на единицу продукции, поэтому мы и не смогли удержаться в рамках заданных сценариев. Сейчас, когда Киотский протокол потерпел фиаско, мы оказались в растерянности: оказалось, что мы не можем договориться между собой. На данный момент вместо Киотского протокола существует только Копенгагенский аккорд, то есть добровольные обязательства стран по контролю за выбросами, но этот документ даже не принят на официальном уровне, и, даже если эти обязательства будут соблюдаться, это все равно кардинально не изменит ситуацию.

Вечная мерзлота как источник парниковых газов
Второй путь — это биоинженерные методы. Одним из этих методов является закачка CO2 в шахты. Такие установки уже создаются, но пока ни одна из них не заработала. В 2009 году был проведен другой эксперимент — была предпринята попытка увеличить биопродуктивность океана, с тем чтобы фитопланктон вбирал в себя «лишний» углекислый газ из атмосферы. Был найден участок в океане со сниженной продуктивностью из-за дефицита растворенного железа, где и был проведен эксперимент. Однако он провалился: после того как было добавлено растворенное железо, началось бурное развитие фитопланктона; по расчетам ученых, планктон должен был уходить на дно, но этого не произошло, вместо этого он пошел по пищевым цепочкам, и эффект оказался нулевым. Существуют также и экзотические методы, например увеличение отражательных способностей стратосферы с помощью специальных аэрозолей.

Ситуация в Липецкой области

Объём вредных выбросов с промышленных предприятий в атмосферу Липецкой области в 2010 году составил по разным данным от 366200 до 378000 тонн. Это на 20800 тонн больше, чем в предыдущем 2009 году – так что тенденция неутешительная. Воздух Липецкой области отравляют в основном продукты сжигания разных видов топлива. В 2010 г. С промышленных предприятий Липецкой области в атмосферу было выпущено 248300 тонн оксида углерода, 55500 тонн углеводорода и летучих органических соединений, 25400 тонн твёрдых взвешенных частиц, 18800 тонн оксида азоты, 17800 тонн диоксида серы.

Атмосферный воздух Липецкой области в наибольшей степени загрязняют такие стационарные источники, как ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (Приложение 4) (277700 тонн вредных выбросов в воздух в 2010 г.), управления магистральных газопроводов филиала ООО «Мострансгаз» в г. Ельце, с. Донском, с. Первомайском (Приложение 5) (54500 тонн), ОАО «Липецкцемент» (Приложение 6) (10800 тонн), ОАО "Липецкий металлургический завод "Свободный сокол" (Приложение 7) (2800 тонн), ООО «Чагодощенский стеклозавод – Липецк» (Приложение 8) (2400 тонн).
Однако в последнее время на некоторых из этих предприятий отмечаются положительные сдвиги в сфере экологического оснащения. В частности, ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» установил газоотводящий тракт конверторного цеха, построил трубопровод, подающий техническую воду в цех переработки шлака. ОАО «Липецкцемент» усовершенствовал обеспыливающую систему.

В 2010 году объём загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу Липецкой области автотранспортом, составил по разным данным от 154000 до 210000 тонн. Это на 15000 – 16000 тонн больше, чем в предыдущем 2009 году. Выхлопные газы автомобилей стали сильнее загрязнять воздух Липецкой области в результате того, что в регионе стало на 14400 машин больше

В Липецке в часы пик на самых оживлённых магистралях отмечается превышение предельно допустимых концентраций оксида углерода в 1 – 2 раза. Хуже всего ситуация с загрязнением воздуха автомобилями на главных транспортных развязках города.

Но содержание таких загрязняющих веществ, как сера, диоксид азота, оксид углерода, в воздухе Липецка в среднем за год намного меньше предельно допустимой концентрации, среднегодовая концентрация фенола в атмосфере воздуха примерно равняется ПДК.

А вот среднегодовой объём взвешенных частиц в воздухе Липецка в 1,3 больше предельно допустимой нормы. Также в 2010 г. доля содержания формальдегидов в атмосфере региона превысила ПДК в 2,7 раза.

Единовременные превышения предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосфере были отмечены под факелами «Новолипецкого металлургического комбината» и "Липецкого металлургического завода "Свободный сокол".

Осведомленность населения о проблемах, связанных с глобальным потеплением

Заключение

Выполненный сравнительный анализ влияния антропогенных и природных факторов на изменение климата показывает ведущую роль естественных геологических факторов, разнопорядковое ритмическое проявление которых контролируется периодическим изменением элементов земной орбиты и наклона эклиптики, положением Солнечной системы на своей орбите относительно центра Галактики.

Принципиальное согласованность развития геологических процессов, синхронность проявлений с ними покровных и горных оледенений разных материков обусловлено, как уже показано, единством причин земных и космических, противостоять которым человечество еще не в состоянии. Нынешнее потепление климата на Земле является закономерным явлением ее развития, которое усугубляется и ускоряется человеческой деятельностью. Ритмическое чередование потепления и похолодания разных порядков существовало и до появления человека на Земле, поэтому повышение и понижение температуры атмосферы будет также ритмически повторяться, как повторялись тысячелетия и миллионы лет назад. Однако это не снимает проблему охраны природы, так как последствия неуправляемой ее эксплуатации может приводить к нарушениям окружающей среды, региональным и локальным экологическим катастрофам, приводящим к нарушению естественной направленности развития природных процессов и ухудшать комфортность проживания человека на Земле.

Библиография

В.Б. Жарников, А.В. Ван «РОЛЬ ТЕХНОГЕНЕЗА В ГЛОБАЛЬНОМ ИЗМЕНЕНИИ КЛИМАТА» 5стр.

Л. В. Бондаренко, О. В. Маслова, А. В. Белкина, К. В. Сухарева «ГЛОБАЛЬНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА И ЕГО ПОСЛЕДСТВИЯ» 85-88 стр.

http://www.priroda.su/item/389

http://www.elfael.ru/winegs-33-2.html

https://otherreferats.allbest.ru/ecology/00142379_0.html#text

http://www.dishisvobodno.ru/eco_lipetsk_region.html

Приложения

Приложение 1: