§ 6. АНТРАПАГЕННАЕ ЗМЯНЕННЕ КЛІМАТУ

Праблема парніковага эфекту. Зямля знаходзіцца ў стане цеплавой раўнавагі. Сярэднія гадавыя тэмпературы зямной паверхні і атмасферы ў любым пункце Зямлі мала змяняюцца з года ў год. Гэта азначае, што на верхняй мяжы атмасферы сонечная радыяцыя ўраўнаважваецца выпраменьваннем Зямлі. Але не ўсё выпраменьванне Зямлі сыходзіць у касмічную прастору. Значная частка яго паглынаецца вадзяной парай і парніковымі газамі, што знаходзяцца ў атмасферы. У выніку натуральнага парніковага эфекту сярэдняя тэмпература паверхні Зямлі роўная +15 °С, а без парніковага эфекту яна была б –18 °С.

Парніковы эфект — нагрэў ніжніх слаёў атмасферы, выкліканы паглынаннем цеплавога выпраменьвання зямной паверхні парніковымі газамі, што змяшчаюцца ў трапасферы.

З’ява натуральнага парніковага эфекту дазваляе падтрымліваць на паверхні Зямлі тэмпературу, пры якой стала магчымым узнікненне і развіццё жыцця. Гэта было абумоўлена натуральнымі зменамі клімату за апошнія некалькі мільёнаў гадоў. Фізічныя працэсы, з-за якіх парніковыя газы могуць павысіць тэмпературу паветра, вядомыя з канца XIX ст. Але да нядаўняга часу антрапагенным парніковым газам надавалася мала значэння. Да канца 70-х гг. ХХ ст. навукоўцы меркавалі, што ў будучыні Зямлю чакае новы ледніковы перыяд. Прычым антрапагенныя выкіды парніковых газаў замарудзяць гэты працэс, але наўрад ці зменяць яго. Але ў канцы XX ст. уплыў чалавека на ход прыродных працэсаў значна ўзрос. Антрапагеннае павелічэнне канцэнтрацыі парніковых газаў прыводзіць да павышэння тэмпературы паверхні Зямлі, змены клімату і негатыўных геаэкалагічных наступстваў (мал. 30).

Да парніковых газаў адносяць дыяксід вугляроду, метан, хлорфторвугляроды (ХФВ), аксід азоту, азон і іншыя газы (мал. 31).

Клуб географаў-знаўцаў. Прыкладна 65 % антрапагенных выкідаў вуглякіслага газу ў атмасферу звязаны са спальваннем выкапнёвага паліва (нафты, газу, вугалю і інш.) і 35 % — з памяншэннем яго паглынання, выкліканага асваеннем новых зямель і масавай высечкай лясоў. Пры гэтым прыкладна 45 % ад агульнай колькасці выкідаў вуглякіслага газу застаецца ў атмасферы, 30 % — паглынаецца акіянам, а астатняя частка засвойваецца біясферай.

Папрацуем з атласам. Прааналізуйце з дапамогай карт атласа прасторавае размеркаванне аб’ёмаў выкідаў дыяксіду вугляроду па краінах свету.

Пры сучасным узроўні выкідаў дыяксіду вугляроду канцэнтрацыя яго ў атмасферы будзе пастаянна павялічвацца (мал. 32). Метан іграе заўважную ролю ў парніковым эфекце. Канцэнтрацыя метану ў атмасферы павялічылася прыкладна ўдвая ў параўнанні з даіндустрыяльным перыядам і працягвае расці з хуткасцю каля 0,8 % у год. Доля аксіду азоту ў сумарным парніковым эфекце невялікая. Але яго канцэнтрацыя ў атмасферы таксама павялічваецца. Хлорфторвугляроды — гэта сінтэзаваныя чалавекам рэчывы, якія змяшчаюць хлор, фтор і бром. На дадзены момант вытворчасць ХФВ у свеце кантралюецца міжнароднымі дамовамі па абароне азонавага слоя. У выніку іх канцэнтрацыя ў атмасферы пачала скарачацца. Азон — парніковы газ, які знаходзіцца як у стратасферы, так і ў трапасферы. Але ў параўнанні з іншымі газамі акрэсліць яго ролю ў парніковым эфекце больш складана, бо тэрытарыяльнае размеркаванне гэтага газу вельмі зменлівае.

П1

Клуб географаў-знаўцаў. Калі выкіды парніковых газаў будуць расці гэтак жа, як і цяпер, то да 2030 г. глабальная тэмпература можа павысіцца на 1 °С, а да канца стагоддзя — на 3 °С.

Уздзеянне трапасферных аэразоляў на парніковы эфект. Аэразолі — найдрабнейшыя часціцы цвёрдага або вадкага рэчыва, якія знаходзяцца ў паветры ці газе ў выглядзе завісі рэчываў. У атмасферы аэразольныя забруджванні ўспрымаюцца ў выглядзе дыму, туману. Па сваім паходжанні аэразолі падзяляюць на натуральныя і штучныя. Прыродныя аэразолі паступаюць у трапасферу пры вывяржэнні вулканаў, згаранні метэарытаў, узнікненні пылавых бур, а таксама пры лясных і стэпавых пажарах.

У свеце ўсё ўзаемазвязана. Як змяняецца канцэнтрацыя аэразоляў з вышынёй?

Асноўнымі крыніцамі штучных аэразольных забруджванняў паветра з’яўляюцца цеплавыя электрастанцыі, якія спажываюць вугаль высокай попельнасці, абагачальныя фабрыкі, металургічныя, цэментавыя, магнэзітавыя, сажавыя заводы, нафтаперапрацоўчыя, нафтахімічныя і іншыя падобныя прадпрыемствы. Аэразольныя часціцы ад гэтых крыніц адрозніваюцца вялікай разнастайнасцю хімічнага складу.

Аэразолі непасрэдна ўплываюць на радыяцыйны баланс Зямлі — праз паглынанне і рассейванне сонечнай радыяцыі, і ўскосна, як ядра кандэнсацыі, якія выконваюць важную ролю ва ўтварэнні і развіцці воблакаў. У цэлым аэразолі зніжаюць велічыню радыяцыйнага балансу і крыху зніжаюць антрапагенны парніковы эфект.

Паразважаем. Які від аэразольнага забруджвання больш небяспечны для чалавека і навакольнага асяроддзя: прыродны або антрапагенны?

Свет і Беларусь. Якія крыніцы штучных аэразольных забруджванняў найбольш характэрныя для Беларусі?

У адрозненне ад глабальнага ўздзеяння газаў з парніковым эфектам эфект антрапагенных атмасферных аэразоляў з’яўляецца лакальным. Геаграфічнае распаўсюджванне аэразоляў у паветры ў асноўным супадае з прамысловымі раёнамі свету.

Папрацуем з атласам. Знайдзіце на карце краіны і рэгіёны, дзе, на вашу думку, магчыма значнае забруджванне паветра антрапагенных аэразолямі.

Гідракліматычныя наступствы антрапагеннага парніковага эфекту. Назапашванне парніковых газаў у атмасферы і наступнае ўзмацненне парніковага эфекту прыводзіць да павышэння тэмпературы прыземнага слоя паветра і паверхні глебы. За апошнія 100 гадоў сярэдняя гадавая тэмпература паветра на Зямлі павысілася прыблізна на 0,3–0,6 °С. Асабліва заўважны рост тэмпературы пачаўся з 1980-х гг.

Клуб географаў-знаўцаў. У 2019 г. рэкордна высокія тэмпературы ў Аўстраліі, Індыі, Японіі і Еўропе аказалі ўплыў на здароўе і дабрабыт людзей. У Японіі ў канцы ліпеня – пачатку жніўня 2019 г. мела месца моцная цеплавая хваля, у выніку чаго больш за 100 чалавек загінулі і яшчэ 18 000 чалавек былі шпіталізаваны. Улетку 2019 г. Еўропа перажыла дзве моцныя цеплавыя хвалі. У чэрвені цеплавая хваля, якая закранула паўднёва-заходнія раёны Цэнтральнай Еўропы, прывяла да гібелі людзей у Іспаніі і Францыі. Найбольш моцная спякота прыпала на канец ліпеня, закрануўшы большую частку Цэнтральнай і Заходняй Еўропы. У Нідэрландах цеплавая хваля прывяла да 2964 смерцяў.

Аналіз глабальных даных тэмператур паветра дазволіў упершыню зрабіць навукова абгрунтаваную выснову, што рост тэмпературы абумоўлены не толькі натуральнымі ваганнямі клімату, але і дзейнасцю чалавека. Павелічэнне антрапагеннага назапашвання парніковых газаў у атмасферы прывядзе да далейшага ўзмацнення парніковага эфекту.

Клуб географаў-знаўцаў. У 2018 г. канцэнтрацыя парніковых газаў дасягнула новых максімумаў: глабальныя усярэдненыя малярныя долі двухвокісу вугляроду склалі 407,8 ± 0,1 частак на мільён, метану — 1869 ± 2 часткі на мільярд і закісу азоту — 331,1 ± 0,1 часткі на мільярд. Гэтыя значэнні складаюць, адпаведна, 147 %, 259 % і 123 % ад даіндустрыяльных узроўняў 1750 г.

У адпаведнасці са сцэнарыям найбольш верагоднай велічыні эмісіі парніковых газаў, сярэдняя сусветная тэмпература прыземнага слоя паветра за перыяд з 1990 да 2100 гг. павялічыцца прыблізна на 2 °С. Наступствы змены клімату разгледжаны ў § 7.

Праблема дэградацыі азонавага слоя. Азонавы слой утварыўся ў атмасферы Зямлі 1,85–0,85 млрд гадоў таму, калі ў ёй у выніку фотасінтэзу назапасілася дастаткова кіслароду. Толькі пасля ўтварэння азонавага слою біёта змагла распаўсюдзіцца з акіянаў на сушу. Без яго высокаразвітыя формы жыцця, у тым ліку чалавек, не маглі ўзнікнуць.

Азонавы слой вылучаецца значнай зменлівасцю ў часе і па тэрыторыі. Гэта абумоўлена ваганнем сонечнай радыяцыі, цыркуляцыяй атмасферы і антрапагенным уздзеяннем. У трапасферы на вышыні 15–30 км існуе азонавы слой, у якім канцэнтрацыя азону максімальная. Пры нармальным прыземным ціску ўвесь атмасферны азон утварыў бы слой таўшчынёй усяго 3 мм. Нават пры такой малой магутнасці азонавы слой у стратасферы абараняе жывыя арганізмы Зямлі ад шкоднага ўздзеяння ўльтрафіялетавай радыяцыі Сонца.

У свеце ўсё ўзаемазвязана. З уздзеяннем жорсткай ультрафіялетавай радыяцыі звязаны невылечныя формы рака скуры, хваробы вачэй, імуннай сістэмы людзей, парушэнні жыццядзейнасці планктону ў акіяне, зніжэнне ўраджаю збожжавых культур і іншыя геаэкалагічныя наступствы.

Вялікая цікавасць да азону з’явілася ў 1970-я гг. У гэты час былі выяўленыя антрапагенныя змены ўтрымання азону. Яны былі звязаны з выкідам у атмасферу аксідаў азоту пры атамных выбухах, палётах самалётаў у стратасферы, выкарыстанні мінеральных угнаенняў і спальванні паліва.

Клуб географаў-знаўцаў. У 1984 г. вучоныя выявілі азонавую дзірку спачатку над Антарктыдай (мал. 33), а потым і над Арктыкай. Яе з’яўленне на Паўднёвым полюсе ў канцы зімы і пачатку вясны было выклікана ўздзеяннем трох фактараў. Першы — блакіраванне абмену паветра паміж палярнымі і ўмераннымі паўднёвымі шыротамі. Другі — разбурэнне азону пры вельмі нізкіх, –85…75 °С тэмпературах. Трэці — разбурэнне азону ў хімічных рэакцыях з удзелам атамаў хлору і брому. Колькасць апошніх у стратасферы ў 1970–1980-я гг. вырасла ў 6–8 разоў.

Найбольш магутным антрапагенным фактарам, які негатыўна ўплывае на азонавы слой, з’яўляецца выкід у атмасферу ХФВ. Яны шырока выкарыстоўваюцца пры вытворчасці халадзільнікаў і кандыцыянераў, аэразольных упаковак. Значна разбураюць азон розныя злучэнні брому, што таксама з’яўляюцца прадуктам чалавечай дзейнасці. Яны трапляюць у атмасферу ў выніку сельскагаспадарчай вытворчасці, пры спальванні біямасы, працы рухавікоў унутранага згарання і г. д.

Агульная ацэнка ўплыву дзейнасці чалавека паказвае, што ў найбліжэйшыя гады азонавы слой будзе бесперапынна змяншацца. Так, у 1973 г. канцэнтрацыя азону ў атмасферы паменшылася на 0,5–1 %, у 2000 г. — 3–4 %, а да 2050 г. чакаецца памяншэнне азону на 10 %. У сувязі з яго выключнай важнасцю для захавання жыцця на Зямлі ў 1985 г. у Вене была прынята Канвенцыя па ахове азонавага слоя. У 1987 г. быў падпісаны Манрэальскі пратакол па забароне выкідаў у атмасферу рэчываў, якія разбураюць азон. Яго канчатковая мэта — спыненне выпуску і выкарыстання азонаразбуральных рэчываў з заменай іх на менш шкодныя. Генеральная асамблея ААН у снежні 1994 г. прыняла рашэнне абвясціць 16 верасня Міжнародным днём аховы азонавага слоя Зямлі.

Клуб географаў-знаўцаў. У 2017 г. Манрэальскі пратакол адзначыў сваё 30-годдзе і быў прызнаны адзіным паспяховым міжнародным пагадненнем у галіне экалогіі і клімату. У яго ўвайшлі практычна ўсе краіны — члены ААН.

Паразважаем. Што перашкаджае спыніць антрапагенны ўплыў на дэградацыю азонавага слоя?

Праблема выпадзення кіслотных ападкаў. У натуральных умовах атмасферныя ападкі маюць нейтральную або слабакіслую рэакцыю (рН ≥7). Кіслотныя ападкі (рН <7) бываюць двух тыпаў. Сухія, якія звычайна выпадаюць паблізу крыніцы іх паступлення ў атмасферу, і вільготныя (дождж, снег і інш.), якія распаўсюджваюцца на вялікія адлегласці.

Клуб географаў-знаўцаў. Тэрмін «кіслотны дождж» быў уведзены ў 1872 г. шатландскім хімікам Робертам Ангусам Смітам. Ён даследаваў склад дажджавой вады паблізу буйных прамысловых гарадоў Англіі. Вынікам яго працы стала кніга «Паветра і дождж: пачатак хімічнай кліматалогіі».

Асноўныя кампаненты кіслотных ападкаў — аэразолі аміяку, аксідаў серы і азоту, якія пры ўзаемадзеянні з атмасфернай, гідрасфернай або глебавай вільгаццю ўтвараюць серную, азотную і іншыя кіслоты. Кіслотныя ападкі маюць як натуральнае, так і антрапагеннае паходжанне. Асноўныя прыродныя прычыны іх узнікнення — вывяржэнні вулканаў, лясныя пажары, разбурэнне глеб ветрам і інш. Прычыны антрапагенных кіслотных ападкаў — спальванне гаручых выкапняў, галоўным чынам вугалю, на цеплавых электрастанцыях, у кацельнях, у металургіі, нафтахімічнай прамысловасці, на транспарце і пад. (мал. 34).

Клуб географаў-знаўцаў. Антырэкорд кіслотных ападкаў для ЗША складае рН 2,83 (гэты паказчык быў зафіксаваны над Вялікімі азёрамі ў 1982 г.), а для Еўропы — рН 2,4. Такі дождж, які больш нагадвае сталовы воцат, выпаў у шатландскім гарадку Пітлахры ў 1974 г.

Трапляючы ў вадаёмы, кіслотныя ападкі паступова знішчаюць іх флору і фаўну. Выпадаючы над палямі і лясамі, яны прыводзяць да гібелі сельскагаспадарчых пасеваў і лясной расліннасці. Нават інжынерным збудаванням такія ападкі наносяць істотную шкоду: раз’ядаюць каменныя сцены будынкаў і падточваюць жалезабетонныя апорныя канструкцыі.

На дадзены момант антрапагенныя выкіды кіслотных злучэнняў у цэлым па свеце перавышаюць сумарныя натуральныя выкіды. У Еўропе і Паўночнай Амерыцы шырока выкарыстоўваецца выкапнёвае паліва, таму там гэтыя суадносіны складаюць 90 : 10. На гэтай жа тэрыторыі пражывае каля 14 % насельніцтва свету, а ў атмасферу паступае прыкладна 70 % агульнасусветнага аб’ёму рэчываў, якія ўтвараюць антрапагенныя кіслотныя ападкі. Варта адзначыць, што роля краін, якія развіваюцца, у распаўсюджванні кіслотных ападкаў пастаянна павялічваецца.

Асноўны шлях зніжэння кіслотных ападкаў — выкарыстанне тэхналагічных прыёмаў, што змяншаюць выкіды аксідаў серы і азоту. Гэта прамыванне здробненага вугалю перад яго спальваннем, паніжэнне тэмпературы яго спальвання, выбіранне серы з адыходзячых газаў і да т. п. Іншы шлях — эканомія пры выкарыстанні энергіі.

У свеце ўсё ўзаемазвязана. Якія кліматычныя і геаграфічныя фактары спрыяюць фарміраванню, перамяшчэнню і выпадзенню кіслотных ападкаў?

Кіслотныя ападкі пераносяцца на значныя адлегласці, таму барацьба з імі павінна ажыццяўляцца на міжнародным узроўні. З гэтай мэтай у 1979 г. была прынятая еўрапейская (з удзелам ЗША і Канады) Канвенцыя аб трансгранічным забруджванні паветра на вялікія адлегласці. Дзякуючы выкананню яе палажэнняў дасягнуты значныя поспехі ў зніжэнні кіслотнай рэакцыі кампанентаў навакольнага асяроддзя.

Свет і Беларусь. Ці могуць у Беларусі выпадаць кіслотныя ападкі?

Лакальнае забруджванне паветра. У асноўным гэта экалагічная праблема вялікіх гарадоў і буйных прамысловых прадпрыемстваў, якая ўзнікла адной з першых у прамыслова развітых краінах. Найбольшага маштабу яна дасягнула прыблізна ў 1960-я гг. З тых часоў якасць паветра ў гарадах Заходняй Еўропы, Паўночнай Амерыкі і Японіі палепшылася дзякуючы выкананню пэўных захадаў. Але ва ўсіх вялікіх гарадах краін, якія развіваюцца, якасць паветра нізкая і працягвае пагаршацца. У гэтых краінах насельніцтва выкарыстоўвае розныя віды паліва для гатавання ежы, абагрэву памяшканняў або асвятлення. У выніку адбываецца дадатковае забруджванне паветра. Гэта адзін з найважнейшых фактараў, якія ўплываюць на здароўе людзей і стан гарадскіх і прыгарадных экасістэм. Забруджванне паветра павышае рызыку развіцця вострых інфекцый ніжніх дыхальных шляхоў, сардэчнасасудзiстых захворванняў, хранічных хвароб лёгкіх і рака лёгкіх.

Падвядзём вынікі. Зямля знаходзіцца ў стане … раўнавагі. … эфект — нагрэў ніжніх слаёў атмасферы, выкліканы паглынаннем … выпраменьвання зямной паверхні … газамі, што змяшчаюцца ў трапасферы. Да парніковых газаў адносяць … …, метан, …, … …, … і іншыя газы. Толькі пасля ўтварэння … … біёта змагла распаўсюдзіцца з … на сушу. У натуральных умовах атмасферныя ападкі звычайна маюць … ці … рэакцыю. Лакальнае … паветра ў асноўным экалагічная праблема вялікіх … і буйных … … .

Праверым свае веды. 1. Якія газы ствараюць парніковы эфект? 2. На якой вышыні ў атмасферы максімальная канцэнтрацыя азону? 3. Як кіслотныя ападкі ўплываюць на навакольнае асяроддзе?

Ад простага да складанага. 1. Як парніковы эфект уплывае на клімат Зямлі? 2. Якія рэчывы антрапагеннага паходжання ў найбольшай ступені разбураюць азонавы слой Зямлі? 3. Як кіслотныя ападкі ўплываюць на гаспадарчую дзейнасць чалавека?

Ад тэорыі да практыкі. Уявіце, што вам неабходна распрацаваць план дзеянняў па прадухіленні разбурэння азонавага слоя. Якія прапановы вы ў яго ўключыце?

Web-ресурсы.
Кліматычны цэнтр Расгідрамета.

Інфармацыйна-аналітычны партал «GeoCenter.Info». Клімат вачыма сведак.

Сайт ААН. Канвенцыі і пагадненні па клімаце.

Сусветны фонд прыроды. Кліматычны крызіс.

Еўрапейскае агенцтва навакольнага асяроддзя. Адаптацыя да змянення клімату.

Сайт Сусветнай метэаралагічнай арганізацыі.