8.7.4. Парниковый эффект

Как уже отмечалось в разделе 3.2, поток энергии через экосистему Земли линеен. Это означает, что поглощаемая солнечная энергия после ряда трансформаций рассеивается из экосистемы в окружающее космическое пространство, поддерживая, тем самым, тепловое равновесие на Земле. Земля и атмосфера поглощают около 67 % солнечного излучения, около 33 % излучения отражается обратно (альбедо планеты). Наибольшей отражательной способностью обладают облака, атмосферная пыль, молекулы некоторых атмосферных газов, снег, лишенная растительности поверхность земли. Изменение альбедо приводит к нагреванию или охлаждению Земли.

В равновесных условиях световая солнечная энергия проникает сквозь атмосферу, поглощается поверхностью Земли, преобразуется в тепловую энергию и выделяется обратно в виде инфракрасного излучения. Однако, если атмосфера достаточно прозрачна для видимой части спектра, то за счет присутствия в ней ряда газов она значительно менее прозрачна в отношении инфракрасного излучения. Упомянутые газы (они называются парниковыми газами) поглощают инфракрасное излучение, что приводит к нагреванию атмосферы, особенно в приповерхностных областях (парниковый эффект). Расчеты показывают, что в отсутствие атмосферы средняя температура поверхности Земли была бы равна +5C, в то время как реально она почти на 10C выше (+14,4C). Таким образом, концентрация парниковых газов в атмосфере (а их насчитывается около сорока) во многом определяет тепловой баланс Земли, от которого, в свою очередь, зависят температурный режим и климат, к которым адаптированы все организмы и экосистема Земли в целом.

На протяжении, как минимум, последних ста лет содержание парниковых газов в атмосфере имеет стойкую тенденцию к увеличению. Прежде всего, это касается углекислого газа, на долю которого приходится около 57 % парникового эффекта. Вклад других парниковых газов меньше из-за их значительно меньшей концентрации, хотя они гораздо более эффективно содействуют парниковому эффекту по сравнению с углекислым газом. Это уже упоминавшиеся выше хлорфторуглероды (вклад – 25 %, эффективность в 15000 раз выше), метан (вклад – около 12 %, эффективность в 25 раз выше), закись азота (вклад – около 6 %, эффективность в 230 раз выше).

Основными причинами поступления углекислого газа в атмосферу являются сжигание ископаемого топлива (5,5 миллиарда тонн ежегодно), сведение и выжигание лесов и окисление гумуса (1,7 миллиарда тонн ежегодно).

В таблице 8.4 приведены данные о выбросах углерода от сжигания ископаемых видов топлива в атмосферу странами – экологическими "тяжеловесами" в 1995 году. Как видно из таблицы, поступление углекислого газа в атмосферу продолжает увеличиваться. Из стран – экологических "тяжеловесов" только Германия реализует достаточно эффективную программу по снижению выбросов углекислого газа (снижение выбросов в России обусловлено в основном не мероприятиями по их сокращению, а экономическим спадом). В результате концентрация углекислого газа в атмосфере возросла с 0,029 % в начале XX века до 0,033 % в настоящее время, т.е. почти на 14 %.

Таблица 8.4