U čemu je bit efekta staklenika i kakva je njegova opasnost? Je li moguće zaustaviti globalne klimatske promjene i kako to učiniti?
Od mnogih problema s kojima se suočava moderno čovječanstvo, klimatske promjene su nesumnjivo jedna od najznačajnijih i ozbiljnijih. Globalno zatopljenje, brz pad bioraznolikosti, efekt staklenika, topljenje ledenjaka, koji dovode do porasta razine oceana, mogu imati katastrofalne posljedice i učiniti život ljudi na planeti jednostavno nepodnošljivim.
Znanstvenici upozoravaju da se problem klime više ne može odložiti: do 2030. šteta ekosustava planeta bit će nepopravljiva. To jest, ti i ja imamo još samo 12 godina. Ako u bliskoj budućnosti ljudi neće pronaći rješenje ovog problema, onda će se posljedice zagrijavanja atmosfere osjetiti stoljećima, pa i tisućljećima. I to nije pitanje ekologije, nego opstanak čovječanstva. Zašto je sve toplije na našem planetu? Krivite učinak učinka staklenika koji je nastao kao posljedica ljudskih aktivnosti.
Neka teorija ili zašto se planet zagrijava?
Efekt staklenika je zagrijavanje donjih slojeva Zemljine atmosfere, što nastaje zbog povećanja koncentracije pojedinih plinova u njemu. Njegova je suština vrlo jednostavna: sunčeve zrake zagrijavaju površinu planeta, ali u isto vrijeme toplina ostaje i ne može se vratiti u vanjski prostor - plinovi ometaju to. Kao rezultat tih procesa, temperatura planeta se povećava.
Značajan udio sunčevog zračenja (do 75%) koji pada na Zemlju predstavlja vidljivi i gotovo infracrveni dio spektra (400-1500 nm). Atmosfera ga praktično ne ulovi, a toplinska energija slobodno dopire do površine našeg planeta. Zemlja, zagrijavajući se, počinje emitirati zračenje s valnom duljinom od 7,8-28 mikrona, koja se emitira u svemir, pridonoseći hlađenju planeta. Glavni uzrok efekta staklenika je veća atmosferska prozirnost za svjetlo u optičkom rasponu nego u infracrvenom. Činjenica je da neki plinovi sadržani u zraku apsorbiraju ili reflektiraju zračenje koje dolazi iz Zemlje. Zovu ih staklenik. Što je veća njihova koncentracija, više sunčeve topline ostaje u atmosferi.
Staklenički plinovi narušavaju toplinsku ravnotežu planeta, što uvelike određuje njegovu klimu.
Suština efekta staklenika dobro je poznata ljetnim stanovnicima i vrtlarima, koji na svojim parcelama imaju staklenike. Shema je vrlo slična: sunčeve zrake, ulazak, zagrijavanje tla, krov i zidovi ne dopuštaju da toplina napusti strukturu. Stoga je u stakleniku, čak i bez grijanja, temperatura uvijek viša nego vani.
Sada mnogo govore o globalnom zatopljenju i klimatskim promjenama. Postoji pogrešno mišljenje da je pojava efekta staklenika učinak posljednjih godina ili desetljeća, a njegov je uzrok isključivo ljudska aktivnost. Taj je učinak svojstven svakoj atmosferi, a bez nje život na Zemlji ne bi bio moguć.
U stvari, naš problem je ubrzani porast efekta staklenika koji se bilježi posljednjih godina. Ovaj proces može dovesti do katastrofalnih rezultata.
Povijest proučavanja ovog pitanja
Proučavanje problema efekta staklenika započelo je u prvoj polovici XIX. Stoljeća. Godine 1827. objavljen je rad Josepha Fouriera "Bilješka o temperaturama globusa i drugih planeta", gdje je detaljno proučio mehanizme stvaranja klime, kao i čimbenike koji utječu na njega. Ovaj je znanstvenik prvi put opisao fenomen efekta staklenika, koristeći kao model staklenu posudu izloženu suncu. Staklo je gotovo neprozirno za infracrveno zračenje, tako da ovo iskustvo prilično točno pokazuje bit fenomena. Sam koncept efekta staklenika došao je u znanstvenu uporabu mnogo kasnije.
Kasnije je te studije nastavio švedski fizičar Arrhenius. Upravo je on dao teoriju da je smanjenje koncentracije ugljičnog dioksida u zraku jedan od najvažnijih uzroka ledenih doba u povijesti planeta.
Međutim, aktivno proučavanje efekta staklenika i učinci ove pojave započeli su tek u drugoj polovici prošlog stoljeća. Znanstvenici su proučavali promjenu toka sunčevog zračenja koja se javlja kada se količina stakleničkih plinova u zraku poveća. Za simulaciju procesa koji se odvijaju u atmosferi korištena su najmodernija i naprednija računala. Ali njihova moć često nije dovoljna, jer je planetarna klima iznimno složen i još nije u potpunosti proučen sustav.
U posljednjih nekoliko desetljeća, na međunarodnoj razini, poduzeti su prvi ozbiljni koraci za rješavanje ovog problema. Godine 1992. usvojena je Okvirna konvencija Ujedinjenih naroda o promjeni klime. 1997. dodani su mu Protokol iz Kyota i Pariški sporazum (2015.). O ovom dokumentu reguliraju se mjere za smanjenje emisija.
Staklenički plinovi i drugi uzroci zagrijavanja
Znanstvenici vjeruju da se efekt staklenika javlja zbog sljedećih plinova:
- metan;
- ugljični dioksid;
- vodena para;
- ozon.
Najveći doprinos povećanju globalne temperature imaju vodene pare (od 36 do 72%), zatim CO2 (oko 9-26%), zatim metan (4-9%) i ozon (3 do 7%). Ostali plinovi imaju izuzetno niske koncentracije u zraku, pa je njihov utjecaj na klimatske procese minimalan.
Količina vodene pare jako ovisi o temperaturi donjih slojeva atmosfere. Što je niža, to je niža vlažnost i slabiji efekt staklenika. U ovom slučaju, višak vlage se pretvara u snježni ledeni pokrov na polovima planeta, povećavajući njegovu reflektivnost (albedo) i čineći zrak još hladnijim. Dakle, globalno zagrijavanje (ili hlađenje) je samoodrživ proces koji se pod određenim uvjetima može vrlo brzo povećavati i razvijati. Da biste ga pokrenuli, trebate samo "okidač", a antropogeni čimbenik može postati i njima. U ovom slučaju, radi se o tipičnom primjeru pozitivnih povratnih informacija.
Razdoblja zagrijavanja i hlađenja koja su se ranije događala na našem planetu savršeno su u korelaciji s količinom ugljičnog dioksida u atmosferi. Njegovo povećanje dovodi do povećanog efekta staklenika i produljenog porasta temperature.
Osim toga, čestice čađe i krutih aerosola koje ulaze u gornju atmosferu također utječu na toplinsku ravnotežu Zemlje. Njihovi glavni izvori su vulkanska aktivnost i industrijske emisije. Prašina i čađa ometaju prodiranje sunčeve svjetlosti, što smanjuje temperaturu planeta.
Odakle dolaze staklenički plinovi?
Trenutno postoji konsenzus među znanstvenicima da su trenutne klimatske promjene povezane s povećanjem količine ugljičnog dioksida u atmosferi i efekt staklenika - posljedica tog procesa. I zagrijavanje se događa već dugo vremena. Glavni razlog za povećanje efekta staklenika je ljudska aktivnost, koja je postala snažan planetarni faktor. Od početka industrijske revolucije - to jest tijekom proteklih 250-300 godina - koncentracije metana i ugljičnog dioksida u atmosferi povećale su se za 149%, odnosno 31%. Ovdje su glavni izvori stakleničkih plinova:
- Brz rast industrije. Glavni izvor energije za naše tvornice, tvornice, vozila su fosilna goriva - nafta, prirodni plin i ugljen. Kao rezultat njihove uporabe nastaje ugljični dioksid, koji povećava efekt staklenika. Oko polovice plinova proizvedenih tijekom ljudske gospodarske aktivnosti ostaje u atmosferi, ostatak se apsorbira u oceanu i kopnenoj vegetaciji. Svake se godine stanovništvo Zemlje povećava, te stoga zahtijeva sve više hrane, industrijskih dobara, automobila, što dovodi do još veće emisije ugljičnog dioksida, pa će se pojaviti učinak staklenika. A ako je tijekom prošlog stoljeća temperatura porasla za 0,74 stupnja, tada će u budućnosti znanstvenici predvidjeti rast od 0,2 stupnja za svako desetljeće;
- Krčenje i razvoj poljoprivrede. Drugi veliki razlog za povećanje koncentracije CO2 u atmosferi je masovno uništavanje šuma. U procesu fotosinteze drveće apsorbira ugljični dioksid i oslobađa kisik, što je prirodni regulator koncentracija stakleničkih plinova. Krčenje šuma je prije svega potrebno za dobivanje novih obradivih površina kako bi se nahranila brzo rastuća ljudska populacija. Poljoprivreda doprinosi povećanju globalne temperature. Stočarstvo je povezano s formiranjem velike količine metana, koji nadilazi ugljikov dioksid u svojim svojstvima staklenika;
- Odlagalište. Očekuje se da će rast stanovništva povećati otpad. Danas su odlagališta zauzela ogromna područja koja zauzimaju tisuće hektara. Svaka od njih u atmosferu emitira desetke tisuća kubičnih metara metana i ugljičnog dioksida. Učinkovito rješenje ovog problema još uvijek ne postoji - to znači da će emisije "plinova za smeće" samo rasti.
Što ugrožava učinak staklenika?
Povijest Zemlje ima oko 4,5 milijarde godina, a tijekom ovog vremena klima planeta se neprestano mijenja. U nekim epohama, bujna tropska vegetacija prekrivala ga je od pola do stupa, u drugima je to bila lopta prekrivena višeslojnim slojem leda. U usporedbi s takvim kataklizmama, porast temperature od jednog ili dva stupnja čini se kao prava sitnica: pomislit ćete, također ćemo uštedjeti na grijanju! Ali nije sve tako jednostavno, posljedice klimatskih promjena mogu biti mnogo ozbiljnije, evo samo nekih od njih:
- Povećanje temperature dovest će do otapanja glečera i porasta razine oceana, koji prijeti poplavama velikih područja. Naravno, planet se ne pretvara u "vodeni svijet", ali mnogi obalni gradovi i teritorije mogu patiti. Malo ljudi zna, ali od početka 20. stoljeća razina oceana porasla je za 17 cm, a od sredine 90-ih godina ova se brzina uspona povećala na 3,2-3,4 mm godišnje. Ovaj problem pogoršava činjenica da većina stanovništva Zemlje živi u obalnim područjima, postoji i značajan dio svjetskog gospodarstva;
- Povećanje temperature neizbježno će dovesti do promjena raspodjele oborina, kao i njihove količine. A taj je rezultat vjerojatno još ozbiljniji od poplava određenih područja. U nekim dijelovima svijeta kiša će postati vrlo rijetka i postupno će se pretvoriti u pustinje, dok će u drugima stanovnici patiti od redovitih uragana, poplava, tsunamija i drugih katastrofa. Prema znanstvenicima, daljnje povećanje temperature zraka dovest će do nižih prinosa glavnih usjeva u tropskim i suptropskim područjima planete, što može dovesti do gladi i društvenih previranja;
- Više temperature negativno utječu na zdravlje ljudi. Liječnici očekuju povećanje broja kardiovaskularnih bolesti, bolesti dišnog sustava, pa čak i mentalnih poremećaja.
Efekt staklenika i njegove moguće posljedice ozbiljno će utjecati ne samo na ljude, nego i na ekosustav planete kao cjeline. Klimatske promjene će lišiti mnoge vrste u njihovom uobičajenom rasponu, a ne činjenica da će se sva "naša manja braća" moći prilagoditi takvim dramatičnim promjenama. Nestanak nekih vrsta će razbiti uobičajene prehrambene lance, što može dovesti do pravog "domino efekta". Povećanje koncentracije ugljičnog dioksida u atmosferi i povećanje temperature zraka dovodi do zakiseljavanja oceana, što negativno utječe na sve koji u njemu žive.
Kako se nositi s tim?
Čovjek je više puta doživio klimatske promjene. Štoviše, oni su bili jedan od pokretača povijesnog napretka. Suše i poplave su više nego jednom ili dvaput izazivale ratove i revolucije, masovne migracije naroda, propadanje država i čitavih civilizacija. Kako izbjeći one katastrofalne posljedice koje nas očekuju u slučaju ozbiljnih klimatskih promjena? Postoji li mogućnost da se smanji takozvani efekt staklenika? Što se može učiniti za to?
Danas znamo sve čimbenike koji dovode do nakupljanja stakleničkih plinova i povećanja temperature zraka. Bit će vrlo teško preokrenuti trenutni trend, jer će zahtijevati napore cijelog čovječanstva i radikalno restrukturiranje globalne ekonomije. Za početak, samo trebate shvatiti da je učinak staklenika globalni problem koji prijeti ne svim državama, nego svim ljudima.
Stručnjaci smatraju da su potrebne sljedeće mjere za smanjenje emisija stakleničkih plinova u atmosferu:
- Potrebno je temeljito restrukturirati energiju i smanjiti količinu industrijskih emisija. Glavni izvor CO2 danas je spaljivanje fosilnih goriva: nafta, ugljen i plin. Kako bi ih smanjili, čovječanstvo se mora prebaciti na tzv. Obnovljivu energiju: sunce, vjetar, vodu. Posljednjih godina njihov udio u ukupnoj bilanci raste vrlo brzo, ali te stope očito nisu dovoljne. Također je potrebno napustiti korištenje automobila s motorima s unutarnjim izgaranjem i prijenos na električna vozila. Jasno je da sve navedeno zahtijeva ulaganja od više milijardi dolara i desetke godina napornog rada. Ali morate ga započeti danas;
- Poboljšanje energetske učinkovitosti, a to se odnosi na industrijsku proizvodnju i proizvodnju energije te stambene i komunalne usluge. Energetska intenzivnost proizvoda mora se značajno smanjiti. Trebamo nove tehnologije koje ne bi štetile okolišu. Čak i elementarna izolacija fasada zgrada, ugradnja suvremenih prozora i zamjena toplana mogu imati značajan učinak u smislu uštede energije, a time i smanjenja troškova goriva i smanjenja štetnih emisija;
- Vrlo učinkovit način borbe protiv efekta staklenika je smanjenje otpada. Osoba mora ponovno naučiti koristiti resurse, što će omogućiti uklanjanje odlagališta, koja su ozbiljan izvor metana, ili barem značajno smanjiti njihov volumen;
- Potrebno je zaustaviti predatorsko uništavanje šuma i uključiti se u obnovu zelenih površina. Sječa mora biti popraćena sadnjom novih stabala.
Borbu protiv efekta staklenika i rast prosječne godišnje temperature treba provoditi na međunarodnoj razini, u bliskoj suradnji između različitih zemalja. Prvi koraci u tom smjeru već su poduzeti, a pokret se mora nastaviti. Znanstvenici predlažu konsolidaciju borbe protiv klimatskih promjena na razini ustava država. Velika je i uloga nevladinih organizacija koje stalno pokreću ovu temu. Moramo jasno razumjeti koliko je mali naš planet i koliko je on ranjiv na čovjeka.
