План
1. Озоновый слой
1.1. Воздействие УФ 1.2. Разрушители озона
1.3. Запрет ХФУ
2. Глобальное потепление
2.1. Основные причины
2.2. Воздействие на экосистемы
Список литературы
1. Озоновый слой
Озоновый слой - это полоса газа на расстоянии десятков километров над Землей. Хорошо известны опасности, грозящие в случае его разрушения, и возможность принятия мер для его защиты является предметом горячих дискуссий.
Если вы когда-нибудь посещали аттракцион езды на электрических машинках, то могли обратить внимание на резкий «металлический» запах. Это пахнет озон — голубоватый газ, каждая молекула которого состоит из трех атомов кислорода (О3). Обычно молекулы кислорода состоят из двух атомов (О2).
Озон образуется под действием искр и электрических разрядов. Электрический автомобиль на аттракционе питается электричеством, поступающим через контакт, установленный на высоком шесте. Этот контакт трется о металлическую сетку и «высекает» маленькие искры, создающие озон.
Озон используют в промышленности в качестве отбеливателя, антисептика и окислителя, который добавляет кислород к другим веществам в ходе химических реакций. Он выбрасывается в нижние слои атмосферы в виде загрязняющего вещества как продукт промышленных процессов и в составе выхлопных газов автотранспорта. При высоких концентрациях озон вреден, поражает растения и может вызвать дыхательные расстройства.
В то же время озон поддерживает жизнь на Земле. Наша планета окружена слоем озона, расположенным на большой высоте. Он задерживает примерно 2/З ультрафиолетового излучения Солнца. Если бы все это излучение попадало на Землю, жизнь на ней в привычном виде не могла бы существовать.
Озоновый слой расположен в стратосфере, на высоте от 15 до 50 км, но в основном сконцентрирован на высоте примерно 20-25 км. В действительности это не чистый озон, а богатый озоном воздух.
Внутри озонового слоя происходит непрерывный переход из одной формы кислорода в другую. Молекулы О2 расщепляются на отдельные атомы кислорода (О). Эти атомы соединяются с молекулами кислорода, образуя озон О3. Озон снова распадается на кислород О2 и отдельные атомы кислорода.
Необходимую для этого энергию дает солнечное излучение. Поглощая эту энергию в основном из ультрафиолетовой части спектра, озоновый слой не дает ультрафиолетовому излучению достигать Земли.
1.1. Воздействие УФ
Незначительное количество ультрафиолета заставляет кожу человека вырабатывать большее количество защитного пигмента меланина, вызывая появление загара. Более высокие уровни этого излучения вызывают различные формы рака кожи, катаракту глаз, приводящую к слепоте, и воздействуют на иммунную систему, уменьшая сопротивляемость организма. Слишком большой его уровень оказывает также губительное воздействие на растения (в том числе посевы) и мельчайшие водные организмы, образующие морской планктон — основу всех пищевых цепочек в океане. Нарушение экологического равновесия в океанах — перспектива, о которой не хочется даже думать.
Количество различных газов в озоновом слое колеблется с изменениями температуры, временем суток и года. Однако до недавнего времени, возможно, в течение многих миллионов лет, существовало долговременное устойчивое равновесие.
В 1985 г с помощью воздушных зондов и наземных приборов ученые измерили озоновый слой. Они обнаружили. что весной на несколько недель над Антарктидой появляется «озоновая дыра». На самом деле это больше похоже на разрежение, то есть уменьшение количества молекул озона, которое приводит к попаданию большего количества ультрафиолетового излучения на поверхность Земли. Считается, что такое разрежение началось примерно в 1975 г.
1.2. Разрушители озона
В 1987 г. высотные самолеты взяли пробы воздуха над Антарктидой. Выяснилось, что разрушение озона в основном вызвано присутствием химических соединений, известных, как хлорфторуглероды (ХФУ). Они применялись в холодильниках, аэрозолях и моющих средствах, а также при производстве товаров из пенопласта.
ХФУ попадают в верхние слои атмосферы в качестве примесей. Под действием солнечного света их молекулы распадаются с высвобождением атомов хлора и оксидов хлора. Хлор «отбирает» один атом кислорода у озона, превращая его в обычный кислород. Один атом хлора может проделать это со множеством (до 100000) молекул озона.
Вскоре после этого над Арктикой так же была обнаружена «озоновая дыра». В начале 1990-х годов разрежение было обнаружено в летнее время на умеренных широтах, на долготе Северной Америки и Европы.
Почему такое заметное разрежение произошло над Антарктидой? Исчезла почти половина озона, но через несколько недель он появился вновь. Считается, что в зимнее время под действием низких температур высокие облака замерзают с образованием кристалликов льда. На поверхностях кристалликов происходит расщепление ХФУ с выделением хлора. В последствии, с появлением весеннего тепла, хлор снова готов к «атаке» на озон.
1.3. Запрет ХФУ
В 1987 г. 24 страны подписали Монреальский протокол, призывающий к уменьшению использования хладонов. Ученые провели исследования замены ХФУ менее вредными веществами. Однако некоторые из стран, подписавших этот протокол, не выполнили своих обязательств.
К 2003 г. многие страны прекратили использование ХФУ за исключением некоторых специальных применений. Новые исследования показали, что дыра в озоновом слое над Антарктидой с каждым годом уменьшается.
Однако ХФУ будут оставаться в атмосфере не менее 100 лет. Долгосрочные эффекты снижения содержания озона только начинают проявляться. Румер Бойков из Всемирной метеорологической организации так оценил ситуацию: «Мы надеемся, что озоновый слой восстановится, но это произойдет не ранее 2050-70 г. при условии, что правила будут соблюдаться всеми».
2. Глобальное потепление.
Глобальное потепление климата, как полагают, напрямую связано с хозяйственной деятельностью человека. Хотя мы практически не ощущаем незначительного увеличения температуры, однако это может иметь самые пагубные последствия для всей биосферы.
Нехватка воды и засухи, сильные наводнения, ураганы и пожары в разных регионах планеты — результат глобального потепления климата. Кроме того, под его воздействием заметно изменяется растительный и животный мир.
Некоторые ученые считают, что это естественный этап эволюционного развития нашей планеты. Ведь Земля же пережила несколько ледниковых периодов с очень сильными колебаниями температуры между ними, поэтому мы вполне можем жить в теплом межледниковье. Сильное потепление произошло в плиоценовую эпоху (5,3-1,6 млн. лет назад), тогда уровень моря был на 30-35 м выше современного. Предполагается, что непосредственной причиной ледникового периода стало изменение угла наклона земной оси к наклонности орбиты, по которой она вращается вокруг Солнца. Среди других факторов глобального потепления называют: увеличение солнечной активности и значительную запыленность атмосферы вследствие вулканической деятельности и промышленных выбросов.
Установлено, что до 1990 г. температура увеличивалась на 0,5°С каждые 100 лет, тогда как в последнее время она растет на 0,3°С каждые 10 лет. Если человечество будет продолжать загрязнять атмосферу такими же темпами, то уже в текущем столетии климат на Земле потеплеет на 1 -5°С.
2.1. Основные причины
Наиболее распространено мнение, что смесь газов природного и промышленного происхождения (включая водяной нар, углекислоту, закись азота. сернистый ангидрид н метан) удерживает тепловую энергию в атмосфере Земли, что и приводит к ее нагреванию. Эти газы имеют общее название — парниковые газы, — и воздействие, которое они оказывают, называют парниковым (иногда тепличным) эффектом. Значительная часть солнечной энергии поглощается Землей, а неиспользованная часть в норме уходит в космическое пространство. Однако парниковые газы препятствуют данному процессу, поэтому поверхность нашей планеты начинает нагреваться. Глобальное потепление — результат описанного механизма.
Горные системы, снежные и ледяные щиты, а также растительный покров планеты играют ключевую роль в регуляции воздушных потоков и температуры. Криосфера — области, покрытые снегом и льдом, — отражает тепло от своей поверхности в космос. Отношение потока излучения, рассеиваемого поверхностью, к потоку, падающему на нее, ученые именуют альбедо. Поскольку значительная часть тропических лесов вырублена, зеленый пояс который они образуют вдоль экватора, постепенно превращается в лишенные древесной растительности регионы, что, как считают некоторые специалисты, увеличивает альбедо и способствует глобальному потеплению.
2.2. Воздействие на экосистемы
Глобальное потепление может привести к интенсивному таянию ледников; уже сегодня ученые обнаружили достаточно большие трещины на ледовых полях Западной Атлантики. Масштабное таяние льда приведет к повышению уровня Мирового океана и затоплению огромных площадей прибрежных регионов. По имеющимся данным, уровень океана повышается со скоростью 6 см в 10 лет. Если темпы глобального потепления сохранятся, будут полностью затоплены такие города, как Роттердам (Нидерланды), Лондон (Англия), Новый Орлеан (США), Венеция (Италия) и др. А поскольку вода (как и все физические тела) при нагревании расширяется, то предполагают, что это приведет к еще более значительному повышению уровня Мирового океана. С потеплением климата наземные экосистемы станут суше, а следовательно, возрастет опасность возникновения пожаров. Хотя флора и фауна постепенно адаптируются к изменившимся условиям, количество таких засушливых ареалов постоянно увеличивается.
Человек, который изменяет природные экосистемы в результате урбанизации, промышленной и сельскохозяйственной деятельности, а также постоянного‚ увеличения потребления ископаемого топлива и других видов энергии, в значительной степени ответствен за глобальное потепление климата. Из-за недостатка воды и частых засух урожайность во многих ранее очень плодородных регионах падает.
В период климатических изменений заметно повышается циклоническая активность, что сопровождается более частыми стихийными бедствиями: разрушительными бурями, ураганами, штормами, цунами и т. д.
Наводнения - еще одно следствие глобального потепления, связанное с таянием горных ледников и скованных льдом озер. Селевые потоки в горных регионах (из-за отсутствия растительного покрова, укрепляющего почвенный горизонт) и затопления значительных площадей низменных участков являются в наши дни достаточно распространенными явлениями, особенно в Индии. От этого страдают около 300 млн. человек, которые проживают в горных районах, занимающих около 40% поверхности суши.
Использованная литература:
Журнал «Наука и жизнь» 2003 г.