Как устроена теплица: Как устроена современная теплица: muph — LiveJournal

Содержание

как построить подземную или заглубленную конструкцию своими руками по уникальной энергосберегающей технологии, что нужно знать о земле под постройку

Любой человек, имеющий собственный участок, хотел бы получать свежие овощи не только в сезон, а круглогодично. Кроме того, в осеннее-зимний период стоимость свежих овощей достаточно высока, поэтому их реализация принесет дополнительную прибыль. К сожалению, в обычном парнике зимой не сможет вырасти ни одна культура, так как температура земли на поверхности слишком низкая. На помощь сможет прийти специальная конструкция под названием «теплица-термос».

Впервые эта конструкция была предложена для выращивания растений в условиях сильных морозов. Такой термос представляет собой высокую теплицу, большая часть которой находится ниже земли. На сегодняшний день это самый теплый и выгодный парник для получения не только сезонных культур, но и хорошего урожая цитрусовых, которые редко плодоносят в средней полосе.

Плюсы и минусы

Теплицы нового образца значительно отличаются от традиционных парников с электрическим отоплением.

К ее преимуществам можно отнести следующее.

  • Надежность и долговечность. Для установки конструкции чаще всего используются более прочные материалы, чем для небольших парников, поэтому и прослужит она больше десяти лет.
  • Высокая светопропускная способность. Она составляет около 91% и на порядок превышает аналогичный показатель старых вариантов. Растения получат максимум солнечного света и будут быстро развиваться и расти.
  • Защита от погодных условий. Такие теплицы можно без опасений устанавливать в районах с ураганными ветрами и частым градом. Ее фундамент и каркас практически полностью вкопаны в землю, поэтому она защищена от повреждений.
  • Хорошо удерживает тепло внутри за счет герметичности. Самым лучшим покрытием согласно многочисленным отзывам владельцев является поликарбонат. Даже при отсутствии отопления внутри теплицы в тридцатиградусный мороз она сохраняет внутри себя плюсовую температуру. Это поможет сэкономить дополнительные средства, которые тратятся на установку и использование дополнительных обогревателей.
  • Микроклимат в подземном парнике максимально приближен к естественному, что сказывается на скорости роста овощей и количестве их плодов.

Если при постройке будут соблюдены все технологии и выбраны качественные материалы, то теплая постройка сможет просуществовать без капитального ремонта около 15 лет.

Из минусов такой теплицы можно отметить следующее.

  • Сложность монтажа. Достаточно сложно самостоятельно спроектировать и смонтировать все системы такой теплицы. Необходимо иметь представление о монтаже не только каркаса, но и электропроводки и вентиляционной системы. Кроме того, придется построить небольшую канализационную систему.
  • Постройка хоть и быстро окупается, требует весьма значительных разовых затрат. Необходимо закупить дорогостоящие материалы и оплатить работу строителей.

Если есть возможность возвести конструкцию самостоятельно, это значительно снизит финансовую нагрузку. При этом затраты на само обслуживание конструкции практически отсутствуют. Кроме того, такая теплица позволяет снизить количество химических средств, защищающих растения от различных вредителей, так как зимой им просто неоткуда взяться.

Принцип работы

Принцип работы такой энергосберегающей теплицы в том, что земля на глубине 2-3 метра не только не промерзает, но и практически не меняет свою температуру в зависимости от температуры воздуха. Незначительные колебания больше зависят от глубины пролегания грунтовых вод, а не от мороза или снега. Разница в ночной и дневной температуре не превышает 5 градусов, поэтому садоводство возможно в течение всего года. Каркас сооружения может быть изготовлен как из традиционного металла или древесины, так и в виде кирпичной кладки или бетонных блоков.

Верхняя часть теплицы, выступающая над землей, прозрачная. Через нее проникают солнечные лучи, которые так необходимы для роста фруктов и овощей. Крыша может быть выпуклой или плоской, быть из стекла или поликарбоната. Иногда крыша может походить на уникальные скандинавские геотеплицы, которые пропускают в 4 раза больше солнечного света, чем обычные «домики». Такой парник называются «вегетарий», в нем даже в сумерках достаточно света для роста и развития растений. Внутренние стенки постройки, находящейся под землей, укрыты специальным зеркальным материалом. Свет, проникая сквозь крышу, отражается от блестящей поверхности и рассеивается внутри такой теплицы. Таким образом растения получают в несколько раз больше света, чем при освещении в естественных условиях.

Виды

Несмотря на одинаковые принципы работы, теплицы-термосы можно подразделить на несколько отдельных видов.

Подземная

На поверхности земли видна лишь крыша такого парника, а все остальное пространство вкопано в грунт. Для того чтобы в нее было легко спускаться, необходимо возвести небольшую лестницу около входа. Особое внимание в такой теплице уделяется освещению.

Так как свет проникает внутрь лишь в верхнее прозрачное «окошко», то необходимо либо организовывать дополнительное искусственное освещение, либо укрывать стены светоотражающим материалом. Крыша может быть выполнена в такой же конструкции, как и у скандинавского вегетария. Так потери солнечного света будут сведены к минимуму. Такие парники могут быть глубиной до 6 метров и используются для выращивания южных культур даже в зимний период средней климатической полосы.

Заглубленная

Чаще всего можно встретить именно такой вариант теплицы-термоса, так как он лишь немного уступает подземной теплице, но намного легче в монтаже. Парник представляет собой небольшую землянку, стены которой углубленны в землю на некоторую высоту. Часть стен и крыша парника остаются над поверхностью земли и делаются из прозрачного стекла или поликарбоната.

Света в такой теплице значительно больше, поэтому достаточно обшить внутреннюю поверхность зеркальным материалом, и искусственное освещение не понадобится.

Китайская

В отличие от традиционных отечественных строений, такая теплица имеет лишь одну прозрачную стенку. Остальные стены возводятся из кирпича, бетона, древесины или из земли. Каркас некоторых теплиц представляет собой большие дуги, опирающиеся прямо на стену жилого дома. Такая теплица обычно не слишком заглубляется, так как от жилого помещения исходит достаточное количество тепла для нормального роста растений.

Надземная из поликарбоната

Поликарбонат достаточно хорошо защищает растения от осадков и сильного ветра. Конструкция устойчива и в ней легко заменить отдельный элемент, не разбирая все сооружение. Однако зимой в надземной теплице достаточно холодно, грунт на поверхности может полностью промерзнуть, поэтому в нее необходимо установить дополнительное отопление и сложную систему вентиляции.

Для того чтобы определиться с видом термосной теплицы, необходимо выбрать место, на котором она будет строиться. В первую очередь необходимо сделать анализ почвы, чтобы конструкция не «поплыла» фундаментом от грунтовых вод.

Прочность конструкции и размер углубления для парника выбираются исходя из того, на какую глубину промерзает грунт зимой и до какой отметки понижается температура воздуха в каждом конкретном регионе.

Как сделать?

Прежде чем приступать к закупке необходимых материалов, необходимо составить чертеж будущей ямной теплицы. С его помощью будет легко посчитать нужное количество материалов, а также рассчитать все величины. Если парник будет располагаться на склоне, то необходимо просчитать правильный угол наклона кровли, чтобы получить максимальное количество естественного солнечного света. Наиболее оптимальным считается угол от 35 до 45 градусов.

Для возведения подземных стен лучше всего подойдут термоблоки, которые изготовлены из двух пенополистирольных пластин, соединенных перемычками. Их устанавливают как несъемную опалубку, а сверху заливают бетоном. Пенополистирол позволит удержать большее количество тепла внутри помещения, чем обычный монолит из бетона.

Для каркаса крыши понадобится деревянный брус или более дорогой, но более крепкий металлопрофиль. Лучше всего заказать каркас из металлопрофиля у профессионалов, так как для работы с ним понадобится собственный сварочный аппарат и немалый навык работы с ним. Древесина должна быть предварительно обработана специальными защитными пропитками, которые защитят ее от влаги и вредителей.

Для покрытия крыши можно использовать плотную полиэтиленовую пленку, стекло или поликарбонат. Пленка дешевле других материалов, но срок ее службы составит всего 2-3 года. А если пленка прорвется в одном месте, то снимать и менять ее придется полностью. Стекло достаточно долговечное, но хрупкое и очень дорогое. Лучше всего закупить пластичный ударопрочный поликарбонат, который в случае деформации можно заменить кусками. К тому же поликарбонат защитит растения от излишнего ультрафиолета.

Для работы потребуется лопата, молоток, рулетка и уровень, мастерок, бетономешалка и электролобзик. Для монтажа креплений понадобится шуруповерт или набор отверток и пассатижи. Кроме того, необходимо запастись крепежом, песком и щебнем для укладки фундамента, а также штукатуркой для обработки внутренней поверхности стен.

После расчета и закупки всего необходимого можно приступать непосредственно к процессу монтажа. Строительство ямной теплицы своими руками происходит в несколько этапов.

Рытье котлована и укладка фундамента

Так как основная часть парника будет расположена под землей, необходимо вырыть для него глубокий котлован. Теплица должна уходить вниз не менее чем на 2 метра. Все края аккуратно выравниваются, по периметру заливается фундамент. На него будут опираться стены и крыша будущей теплицы.

Возведение подземных стен

После того как фундамент застынет и затвердеет окончательно, можно приступать к строительству стен. Лучшим вариантом будет крепление термоблоков к металлическому или деревянному каркасу. Они защитят пространство от перепадов температур и просачивания внутрь сточных вод.

Утепление подземных стен и обогрев пространства

Раствором тщательно затираются все стыки и щелки между отдельными блоками стены. Всю внутреннюю поверхность покрывают термоизолятором в виде специальной пленки, чтобы поддержать нужную температуру и микроклимат. Если в регионе зимой бывают сильные заморозки, сверху такую пленку можно дополнительно покрыть фольгированным утеплителем. Для дополнительного обогрева грунта можно установить под него систему «теплый пол». Для обогрева воздуха можно использовать аккумуляторы тепла в виде бочек или больших бутылок, наполненных водой.

Возведение крыши

Крыша на деревянном каркасе делается с одним или двумя скатами. Конек соединяется со стенами длинными стропилами, на которые устанавливают поперечные балки. Поверх каркаса устилают пленку либо монтируют поликарбонат или стекло. Для лучшей теплоизоляции можно уложить поликарбонат в два слоя, вставив между ними специальный профиль.

Внутреннее обустройство

В теплицу проводится электричество и водопровод, монтируется канализационная система, при необходимости устанавливается автоматический полив. При недостатке освещения ставятся лампы, с которыми урожайность будет намного выше. На пол теплицы насыпается грунт и формируются грядки.

Освещение и расположение грядок

Для монтажа дополнительного освещения теплицы подойдут следующие виды ламп.

  • Люминесцентные. Такие лампы не нагревают воздух, давая при этом свет в нужном растениям спектре. Они недорогие, долговечные и могут монтироваться как на горизонтальную, так и на вертикальную поверхность.
  • Газоразрядные. Это ртутные, металлогалогенные или натриевые светильники, которые чаще всего используются в больших промышленных теплицах. Они светят в необходимом для растений спектре с большей светоотдачей, чем люминесцентные, однако и стоимость их намного выше.
  • Светодиодные. Такие лампы чаще всего используются в небольших домашних парниках. Они имеют самый длительный срок службы и подстраиваются под нужный спектр. В зависимости от нужд культуры можно выбрать синий, красный или комбинированный свет. Единственным минусом такого оборудования является его высокая стоимость.

Кроме правильного освещения в теплице-термосе, необходимо позаботиться об организации правильных грядок. Они должны быть около 100-120 см шириной и около 5-10 см высотой. Большая ширина грядок неудобна в уходе, а меньшая слишком мала для нормального развития корневой системы многих овощей. Между грядками обязательно должно оставаться не менее 50 см свободного пространства для дорожек. Если теплица достаточно широкая для трех гряд, то центральную можно сделать шириной до 150 см, так как обрабатывать ее можно с двух сторон. У каждой грядки необходимо установить борты-ограничители со стороны дорожек. От обильного полива на них натекает много воды, а борта высотой 7-10 см защитят дорожки от размывания. При правильно выбранной глубине теплицы-термоса и качественно оборудованном освещении можно будет собирать урожай несколько раз в год. Главное, своевременно удобрять почву и соблюдать совместимость различных культур.

Все преимущества подземной теплицы-термоса подробно изложены в видео ниже.

Теплица без химии. Как работает современный комплекс выращивания овощей

елена лукичева

Страна и мир 07 мая 2020

Современный тепличный комплекс — сродни серьезному режимному объекту. Суровая охрана, жесткий пропускной режим, привязка всех сотрудников, особенно тепличниц, к конкретному месту работы. Например, тепличницам, работающим на огурцах, допуск в томатный цех или туда, где выращивают зеленные культуры, не разрешен. Образно говоря, муха не проскочит, комар не пролетит…

Фото: Pixabay / nonstopsmile

Но не так страшны муха с комаром, когда есть иные насекомые — тля, белокрылка, паутинный клещ и прочая вредная напасть, которая запросто может завестись в теплице и нанести серьезный урон урожаю. Впрочем, аграрная наука придумала немало средств защиты от вредителей. На производстве пестицидов — веществ, с помощью которых борются с вредными насекомыми — подвизаются десятки агрохимических предприятий страны.

Тепличный комплекс, расположенный в Пикалеве, входит в состав крупнейшего агрохолдинга страны «Эко-Культура» (там же прописаны комплексы еще трех регионов России). В нем внедрена система биологической защиты. Разработать ее помогли ученые Всероссийского НИИ защиты растений (ВИЗР) и Института сельскохозяйственной микробиологии.

Все начинается в «родильном отделении» — так в шутку здесь называют рассадный цех. При посеве семян в субстрат кладется уже протравленное семечко — то есть обеззараженное от внешней и внутренней инфекции, от возбудителей различных бактериальных и грибных заболеваний. Сверху оно закрывается специальным перлитом с добавлением полезных грибов — для борьбы с почвенной инфекцией. Примерно через три недели, в зависимости от времени года и культуры, когда растение даст 5 — 6 листиков, рассаду высаживают в субстрат из вспушенной минеральной ваты. И несколько раз в день подают к нему специально приготовленный питательный раствор, для которого используют воду из местной артезианской скважины, предварительно прошедшей очистку через несколько фильтров.

— Огурцы в теплицах выращивают по интенсивной технологии, — рассказывает заместитель генерального директора комплекса Сергей Корнеев.То есть через три месяца теплицу полностью освобождают, дезинфицируют, и начинается новый цикл производства, — поясняет Сергей Вадимович. — Три месяца потому, что только на протяжении этого времени огурец можно защищать биологическими методами. Позже порог вредоносности становится выше, и неизбежно использование химии.

Что касается томатов, то для усиления их иммунитета рассаду сортовых растений прививают к мощной корневой системе дикого томата. В результате такой процедуры растения становятся более устойчивыми к вредителям и болезням, что позволяет обходиться биологическими средствами защиты. Сами же плоды делаются ароматнее и слаще, чего так часто не хватает помидорам, выращенным в промышленных теплицах.

Пикалевский тепличный комплекс стал экспериментальной площадкой для Всероссийского института защиты растений. Здесь изучают, например, поведение энтомофагов при различных уровнях досветки. Вспомним: энтомофаги — это полезные насекомые, естественные враги насекомых-вредителей. Основной «ассортимент» насекомых-помощников поставляет тепличникам ВИЗР, часть приходится закупать за рубежом.

— Очень важно выбрать оптимальное количество энтомофагов на квадратный метр теплицы, — комментирует агроном-технолог Светлана Зудилова. — Если, например, особей будет много и они съедят всю белокрылку, то при отсутствии питания энтомофаги будут искать его новые источники и начнут повреждать точку роста растения.

Специалисты также отмечают, что зарубежные энтомофаги потомства не дают, поэтому их приходится постоянно закупать, тогда как ВИЗРовских насекомых в агрохолдинге научились самостоятельно размножать в инсектариях. Тут нелишним будет вспомнить, что в советские времена при каждой теплице была своя лаборатория по выращиванию энтомофагов, но в 1990-х годах эта система была разрушена.

КСТАТИ

Пикалевские тепличники ежегодно отправляют в Петербург 3,4 тыс. тонны огурцов, 660 тонн томатов и 374 тонны салата.

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 076 (6674) от 07.05.2020 под заголовком «Теплица без химии».


Материалы рубрики

принцип автоматики и организация системы своими руками

Занимаясь выращиванием сельскохозяйственных культур в больших объемах, хочется в той или иной степени облегчить работу, сократить сроки ее проведения и минимизировать прикладываемые при этом усилия. Посильную помощь в этом может оказать умная теплица, обустроить которую вполне можно своими руками и без чрезмерных затрат. Эта статья поведает о том, что скрывается за этим понятием, как реализовать на практике теоретические задумки и на что при этом обратить особо пристальное внимание.

Максимальная автоматизация ухода за грядками

Содержание статьи

Возможности и классификация теплиц с умным управлением

Автоматизированная теплица подразумевает выполнение ряда операций без участия человека, а именно:

  • поддержка требуемых температурных параметров внутри;
  • автополив растений посредством капельного орошения;
  • мульчирование (восстановление) почвенного слоя.

Систему реагирует блок управления, который программируется владельцем, в зависимости от климатической зоны и требований выращиваемых культур. Блок может быть подключен к персональному компьютеру или планшету, что позволяет менять параметры удаленно, находясь вне дома.

Автоматизированная система управления

Радует тот факт, что система вполне может быть обустроена своими руками – никаких особых проблем в этом нет, да и использование специализированного инструментария и комплектующих не требуется. С точки зрения ценового аспекта также не возникает никаких вопросов – стоимость оборудования по карману каждому дачнику, а некоторые из компонентов так и вовсе можно изготовить самостоятельно.

Умные теплицы можно классифицировать следующим образом:

  • автономные – все системы работают исключительно на тепловой или солнечной энергии;
  • энергозависимые – питание элементов осуществляется от подведенной электросети.

Каждый тип обладает своими достоинствами и преимуществам о важности, которых споры между дачниками не утихают и по сей день. Впрочем, имеют место и недостатки. Так, например, умная теплица Курдюмова, функционирующая от электросети, вызывает существенный расход электроэнергии, при отключении которой для растений могут наступить наиболее неблагоприятные последствия.

Автоматика автономных теплиц не отличается оперативностью реагирования – при резких температурных колебаниях форточки неспособны быстро закрыться, что может нанести выращиваемым культурам определенный вред.

Схема работы умной теплицы

Этапы внедрения автоматики

Понятно, что создание умной теплицы своими руками возможно лишь при наличии самого сооружения. Сделать его достаточно просто и без чрезмерных финансовых вложений. Те, кто желает сэкономить свое время вполне могут приобрести уже готовое изделие. Для его превращения в «умное» потребуется проделать следующие действия:

  1. Установить систему автоматической вентиляции.
  2. Организовать автополив.
  3. Мульчировать почву.
  4. Усовершенствовать функциональность всех систем.

Пульт управления теплицей

 

Система автопроветривания и ее особенности

Для автоматической вентиляции помещения используют специальные гидравлические приспособления – покупные или изготовленные самостоятельно. Если с фабричным вариантом все предельно ясно, то самодельное оборудование заслуживает более пристального внимания. Оно состоит из двух емкостей, соединенных посредством шланга и заполненных жидкостью, но не полностью.

Идеальное проветривание

Располагают емкости внутри умной теплицы и за ее пределами. При достижении внутри сооружения критичного температурного показателя происходит расширение жидкости с ее последующим перетеканием во внешний сосуд. Под действием увеличившейся массы срабатывает «принцип рычага», и форточка открывается. При остывании температуры внутри происходит обратный процесс.

Проветривание имеет основную цель – оптимизировать температурный режим в теплице.

Форточки следует обустраивать на максимально возможной высоте – таким образом будет достигнута практически идеальная циркуляция воздуха. Их установка возле земли недопустима – это приведет лишь к появлению сквозняков, не более того.

Организация капельного орошения

Капельный полив растений обеспечивает поставку воды непосредственно к корневищу – малыми партиями и индивидуально к каждому кусту, что достигается посредством установки разветвленной системы из резиновых или пластиковых трубок с капельницами. При таком подходе верхний слой почвы всегда будет влажным, а корень получит воду в том количестве, которое ему необходимо.

По поводу холодной воды переживать не стоит – ее медленная подача обеспечивает требуемый прогрев. Для полива достаточно лишь открыть кран – умная система избавляет от утомительных «забегов» с лейкой или шлангом в руках.

Полив без участия человека

Основу системы автополива составляет гидроавтомат, аналогичный тому, который задействуется для автоматического открытия форточек. Все что нужно – закрепить на штоке цилиндра простой крюк, с помощью которого и будет открываться кран. Вода поступает из бака, ее подача осуществляется самотеком – все просто, но эффективно.

Мульчирование почвенной среды

Специалисты рекомендуют покрывать тепличную почву рыхлой органикой (мульчей), оптимизирующей влажность и избавляющей растения от сорняков. В весенний и осенний период такая мульча закрывается темным полиэтиленом – он хорошо прогревается и эффективно снабжает воздух и почву накопленным теплом. Влага при испарении оседает на обратной стороне покрытия и повторно уходит в почву, избавляя ее от пересыхания.

Рекомендовано использовать для укрытия особый нетканый агроматериал, плотность которого варьируется в пределах 40–60 г/м2. Для теплиц это оптимальное решение. В летний период пленка убирается, а почва покрывается опилками или соломой – они отлично отражают излишек поступающего тепла, равномерно распределяя его по всей теплице.

Недостаток удобрений компенсируют заселенные в почву калифорнийские черви – помимо прочего они еще и отлично восстанавливают верхние слои грунта.

Дополнительные усовершенствования и функциональность

Представленная теплица с умным управлением включает минимум автоматизированных процессов и является энергонезависимой. Можно ли еще более улучшить систему и увеличить ее функциональность? Можно, но лишь при подключении электроэнергии. Не лишним будет автоматический подогреватель, оснащенный встроенным тепловым регулятором. Вполне подойдет даже бытовой электронагревательный прибор на масляной основе.

Обогрев грунта

Здесь важно провести правильные экономические расчеты, ведь затраты на электроэнергию сегодня достаточно внушительные. Бак с водой можно дополнить системой наполнения с электронасосом и поплавковым регулятором уровня – в этом случае можно будет раз и навсегда позабыть о ручном пополнении водного запаса.

Выбор места установки – основные аспекты

При выборе месторасположения теплицы следует учесть такие аспекты:

  1. Роза ветров.
  2. Климатический пояс.

Схема расположения теплицы

Сильные порывы ветра способны нанести вред теплице, особенно если используется ее облегченная вариация. Да и на температурный режим внутри конструкции ветер способен оказать существенное влияние, «выдув» все то тепло, которое есть. Для предупреждения этого стоит позаботиться о защите – живая изгородь являет собой отличное решение проблемы.

В южных регионах страны умная теплица должна быть установлена в направлении север-юг. Это создаст для растений оптимальные условия на протяжении всего дня. Для центральных и сибирских регионов актуальна западно-восточная направленность, обеспечивающая растениям максимум тепла и света.

Автоматический парник – мини теплица

Стоит заметить, что умная теплица при кажущейся сложности, имеет достаточно простую и понятную обычному обывателю конструкцию. Справиться с ее обустройством вполне по силам каждому, кто имеет начальные навыки строительства и «дружит» с инструментом. Впрочем, для этой цели вполне можно привлечь команду мастеров-профессионалов, способных выполнить весь спектр требуемых работ с максимальным качеством и в кратчайшие сроки.

Что такое парниковый эффект?

Чтобы понять основы парникового эффекта и почему он так важен для Земли, вам нужно знать всего несколько вещей, некоторые из которых, вероятно, вам уже знакомы.

Вы знаете, что когда вы стоите на солнце, вы чувствуете себя теплее, чем когда находитесь в тени, поэтому вы можете чувствовать, что свет (лучистая энергия), который испускает солнце, несет энергию, которая может согреть объект — вас. Хотя обычно вы этого не видите, все объекты излучают лучистую энергию, и иногда вы можете почувствовать эту энергию.Например, если на вашей плите стоит кастрюля с горячей водой, вы можете почувствовать испускаемую ею лучистую энергию, не прикасаясь к ней. Обычно вы называете то, что вы чувствуете, «теплом», но правильнее думать об этом как о своего рода невидимом свете, называемом «инфракрасным излучением», который согревает вашу кожу, как солнечный свет. Количество энергии инфракрасного излучения, выделяемой нагретым объектом, зависит от его температуры: чем выше температура, тем больше энергии выделяется. Как вы знаете, вы можете легко отличить теплый предмет от горячего, поднеся руку к предмету и почувствовав разницу в тепловом воздействии на кожу.

Эти идеи лежат в основе понимания энергетического баланса между Солнцем и Землей. Так же, как солнечный свет согревает вас, он нагревает и поверхность Земли. Земля не становится все горячее и горячее, поглощая энергию солнца, потому что отдает энергию в космос в виде невидимого инфракрасного излучения. Чтобы прийти к энергетическому балансу, количество энергии инфракрасного излучения, испускаемое Землей, должно быть равно количеству энергии, поглощенной солнечным светом.Количество энергии инфракрасного излучения, испускаемой Землей, зависит от ее температуры. Средняя температура Земли, необходимая для энергетического баланса с солнцем, была бы низкой –18 ° C (0 ° F), если бы не было парникового эффекта в атмосфере. Парниковый эффект удерживал среднюю температуру Земли на значительно более высоком уровне в течение миллиардов лет, делая возможной эволюцию жизни в том виде, в каком мы ее знаем. За последние несколько тысячелетий средняя температура Земли составляла около 15 ° C (59 ° F).

На рисунке ниже показано, как парниковые газы поддерживают на Земле более высокую температуру, чем она была бы без них.Энергия солнца показана слева, где вы видите, что часть лучистой энергии солнца проходит через атмосферу, поглощается и нагревает поверхность Земли. Остальное отражается, в основном облаками в атмосфере и льдом и снегом на поверхности, и не поглощается. Энергия, потерянная Землей, показана справа, где показаны судьбы инфракрасного излучения, испускаемого (испускаемого) Землей. Прямая красная стрелка, проходящая от поверхности через атмосферу, представляет долю испускаемого инфракрасного излучения, которое проходит в космос через атмосферу без изменений.Остальное инфракрасное излучение, показанное толстой красной стрелкой, поглощается парниковыми газами и облаками в атмосфере, а затем переизлучается во всех направлениях, как показано набором оранжевых стрелок. Эта способность поглощать и повторно излучать инфракрасное излучение является критическим требованием для парниковых газов. Все газы, молекулы которых состоят из трех или более атомов, являются парниковыми газами: двуокись углерода (CO 2 ), водяной пар (H 2 O) и метан (CH 4 ) являются важными парниковыми газами, поддерживающими высокую температуру Земли. на миллиарды лет.

Парниковый эффект — Понимание глобальных изменений

Что такое парниковый эффект?

Адаптировано из файла по парниковому эффекту Агентства по охране окружающей среды

Парниковые газы , такие как метан, двуокись углерода, закись азота и водяной пар, значительно влияют на количество энергии в системе Земля, хотя они составляют крошечный процент земной атмосферы. Солнечное излучение , которое проходит через атмосферу и достигает поверхности Земли, либо отражается , либо поглощается . Отраженный солнечный свет не добавляет тепла земной системе, потому что эта энергия возвращается обратно в космос.

Однако поглощенный солнечный свет увеличивает температуру поверхности Земли, а нагретая поверхность переизлучает в виде длинноволнового излучения (также известного как инфракрасное излучение). Инфракрасное излучение невидимо для глаза, но мы ощущаем его как тепло.

Если бы в атмосфере не было парниковых газов, все это тепло ушло бы обратно в космос.Однако при наличии парниковых газов большая часть длинноволнового излучения, исходящего от поверхности Земли, поглощается, а затем много раз повторно излучается во всех направлениях, прежде чем вернуться обратно в космос. Тепло, которое переизлучается вниз, к Земле, поглощается поверхностью и снова переизлучается.

Облака также влияют на парниковый эффект. Плотный низкий облачный покров может повысить отражательную способность атмосферы, уменьшая количество солнечного излучения, достигающего поверхности Земли, но облака высоко в атмосфере могут усиливать парниковый эффект, повторно излучая тепло с поверхности Земли.

В целом, этот цикл поглощения и повторного излучения парниковых газов препятствует передаче тепла из нашей атмосферы в космос, создавая парниковый эффект. Увеличение количества парниковых газов будет означать, что больше тепла улавливается, увеличивая количество энергии в системе Земля (энергетический баланс Земли) и повышая температуру Земли. Это повышение средней температуры Земли также известно как глобальное потепление.

Модели системы Земля о парниковом эффекте

Эта модель системы Земля является одним из способов представления основных процессов и взаимодействий, связанных с парниковым эффектом.Наведите указатель мыши на значки для получения кратких пояснений; нажмите на значки, чтобы узнать больше о каждой теме. Загрузите модели системы Земля на этой странице. Существует несколько способов представления и объяснения отношений между этими темами с помощью значков «Понимание глобальных изменений» (примеры для загрузки).

Парниковый эффект, влияющий на среднюю температуру Земли, влияет на многие процессы, формирующие глобальный климат и экосистемы. Эта модель показывает некоторые другие части земной системы, на которые влияет парниковый эффект, в том числе водный цикл и температуру воды .

Как деятельность человека влияет на парниковый эффект

Люди напрямую влияют на парниковый эффект посредством деятельности, которая приводит к выбросам парниковых газов. Приведенная ниже модель системы Земли включает в себя некоторые из способов, которыми деятельность человека увеличивает количество парниковых газов в атмосфере. Выброс парниковых газов усиливает парниковый эффект и повышает среднюю температуру воздуха на Земле (также известное как глобальное потепление). Наведите указатель мыши на значок или щелкните его, чтобы узнать больше об этих антропогенных причинах изменений и о том, как они влияют на парниковый эффект.

Изучение системы Земля

Щелкните по значку сцены и терминам, выделенным жирным шрифтом на этой странице, чтобы узнать больше об этих процессах и явлениях.

Исследуйте

Узнайте больше на этих примерах из реальной жизни и бросьте себе вызов создать модель, объясняющую взаимосвязь системы Земля.

Ссылки для получения дополнительной информации

5 вещей, которые вы должны знать о парниковых газах, нагревающих планету |

1. Что такое парниковый эффект?

В теплицу проникает солнечный свет и сохраняется тепло.Парниковый эффект описывает подобное явление в планетарном масштабе, но вместо стекла теплицы определенные газы все больше повышают глобальную температуру.

Поверхность Земли поглощает чуть менее половины солнечной энергии, тогда как атмосфера поглощает 23 процента, а остальная часть отражается обратно в космос. Естественные процессы гарантируют, что количество входящей и исходящей энергии будет равным, поддерживая стабильную температуру планеты.

Однако деятельность человека приводит к увеличению выбросов так называемых парниковых газов (ПГ), которые, в отличие от других атмосферных газов, таких как кислород и азот, задерживаются в атмосфере и не могут покинуть планету. Эта энергия возвращается на поверхность, где она реабсорбируется.

Поскольку на планету поступает больше энергии, чем уходит, температура поверхности повышается до тех пор, пока не будет достигнуто новое равновесие.

© Apratim Pal

На высохшей земле, сильно пострадавшей от засухи, две женщины ищут ежедневный запас воды.

2. Почему потепление имеет значение?

Это повышение температуры оказывает долгосрочное неблагоприятное воздействие на климат и влияет на множество природных систем.Последствия включают увеличение частоты и интенсивности экстремальных погодных явлений, в том числе наводнений, засух, лесных пожаров и ураганов, которые затрагивают миллионы людей и приводят к триллионным экономическим потерям.

«Выбросы парниковых газов, вызванные деятельностью человека, угрожают здоровью людей и окружающей среде», — говорит Марк Радка, руководитель отдела энергетики и климата Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП). «И последствия станут более масштабными и серьезными без решительных мер по борьбе с изменением климата».

Выбросы парниковых газов имеют решающее значение для понимания и преодоления климатического кризиса: несмотря на начальный спад из-за COVID-19, последний отчет ЮНЕП о разрыве в уровнях выбросов показывает восстановление и прогнозирует катастрофическое повышение глобальной температуры как минимум на 2 градуса.7 градусов в этом столетии, если только страны не приложат гораздо больше усилий для сокращения выбросов.

В отчете говорится, что к 2030 году выбросы парниковых газов необходимо сократить вдвое, если мы хотим ограничить глобальное потепление 1,5 °C по сравнению с доиндустриальным уровнем к концу века.

Unsplash/Johannes Plenio

Уровень углекислого газа остается на рекордном уровне, несмотря на экономический спад, вызванный пандемией COVID-19.

3. Каковы основные парниковые газы?

Водяной пар вносит наибольший вклад в парниковый эффект.Однако почти весь водяной пар в атмосфере образуется в результате естественных процессов.

Двуокись углерода (CO2), метан и закись азота являются основными парниковыми газами, о которых следует беспокоиться. CO2 остается в атмосфере до 1000 лет, метан — около десяти лет, а закись азота — около 120 лет.

По данным измерений за 20-летний период, метан в 80 раз сильнее вызывает глобальное потепление, чем CO2, а закись азота в 280 раз сильнее.

4. Как в результате деятельности человека образуются эти парниковые газы?

Уголь, нефть и природный газ продолжают обеспечивать энергией многие части мира.Углерод является основным элементом в этих видах топлива, и когда они сжигаются для выработки электроэнергии, транспорта или обеспечения тепла, они производят CO2.

На добычу нефти и газа, добычу угля и захоронение отходов приходится 55 процентов антропогенных выбросов метана. Приблизительно 32 процента антропогенных выбросов метана связаны с коровами, овцами и другими жвачными животными, которые ферментируют пищу в своих желудках. Разложение навоза является еще одним сельскохозяйственным источником газа, как и выращивание риса.

Антропогенные выбросы закиси азота в основном возникают в результате сельскохозяйственной деятельности. Бактерии в почве и воде естественным образом превращают азот в закись азота, но использование удобрений и стоки усугубляют этот процесс, выбрасывая больше азота в окружающую среду.

Фторированные газы, такие как гидрофторуглероды, перфторуглероды и гексафторид серы, представляют собой парниковые газы, которые не встречаются в природе. Гидрофторуглероды — это хладагенты, используемые в качестве альтернативы хлорфторуглеродам (ХФУ), которые из-за разрушения озонового слоя были постепенно выведены из употребления благодаря Монреальскому протоколу.Остальные имеют промышленное и коммерческое использование.

Хотя фторсодержащие газы гораздо менее распространены, чем другие парниковые газы, и не разрушают озоновый слой, как фреоны, они все же очень эффективны. За 20-летний период потенциал глобального потепления некоторых фторсодержащих газов в 16 300 раз превышает потенциал CO2.

Unsplash/TJK

Ветряные электростанции вырабатывают электроэнергию и снижают зависимость от угольной энергии.

5. Что мы можем сделать, чтобы сократить выбросы парниковых газов?

Переход на возобновляемые источники энергии, установление цены на углерод и поэтапный отказ от угля — все это важные элементы сокращения выбросов парниковых газов.В конечном счете, для сохранения здоровья человека и окружающей среды в долгосрочной перспективе необходимы более жесткие цели по сокращению выбросов.

«Нам необходимо проводить решительную политику, поддерживающую завышенные амбиции», — говорит г-н Радка. «Мы не можем продолжать идти по тому же пути и ожидать лучших результатов. Действовать нужно сейчас».

Во время COP26 Европейский союз и Соединенные Штаты выступили с Глобальным обязательством по метану, в рамках которого более 100 стран будут стремиться сократить к 2030 году выбросы метана на 30 процентов в топливном секторе, сельском хозяйстве и секторах отходов.

Несмотря на трудности, есть повод быть позитивным. С 2010 по 2021 год были приняты меры по снижению ежегодных выбросов на 11 гигатонн к 2030 году по сравнению с тем, что могло бы произойти в противном случае. Отдельные лица также могут присоединиться к кампании ООН #ActNow, чтобы найти идеи для принятия благоприятных для климата действий.

Делая выбор, который оказывает меньшее вредное воздействие на окружающую среду, каждый может стать частью решения и повлиять на изменения. Высказывание — это один из способов усилить влияние и создать изменения в гораздо большем масштабе.
 

Парниковый эффект | Национальное географическое общество

Глобальное потепление описывает текущее повышение средней температуры воздуха и океанов Земли. Глобальное потепление часто называют самым последним примером изменения климата.

Климат Земли много раз менялся. Наша планета пережила несколько ледниковых периодов, когда ледяные щиты и ледники покрывали большую часть Земли. Он также прошел через теплые периоды, когда температура была выше, чем сегодня.

Прошлые изменения температуры Земли происходили очень медленно, в течение сотен тысяч лет. Однако недавняя тенденция к потеплению происходит намного быстрее, чем когда-либо. Естественных циклов потепления и похолодания недостаточно, чтобы объяснить количество потепления, которое мы испытали за такое короткое время — это может объяснить только деятельность человека. Ученые опасаются, что климат меняется быстрее, чем некоторые живые существа успевают к нему приспособиться.

В 1988 году Всемирная метеорологическая организация и Программа ООН по окружающей среде создали комитет климатологов, метеорологов, географов и других ученых со всего мира.В эту Межправительственную группу экспертов по изменению климата (МГЭИК) входят тысячи ученых, которые анализируют самые современные доступные исследования, связанные с глобальным потеплением и изменением климата. МГЭИК оценивает риск изменения климата, вызванный деятельностью человека.

Согласно последнему докладу МГЭИК (в 2007 г.), средняя температура поверхности Земли выросла примерно на 0,74 градуса Цельсия (1,33 градуса по Фаренгейту) за последние 100 лет. Рост больше в северных широтах. МГЭИК также обнаружила, что регионы суши нагреваются быстрее, чем океаны.МГЭИК утверждает, что большая часть повышения температуры с середины 20-го века, вероятно, связана с деятельностью человека.

Парниковый эффект

Деятельность человека способствует глобальному потеплению, усиливая парниковый эффект. Парниковый эффект возникает, когда определенные газы, известные как парниковые газы, собираются в атмосфере Земли. Эти газы, которые естественным образом присутствуют в атмосфере, включают двуокись углерода, метан, оксид азота и фторсодержащие газы, иногда известные как хлорфторуглероды (ХФУ).

Парниковые газы пропускают солнечный свет на поверхность Земли, но удерживают тепло, которое отражается обратно в атмосферу. Таким образом, они действуют как изолирующие стеклянные стены теплицы. Парниковый эффект делает климат Земли комфортным. Без него температура поверхности была бы ниже примерно на 33 градуса по Цельсию (60 градусов по Фаренгейту), и многие формы жизни замерзли бы.

После промышленной революции конца 1700-х и начала 1800-х годов люди выбрасывают в атмосферу большое количество парниковых газов.Эта сумма резко возросла за последнее столетие. Выбросы парниковых газов увеличились на 70 процентов в период с 1970 по 2004 год. Выбросы углекислого газа, наиболее важного парникового газа, выросли за это время примерно на 80 процентов. Количество углекислого газа в атмосфере сегодня намного превышает естественный диапазон, наблюдаемый за последние 650 000 лет.

Большая часть углекислого газа, который люди выбрасывают в атмосферу, образуется в результате сжигания ископаемого топлива, такого как нефть, уголь и природный газ. Автомобили, грузовики, поезда и самолеты работают на ископаемом топливе.Многие электростанции также сжигают ископаемое топливо.

Другой способ выброса углекислого газа в атмосферу — вырубка лесов. Это происходит по двум причинам. Гниющий растительный материал, в том числе деревья, выбрасывает в атмосферу тонны углекислого газа. Живые деревья поглощают углекислый газ. При уменьшении количества деревьев, поглощающих углекислый газ, газ остается в атмосфере.

Большая часть метана в атмосферу поступает от животноводства, свалок и производства ископаемого топлива, такого как добыча угля и переработка природного газа.Закись азота образуется в результате сельскохозяйственных технологий и сжигания ископаемого топлива.

Фторсодержащие газы включают хлорфторуглероды, гидрохлорфторуглероды и гидрофторуглероды. Эти парниковые газы используются в аэрозольных баллончиках и холодильниках.

Вся эта человеческая деятельность добавляет парниковые газы в атмосферу, задерживая больше тепла, чем обычно, и способствуя глобальному потеплению.

Последствия глобального потепления

Даже небольшое повышение средней глобальной температуры может иметь огромные последствия. Возможно, самый большой и очевидный эффект заключается в том, что ледники и ледяные шапки тают быстрее, чем обычно. Талая вода стекает в океаны, в результате чего уровень моря повышается, а океаны становятся менее солеными.

Ледяные щиты и ледники наступают и отступают естественным образом. По мере того, как температура Земли менялась, ледяные щиты росли и уменьшались, а уровень моря падал и поднимался. Древние кораллы, найденные на суше во Флориде, Бермудских островах и Багамах, показывают, что 130 000 лет назад уровень моря должен был быть на пять-шесть метров (16-20 футов) выше, чем сегодня.Земле не нужно становиться горячей, чтобы растопить ледники. Северное лето было всего на три-пять градусов по Цельсию (от пяти до девяти градусов по Фаренгейту) теплее во времена этих древних окаменелостей, чем сегодня.

Однако скорость, с которой происходит глобальное потепление, беспрецедентна. Эффекты неизвестны.

Ледники и ледяные шапки сегодня покрывают около 10 процентов суши в мире. Они содержат около 75 процентов мировых запасов пресной воды. Если весь этот лед растает, уровень моря поднимется примерно на 70 метров (230 футов).МГЭИК сообщила, что глобальный уровень моря повышался примерно на 1,8 миллиметра (0,07 дюйма) в год с 1961 по 1993 год и на 3,1 миллиметра (0,12 дюйма) в год с 1993 года. такие области, как Бангладеш, Нидерланды и американский штат Флорида. Вынужденная миграция затронет не только те районы, но и регионы, в которые бегут «климатические беженцы». Миллионы людей в таких странах, как Боливия, Перу и Индия, зависят от талой ледниковой воды для питья, орошения и гидроэлектроэнергии.Быстрая потеря этих ледников опустошила бы эти страны.

Таяние ледников уже немного подняло глобальный уровень моря. Однако ученые обнаруживают, как уровень моря может повышаться еще быстрее. Например, таяние ледника Чакалтайя в Боливии обнажило под ним темные скалы. Камни поглощают солнечное тепло, ускоряя процесс таяния.

Многие ученые используют термин «изменение климата» вместо «глобальное потепление». Это связано с тем, что выбросы парниковых газов влияют не только на температуру.Другой эффект связан с изменениями в осадках, таких как дождь и снег. Характер осадков может измениться или стать более экстремальным. В течение 20-го века количество осадков увеличилось в восточных частях Северной и Южной Америки, северной Европы, северной и центральной Азии. Однако в некоторых частях Африки, Средиземноморья и некоторых частях Южной Азии он уменьшился.

Будущие изменения

Никто не может заглянуть в хрустальный шар и с уверенностью предсказать будущее.Однако ученые могут делать оценки будущего роста населения, выбросов парниковых газов и других факторов, влияющих на климат. Они могут ввести эти оценки в компьютерные модели, чтобы выяснить наиболее вероятные последствия глобального потепления.

МГЭИК прогнозирует, что выбросы парниковых газов будут продолжать расти в течение следующих нескольких десятилетий. В результате они предсказывают, что средняя глобальная температура будет увеличиваться примерно на 0,2 градуса Цельсия (0,36 градуса по Фаренгейту) за десятилетие. Даже если мы сократим выбросы парниковых газов и аэрозолей до уровня 2000 года, мы все равно можем ожидать потепления примерно на 0.1 градус Цельсия (0,18 градуса по Фаренгейту) за десятилетие.

Группа также предсказывает, что глобальное потепление приведет к серьезным изменениям в водоснабжении по всему миру. К середине 21 века, по прогнозам МГЭИК, речной сток и доступность воды, скорее всего, увеличатся в высоких широтах и ​​в некоторых тропических районах. Однако во многих засушливых регионах в средних широтах и ​​тропиках произойдет сокращение водных ресурсов.

В результате миллионы людей могут столкнуться с нехваткой воды.Нехватка воды снижает количество воды, доступной для питья, электричества и гигиены. Нехватка также сокращает количество воды, используемой для орошения. Сельскохозяйственное производство замедлится, а цены на продовольствие вырастут. Постоянные годы засухи на Великих равнинах Соединенных Штатов и Канады будут иметь такой эффект.

Данные МГЭИК также свидетельствуют о том, что частота периодов сильной жары и экстремальных осадков увеличится. Погодные явления, такие как штормы и тропические циклоны, станут более интенсивными. Сами штормы могут быть сильнее, чаще и продолжительнее.За ними последуют более сильные штормовые нагоны, немедленное повышение уровня моря после штормов. Штормовые нагоны наносят особый ущерб прибрежным районам, поскольку их последствия (затопление, эрозия, повреждение зданий и посевов) носят продолжительный характер.

Что мы можем сделать

Сокращение выбросов парниковых газов является важным шагом в замедлении тенденции глобального потепления. Многие правительства по всему миру работают над достижением этой цели.

До сих пор самым большим достижением был Киотский протокол, который был принят в 1997 году и вступил в силу в 2005 году.К концу 2009 года соглашение подписали и ратифицировали 187 стран. В соответствии с протоколом 37 промышленно развитых стран и Европейский Союз обязались сократить выбросы парниковых газов.

Существует несколько способов, с помощью которых правительства, предприятия и частные лица могут сократить выбросы парниковых газов. Мы можем повысить энергоэффективность в домах и на предприятиях. Мы можем улучшить топливную экономичность автомобилей и других транспортных средств. Мы также можем поддержать развитие альтернативных источников энергии, таких как солнечная энергия и биотопливо, которые не связаны со сжиганием ископаемого топлива.

Некоторые ученые работают над улавливанием углекислого газа и хранением его под землей, а не выпуском в атмосферу. Этот процесс называется депонированием углерода.

Деревья и другие растения по мере своего роста поглощают углекислый газ. Защита существующих лесов и посадка новых могут помочь сбалансировать выбросы парниковых газов в атмосферу.

Изменения в методах ведения сельского хозяйства также могут снизить выбросы парниковых газов. Например, фермы используют большое количество азотных удобрений, которые увеличивают выбросы оксидов азота из почвы.Сокращение использования этих удобрений уменьшит количество этого парникового газа в атмосфере.

То, как фермеры обращаются с навозом, также может влиять на глобальное потепление. Когда навоз хранится в виде жидкости или навозной жижи в прудах или резервуарах, он выделяет метан. Однако, когда он высыхает как твердое вещество, это не так.

Сокращение выбросов парниковых газов имеет жизненно важное значение. Однако глобальная температура уже изменилась и, скорее всего, будет меняться еще долгие годы.МГЭИК предлагает людям изучить способы адаптации к глобальному потеплению, а также попытаться замедлить или остановить его. Некоторые из предложений по адаптации включают в себя:

  • Расширение запасов воды за счет сбора дождевой воды, сохранения, повторного использования и опреснения.
  • Корректировка мест посева, сорта и сроков посадки.
  • Строительство морских дамб и барьеров от штормовых нагонов, а также создание болот и водно-болотных угодий в качестве буферов от повышения уровня моря.
  • Создание планов действий по охране здоровья от жары, расширение служб неотложной медицинской помощи, а также улучшение эпиднадзора и контроля за заболеваниями.
  • Разнообразие туристических достопримечательностей, поскольку существующие достопримечательности, такие как горнолыжные курорты и коралловые рифы, могут исчезнуть.
  • Планирование автомобильных и железнодорожных линий с учетом потепления и/или наводнения.
  • Укрепление энергетической инфраструктуры, повышение энергоэффективности и снижение зависимости от единых источников энергии.

Углекислый газ в атмосфере находится на рекордно высоком уровне. Вот что вам нужно знать.

Удерживая солнечное тепло, парниковые газы сделали климат Земли пригодным для жизни людей и миллионов других видов.Но эти газы теперь вышли из равновесия и угрожают радикально изменить то, какие живые существа могут выжить на этой планете и где.

Атмосферные уровни углекислого газа — самого опасного и распространенного парникового газа — находятся на самом высоком из когда-либо зарегистрированных уровней. Уровни парниковых газов настолько высоки прежде всего потому, что люди выбрасывают их в воздух, сжигая ископаемое топливо. Газы поглощают солнечную энергию и удерживают тепло близко к поверхности Земли, не позволяя ему уйти в космос. Эта ловушка тепла известна как парниковый эффект.

Корни концепции парникового эффекта уходят в 19 век, когда французский математик Жозеф Фурье в 1824 году подсчитал, что без атмосферы Земля была бы намного холоднее. В 1896 году шведский ученый Сванте Аррениус первым связал увеличение количества углекислого газа в результате сжигания ископаемого топлива с эффектом потепления. Почти столетие спустя американский климатолог Джеймс Э. Хансен свидетельствовал перед Конгрессом, что «Парниковый эффект был обнаружен и сейчас меняет наш климат.»

Сегодня изменение климата — это термин, который ученые используют для описания сложных сдвигов, вызванных концентрациями парниковых газов, которые в настоящее время влияют на погодные и климатические системы нашей планеты. Изменение климата включает в себя не только повышение средней температуры, которое мы называем глобальным потеплением. но также и экстремальные погодные явления, изменение популяций и мест обитания диких животных, повышение уровня моря и ряд других воздействий

Климат, безусловно, меняется.Но что вызывает это изменение? И как повышение температуры влияет на окружающую среду и нашу жизнь?

Правительства и организации по всему миру, такие как Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), орган Организации Объединенных Наций, который отслеживает последние научные достижения в области изменения климата, измеряют выбросы парниковых газов, отслеживают их воздействие и внедряют решения.

Основные парниковые газы и источники

Углекислый газ (CO 2 ): Углекислый газ является основным парниковым газом, ответственным за примерно три четверти выбросов.Он может сохраняться в атмосфере тысячи лет. В 2018 году уровень углекислого газа в атмосферной обсерватории Мауна-Лоа на Гавайях достиг 411 частей на миллион, что является самым высоким среднемесячным значением из когда-либо зарегистрированных. Выбросы углекислого газа в основном происходят от сжигания органических материалов: угля, нефти, газа, древесины и твердых отходов.

Метан (CH 4 ): Основной компонент природного газа, метан выделяется на свалках, в газовой и нефтяной промышленности, а также в сельском хозяйстве (особенно из пищеварительной системы пастбищных животных).Молекула метана остается в атмосфере не так долго, как молекула двуокиси углерода — около 12 лет, — но она по меньшей мере в 84 раза сильнее за два десятилетия. На его долю приходится около 16 процентов всех выбросов парниковых газов.

Закись азота (N 2 O): Закись азота занимает относительно небольшую долю глобальных выбросов парниковых газов — около шести процентов, — но она в 264 раза мощнее, чем двуокись углерода в течение 20 лет, а срок ее службы составляет атмосферы превышает столетие, по данным МГЭИК.Сельское хозяйство и животноводство, включая удобрения, навоз и сжигание сельскохозяйственных отходов, наряду со сжиганием топлива, являются крупнейшими источниками выбросов закиси азота.

Промышленные газы: Фторсодержащие газы, такие как гидрофторуглероды, перфторуглероды, хлорфторуглероды, гексафторид серы (SF 6 ) и трифторид азота (NF 3 ), обладают способностью улавливать тепло в тысячи раз больше, чем CO 2 и оставаться в атмосфере от сотен до тысяч лет.На них приходится около 2 процентов всех выбросов, они используются в качестве хладагентов, растворителей и в производстве, иногда в качестве побочных продуктов.

Другие парниковые газы включают водяной пар и озон (O 3 ). Водяной пар на самом деле является самым распространенным парниковым газом в мире, но он не отслеживается так же, как другие парниковые газы, потому что он не выбрасывается напрямую в результате деятельности человека, и его последствия недостаточно изучены. Точно так же приземный или тропосферный озон (не путать с защитным стратосферным озоновым слоем выше) не выбрасывается напрямую, а возникает в результате сложных реакций между загрязняющими веществами в воздухе.

Воздействие парниковых газов

Парниковые газы имеют далеко идущие последствия для окружающей среды и здоровья. Они вызывают изменение климата, улавливая тепло, а также способствуют респираторным заболеваниям из-за смога и загрязнения воздуха. Экстремальные погодные условия, перебои с поставками продовольствия и учащение лесных пожаров — это другие последствия изменения климата, вызванного парниковыми газами. Типичные погодные условия, к которым мы привыкли, изменятся; некоторые виды исчезнут; другие будут мигрировать или расти.( Узнайте больше о влиянии парниковых газов на изменение климата здесь. )

Что такое загрязнение воздуха? Узнайте, как парниковые газы, смог и токсичные загрязнители влияют на изменение климата и здоровье человека.

Как сократить выбросы парниковых газов

Практически каждый сектор мировой экономики, от производства до сельского хозяйства, транспорта и производства электроэнергии, выбрасывает парниковые газы в атмосферу, поэтому все они должны эволюционировать в сторону от ископаемого топлива, если мы чтобы избежать наихудших последствий изменения климата. Страны всего мира признали эту реальность в Парижском соглашении по климату 2015 года. Изменения будут самыми важными среди крупнейших источников выбросов: на двадцать стран приходится не менее трех четвертей мировых выбросов парниковых газов, включая Китай, США, и Индия лидирует.

Технологии снижения выбросов парниковых газов в основном уже существуют. Они включают в себя замену ископаемого топлива на возобновляемые источники, повышение энергоэффективности и снижение выбросов углерода путем установления цены на них.( Подробнее о таких решениях читайте здесь. )

Мир технически имеет только пятую часть своего «углеродного бюджета» — всего 2,8 триллиона метрических тонн — чтобы не допустить нагревания Земли более чем на 1,5 градуса по Цельсию. Чтобы остановить тенденции в движении, потребуется больше, чем просто поэтапный отказ от ископаемого топлива. На самом деле пути к прекращению повышения глобальной температуры на 1,5 или 2 градуса по Цельсию, две цели, обозначенные МГЭИК, в некотором роде зависят от принятия методов высасывания CO2 из неба. К ним относятся посадка деревьев, сохранение существующих лесов и лугов и улавливание CO 2 на электростанциях и фабриках.

Парниковый эффект и то, что на самом деле происходит в теплице

Зайдите в теплицу, как я делал в отделе растениеводства компании Bayer в Research Triangle Park, и вы, скорее всего, почувствуете себя так, как будто вы идете в печь. Жарко. Здесь влажно. И, особенно если температура снаружи прохладная, вы, вероятно, будете поражены тем, как здание с покрытием из стекла или пластика преобразует свет в тепло.

Это работает «парниковый эффект», верно? Это те самые явления, которые обвиняют в том, что они вызывают глобальное потепление, вызванное деятельностью человека.

Ну, не совсем так.

«Парниковый эффект», нагревающий планету, является результатом так называемых парниковых газов в атмосфере. Эти газы включают водяной пар и углекислый газ. Эти газы позволяют солнечному свету проходить через атмосферу к поверхности земли. Когда солнечный свет падает на поверхность, энергия солнечного света преобразуется в тепло.Это та же самая энергия, которая согревает вас, когда вы стоите на солнце. А поскольку эти газы хорошо улавливают большую часть тепла и не дают ему улетучиваться в космос, земная атмосфера нагревается.

Чем больше увеличивается количество парниковых газов в атмосфере, тем больше удерживается тепла и тем выше температура.

Хотя есть много общего с традиционной теплицей, именно так люди, которые управляют теплицами Bayer, объясняют разницу.

В обоих случаях допускается прохождение солнечного света (парниковые газы в атмосфере, стекло или пластик в теплице). И в обоих случаях солнечный свет преобразуется в тепло.

Но на этом сходство заканчивается. При атмосферном парниковом эффекте земля нагревается, потому что солнечная энергия повторно излучается обратно к земле парниковыми газами. Представьте себе мяч, прыгающий вперед и назад.

Но в теплице воздух внутри нагревается просто за счет тепловой энергии солнечного света, нагревающей воздух. Покрытие теплицы просто препятствует утечке тепла. А поскольку уже теплый воздух задерживается внутри по мере того, как поступает больше радиации, температура увеличивается.

Может показаться, что разница невелика: в атмосферной теплице переизлучается сама энергия, которая не может выйти наружу, а в настоящей теплице воздух, нагретый энергией, не выходит наружу. Теперь вы знаете, что «парниковый эффект» и то, что происходит в настоящей теплице, на самом деле две разные вещи.

— Фрэнк Графф

Фрэнк Графф — продюсер/репортер UNC-TV, специализирующийся на программе North Carolina Science Now, еженедельном научном сериале, который выходит в эфир по средам, начиная с августа 2013 года, в рамках программы North Carolina Now на UNC-TV. В дополнение к созданию этих специальных сегментов Фрэнк будет предоставлять дополнительную информацию, связанную с его историями, в этом блоге репортера North Carolina Science Now!  

Связанные ресурсы:

 

 

Двуокись углерода, метан, закись азота и парниковый эффект

Парниковый эффект — это естественный процесс, при котором атмосферные газы улавливают тепло — явление, которое позволяет Земле удерживать достаточное количество солнечного тепла для жизни. Без парникового эффекта Земля не могла бы поддерживать большинство форм жизни.

Как работает парниковый эффект?

Несмотря на сложность процесса, парниковый эффект можно описать довольно просто:

Солнечный свет проходит через атмосферу. Облака, ледяные шапки и другие светлые поверхности отражают часть света обратно в космос, но большая часть поступающей энергии достигает поверхности планеты. Земля излучает тепло обратно в космос. Парниковые газы в атмосфере поглощают это тепло, отбрасывая часть обратно на поверхность Земли и высвобождая часть в атмосферу.

Более высокие концентрации парниковых газов означают, что больше солнечного излучения задерживается в атмосфере Земли, что приводит к повышению температуры. Источник: В. Элдер, NPS.

Что такое парниковые газы?

Парниковые газы включают двуокись углерода, метан, закись азота и другие газы, которые накапливаются в атмосфере и создают теплоотражающий слой, поддерживающий на Земле температуру, пригодную для жизни. Эти газы образуют изоляцию, которая поддерживает температуру планеты достаточной для поддержания жизни.

Некоторые из наиболее распространенных и вызывающих беспокойство парниковых газов:

  • Двуокись углерода, которая выделяется при сжигании угля, нефти, природного газа и других ископаемых видов топлива, богатых углеродом.Хотя углекислый газ не является самым мощным парниковым газом, он вносит наибольший вклад в изменение климата, потому что он очень распространен. Чтобы сократить выбросы углекислого газа, нам нужно уменьшить количество топлива, которое мы используем в наших автомобилях, домах и жизни.
  • Метан образуется в результате разложения растительных остатков и выделяется на свалках, болотах, рисовых полях. Крупный рогатый скот также выделяет метан. Хотя выбросы метана ниже, чем выбросы двуокиси углерода, он считается основным парниковым газом, поскольку потенциал глобального потепления каждой молекулы метана в 25 раз выше, чем у молекулы двуокиси углерода.
  • Закись азота выделяется бактериями в почве. Современные методы ведения сельского хозяйства — вспашка и обработка почвы, удаление отходов животноводства и использование богатых азотом удобрений — вносят значительный вклад в выбросы закиси азота. Одна молекула закиси азота обладает в 298 раз большим потенциалом глобального потепления, чем молекула углекислого газа.
  • Дополнительные парниковые газы включают гидрофторуглероды (в 1 430–14 800 раз больше потенциала глобального потепления углекислого газа), гексафторид серы (в 22 800 раз больше потенциала глобального потепления углекислого газа) и водяной пар.
  • Узнайте больше о парниковых газах, оказывающих воздействие на климат.
Из двадцати парниковых газов на углекислый газ приходится наибольшая доля радиационного воздействия с 1990 года, и его вклад продолжает расти устойчивыми темпами. Источник: Агентство по охране окружающей среды США.

Если парниковый эффект естественен, то в чем проблема с парниковыми газами?

Современные изменения климата вызваны избытком парниковых газов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.