Як Земля Зберігає Тепло [BLOCK_TYPE greenhouse/explanation]

Парниковий Ефект

[BLOCK_TYPE greenhouse/explanation]

Парниковий ефект — це не погано. Без нього середня температура Землі була б близько -18°C (0°F): занадто холодно для рідкої води чи життя, як ми його знаємо. [BLOCK_TYPE greenhouse/explanation]

Ось як це працює: [BLOCK_TYPE greenhouse/explanation]

1. Сонце надсилає енергію на Землю у вигляді видимого світла. [BLOCK_TYPE greenhouse/explanation]

2. Поверхня Землі поглинає це світло та повторно випромінює його у вигляді інфрачервоного випромінювання (тепла). [BLOCK_TYPE greenhouse/explanation]

3. Певні гази в атмосфері: вуглекислий газ (CO₂), метан (CH₄), водяна пара (H₂O) та оксид азоту (N₂O): поглинають це інфрачервоне випромінювання замість того, щоб воно могло вийти в космос.

4. Ці гази повторно випромінюють тепло в усіх напрямках, зокрема назад до поверхні Землі.

Саме це підтримує нашу планету на комфортній середній температурі близько 15°C (59°F).

Проблема полягає не в самому парниковому ефекті: вона в тому, що ми посилюємо його, додаючи більше цих газів до атмосфери.

Що показують докази

Докази зміни клімату

Кліматична наука базується на кількох незалежних лініях доказів. Ось основні з них:

Керні льоду: Вчені бурять глибокі свердловини в крижаних щитах Антарктиди та Гренландії, видобуваючи циліндри льоду, що містять крихітні бульбашки стародавньої атмосфери. Ці бульбашки дозволяють вимірювати CO₂ та температуру за останні 800 000 років. Дані показують, що CO₂ та температура завжди змінювалися разом: і що поточні рівні CO₂ значно вищі, ніж будь-що за цей 800 000-річний період.

Крива Кілінга: У 1958 році Чарльз Девід Кілінг почав вимірювати атмосферний CO₂ на обсерваторії Мауна-Лоа на Гаваях. Його вимірювання показують невпинне зростання від 315 ppm до понад 420 ppm сьогодні, з характерним пилкоподібним візерунком, спричиненим сезонним ростом рослин.

Температурні записи: Записи термометрів, що сягають 1850-х років, показують чітку тенденцію до потепління, особливо з 1980 року. Десять найтепліших років за всю історію спостережень припадають на період після 2010 року.

Підвищення рівня моря: Глобальний рівень моря зріс приблизно на 20 см (8 дюймів) з 1900 року, а темпи зростання прискорюються. Це відбувається через дві причини: теплове розширення (тепла вода займає більше об’єму) та танення льоду.

Відступ льодовиків: Льодовики по всьому світу зменшуються. У Національному парку льодовиків у Монтані у 1850 році було 150 льодовиків; сьогодні залишилося менше 25.

Закислення океану: Океан поглинає близько 30% CO₂, який ми викидаємо. Це призводить до утворення вугільної кислоти, роблячи воду більш кислою: на 26% збільшення кислотності з доіндустріальних часів. Це загрожує кораловим рифам і молюскам.

Вуглець, який ми вивільнили

Як люди змінили атмосферу

Протягом мільйонів років вуглець був замкнений під землею у формі вугілля, нафти та природного газу: рештки давніх рослин і морських організмів, похованих і стиснених протягом геологічного часу.

Починаючи з Промислової революції близько 1760 року, ми почали видобувати ці викопні види палива та спалювати їх для отримання енергії. Спалювання вуглецевмісного палива поєднує вуглець з киснем, вивільняючи CO₂ в атмосферу.

Цифри:

- Дореволюційний CO₂: приблизно 280 ppm

- Поточний CO₂: понад 420 ppm: зростання на 50%

- Людина викидає приблизно 36 мільярдів тонн CO₂ на рік

Інші основні джерела парникових газів:

- Вирубка лісів: Дерева поглинають CO₂. Їх вирубка видаляє вуглецевий сток І вивільняє накопичений вуглець.

- Сільське господарство: Рисові поля та худоба виробляють метан. Добрива виділяють закис азоту. Сільське господарство становить близько 10% глобальних викидів.

- Виробництво цементу: Виробництво цементу виділяє CO₂ з вапняку. Воно становить близько 8% глобальних викидів.

Природний вуглецевий цикл переміщує вуглець між атмосферою, океанами, ґрунтом і живими організмами. Але ми порушили цей цикл, додавши вуглець, який мільйони років безпечно зберігався під землею.

Що буде далі

Наслідки потепління світу

Зміна клімату — це не лише про вищі температури. Вона запускає каскад взаємопов'язаних ефектів:

Підвищення рівня моря: Термічне розширення води та танення крижаних щитів можуть підняти рівень моря на 0,3–1 метр до 2100 року. Сотні мільйонів людей живуть у прибережних районах, які будуть під загрозою.

Екстремальна погода: Тепліше повітря утримує більше вологи, що призводить до більш інтенсивних опадів і повеней. Вищі температури океану живлять сильніші урагани. Посухи посилюються в уже посушливих регіонах.

Порушення екосистем: Види змушені мігрувати, адаптуватися або зникати. Коралові рифи вибілюються і гинуть у теплішій і більш кислій воді. Вегетаційні періоди зміщуються, що впливає на сільське господарство.

Зворотні зв’язки

Деякі наслідки потепління насправді спричиняють більше потепління: їх називають позитивними зворотними зв’язками (позитивний тут означає самопідкріплювальний, а не «добрий»):

- Танення вічної мерзлоти: Арктична вічна мерзлота містить величезну кількість метану та CO₂ з давньої органічної речовини. Коли Арктика нагрівається, мерзлота тане і виділяє ці гази, що спричиняє подальше потепління, яке тане ще більше мерзлоти.

- Зворотний зв’язок льодовикового альбедо: Білий лід відбиває сонячне світло. Коли лед тане, він відкриває темний океан або сушу, що поглинає більше тепла, яке тане ще більше льоду.

- Зворотний зв’язок водяної пари: Тепліше повітря утримує більше водяної пари, що є парниковим газом, утримуючи більше тепла.

Що ми можемо зробити

Підходи до вирішення проблеми зміни клімату

Існує сильний науковий консенсус, що зміна клімату є реальною, спричиненою діяльністю людини та серйозною. Але є справжня, легітимна дискусія щодо найкращих способів реагування. Тут представлені основні категорії:

Пом'якшення: зменшення викидів:

- Відновлювальна енергія (сонячна, вітрова, гідроелектрична, геотермальна)

- Атомна енергетика (нульовий вуглецевий слід, але викликає занепокоєння щодо відходів та безпеки)

- Електрифікація транспорту

- Підвищення енергоефективності

- Зменшення вирубки лісів

Адаптація: підготовка до змін, які вже відбуваються:

- Будівництво морських стін та протиповеневих споруд

- Розробка посухостійких культур

- Переселення вразливих громад

- Покращення систем раннього попередження про екстремальні погодні явища

Видалення вуглецю: вилучення CO₂ з атмосфери:

- Лісорозведення та секвестрація вуглецю в ґрунті

- Технологія прямого захоплення вуглецю з повітря (наразі дорога та енергоємна)

- Посилене вивітрювання мінералів

Політичні підходи:

- Податки на вуглець або системи cap-and-trade

- Міжнародні угоди (Паризька угода)

- Регулювання викидів

- Субсидії на чисту енергію

Дебати «індивідуальне vs. системне»:

Деякі вважають, що найбільше значення мають особисті вибори (менше їздити на автомобілі, менше споживати м’яса, зменшувати відходи). Інші вважають, що системні зміни: політика, інфраструктура, технології: єдиний спосіб досягти масштабних результатів. Більшість експертів вважають, що потрібні обидва підходи.

Що ви запам’ятаєте?

Підсумок

Сьогодні ми пройшли великий обсяг матеріалу:

- Парниковий ефект та чому він важливий

- Різноманітні докази того, що зміна клімату є реальною та прискорюється

- Як людська діяльність порушила цикл вуглецю

- Наслідки та петлі зворотного зв'язку, які посилюють потепління

- Діапазон рішень, які пропонуються та обговорюються

Кліматична наука базується на фізиці, хімії, геології, біології та даних з кожного континенту та океану. Її розуміння вимагає саме такого мислення, заснованого на доказах, яке робить науку ефективною.