DZIAŁANIE EFEKTU CIEPLARNIANEGO Spróbujmy sobie

DZIAŁANIE EFEKTU CIEPLARNIANEGO Spróbujmy sobie

DZIAŁANIE EFEKTU CIEPLARNIANEGO
Spróbujmy sobie wyobrazić środowisko ziemskie w przypadku, gdyby Ziemia nie była
otoczona atmosferą. Na naszej ukochanej planecie nie byłoby warunków do życia.
Byłoby tutaj na tyle zimno i nieprzyjemnie, że Ziemia stałaby się podobna do innych
planet naszego układu słonecznego, opustoszałych i martwych. Masy powietrza,
jakie otaczają Ziemię, powszechnie zwane atmosferą, są dla niej swoistym cieplutkim
wełnianym kocem, który pomaga zatrzymywać ciepło otrzymywane pod postacią
promieniowania słonecznego. Tę zdolność atmosfery do magazynowania i
utrzymywania ciepła przy powierzchni Ziemi nazywamy efektem "szklarniowym"
lub cieplarnianym.
Nie bez związku efekt magazynowania przez Ziemię energii cieplnej nazwano
"szklarniowym". W ten sam sposób, co Ziemia, ogrodnicy ogrzewają swoje szklarnie.
Najodpowiedniejszym więc przykładem na zobrazowanie powstawania efektu
cieplarnianego jest właśnie szklarnia.
. Każdy z nas z pewnością zetknął się już z następującą właściwością światła
słonecznego: Jadąc samochodem w słoneczny dzień lub będąc zmuszonym do
przebywania przez dłuższy czas w pobliżu mocno oświetlonego okna, czujemy
ciepło, które niosą ze sobą promienie słoneczne. Ta właściwość nie jest zależna od
pory roku czy od temperatury za oknem. Popatrzmy teraz na rysunek obrazujący
działanie szklarni. Światło słoneczne (gruba kreska) oświetla przez szyby glebę,
znajdującą się wewnątrz pomieszczenia. Promienie słońca padające na glebę
nagrzewają ją. Jest to efektem tej właśnie właściwości słońca. Gleba pochłania
większość energii cieplnej, część zostaje od niej odbita przy jednoczesnym
ogrzewaniu gleby. Na rysunku widzimy cieńszą kreskę, obrazującą ciepło, które
wędruje odbijając się od gleby (jednocześnie ją nagrzewając) i wewnętrznych części
szyb. Wypromieniowane ciepło napotykając na swojej drodze szklany dach szklarni,
po części przechodzi do atmosfery (jasna kreska), a część odbija z powrotem w
kierunku ziemi (cienka pomarańczowa kreska). Odbijanie energii powoduje dalsze
ogrzewanie gleby i powietrza wewnątrz szklarni, aż wystąpi równowaga
energetyczna. Równowaga energetyczna to taki stan, w którym gleba przyjmuje tyle
samo energii cieplnej, ile oddaje. W tym stanie temperatura utrzymuje się na stałym
poziomie, a ponieważ szklarnia jest pomieszczeniem zamkniętym, nie ma więc
możliwości wymiany powietrza i wewnątrz szklarni temperatura pozostaje wyższa niż
na zewnątrz.
Tak w uproszczeniu wygląda teoria powstawania i działania efektu "szklarniowego".
Pozostało jeszcze kilka ważnych aspektów, niewyjaśnionych w poprzednim, bardzo
schematycznym opisie. Można zadać sobie teraz następujące pytania: Dlaczego
energia cieplna słońca tak łatwo dostaje się do szklarni, a wydostaje się z niej z
wielkim trudem? W jaki sposób atmosfera spełnia rolę ziemskiej cieplarni? Dlaczego
efekt cieplarniany, zapewniający możliwą do przyjęcia średnią temperaturę na Ziemi,
budzi obawy naukowców?
Odpowiedzmy teraz na pierwsze pytanie. Dlaczego ciepło słońca po pokonaniu, bez
żadnych problemów, przeszkody jaką jest szyba szklarni, nie może z równą łatwością
wydostać się z powrotem?
Słońce jest bardzo duże i gorące. Ta wysoka temperatura powoduje, że emitowana
przez nie energia posiada bardzo małą długość fali (większość znajduje się w
zakresie pasma widzialnego), w wyniku czego posiada bardzo wysoką częstotliwość,
gdyż emitowane jest przez ciało doskonale czarne (słońce) w temperaturze ok.
6000°K. Ta częstotliwość umożliwia energii słonecznej łatwe przenikanie do wnętrza
"globalnej szklarni". Co dzieje się dalej? Część tej energii zostaje odbita od
powierzchni Ziemi w niezmienionym stanie, dlatego też na rysunku widzimy
jasnopomarańczową kreskę energii przenikającej szybę na zewnątrz. Ale jest to tylko
część całkowitej energii wprowadzonej do wewnątrz. Pochłonięte przez glebę ciepło,
ogrzewa jej powierzchnię, co prowadzi do wtórnej emisji energii przez glebę.
Powierzchnia Ziemi emituje nabytą energię w postaci fal o większej długości czyli w
postaci promieniowania podczerwonego. Jak nietrudno się domyślić, powierzchnia
Ziemi jest znacznie chłodniejsza od słońca, toteż jej promieniowanie ma znacznie
mniejszą częstotliwość i zdolność przenikania. Dlatego też znakomita większość tego
promieniowania zostaje odbita od szyby, a tylko bardzo niewielkiej części udaje się
przez nią przedostać.
Popatrzmy teraz na rysunek obrazujący
powstawanie efektu "szklarniowego" w
ziemskiej atmosferze. Zasada jest identyczna
jak w przykładzie z szklarnią. Tutaj również
widzimy promieniowanie słońca przenikające
przez Ziemską atmosferę, które jest przez nią
i przez powierzchnię Ziemi pochłaniane i
odbijane. Krzywymi strzałkami zaznaczone
jest promieniowanie podczerwone,
emitowane przez rozgrzaną powierzchnię
Ziemi. Rolę szklarnianych szyb pełnią w
atmosferze gazy cieplarniane. Podobnie jak
w przypadku szyb szklarni, promieniowanie
podczerwone z trudem przedziera się przez
warstwy tych gazów. Jednak ich budowa
fizyko-chemiczna umożliwia przepuszczenie
pewnej ilości tego promieniowania w kosmos.
Mówi się, że otwierają one tzw. okna
promieniowania. Jednak większą część
ciepła gazy te pochłaniają i ponownie emitują
w kierunku Ziemi ogrzewając jej powierzchnię
oraz dolną atmosferę. Bilans cieplny czyli
średnia temperatura wynosi obecnie +15°C. Brak atmosfery pozwoliłby na
uchodzenie energii cieplnej z Ziemi, w wyniku czego średnia wyniosłaby -18 do 20°C. Wynika z tego, że atmosfera chroni Ziemię przed nadmiernym wychłodzeniem
podnosząc średnią temperaturę o 35°C. Odbywa się to dzięki pochłanianiu przez
niektóre gazy atmosferyczne promieniowania podczerwonego, które bez atmosfery
uszłoby w przestrzeń kosmiczną. Dotychczas zasadniczą funkcję pełniła tu para
wodna, będąca w stanie ciągłych przemian i transportu, gwarantujących raczej
stabilną jej koncentrację. Dziś rośnie rola pozostałych regulatorów bilansu cieplnego dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych.
Naukowcy dotychczas zidentyfikowali ponad 30 z nich. W tabeli znajduje się ich pięć.
Uznano je za najważniejsze ze względu na udział, jaki biorą one w pochłanianiu
promieniowania podczerwonego.
Nazwa gazu Efektywność pochłaniania promieniowania podczerwonego w
porównaniu do CO2 Procentowy udział w efekcie cieplarnianym
CO2 - dwutlenek węgla 1 50
CH4 - metan 30 18
NOx - metan 150 6
O3 - ozon 2000 12
Freony 10-20000 14
Dwutlenek węgla od najdawniejszych czasów pomaga Ziemi w regulowaniu
temperatury. Jednak rozwijający się przemysł, motoryzacja, karczowanie lasów,
powodują wzrost koncentracji dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych w
atmosferze. Ta zwiększająca się koncentracja gazów cieplarnianych uniemożliwia
przychodzącej energii opuszczenie Ziemi. Energia oddawana jest mniejsza od
przyjmowanej. Temperatura rośnie więc tak długo, aż ustali się nowy stan
równowagi. To z kolei prowadzi do globalnego ocieplenia klimatu na Naszej Planecie.
Zjawisko to wykrył w 1861 roku irlandzki fizyk John Tyndall (1820-1893).
Część gazów dopływających do atmosfery jest wynikiem naturalnych procesów
zachodzących na Ziemi. Jednak większość dostarcza działalność przemysłowa
człowieka. Ta ostatnia właśnie powoduje nasilenie się efektu cieplarnianego i
podnoszenie się średniej temperatury na Ziemi.
Popatrzmy na naszą tabelę. Największy udział w powstawaniu efektu cieplarnianego
ma dwutlenek węgla osiągający 50%. Jest go po prostu najwięcej w atmosferze.
Przyjmujemy, że jego zdolność pochłaniania promieniowania podczerwonego wynosi
1, aby łatwiej było nam porównać do niego inne gazy cieplarniane.
Drugim gazem mającym największy po dwutlenku węgla bo 18% udział w
powstawaniu efektu szklarniowego jest metan. Gaz ten jest wytwarzany głównie
przez bakterie biorące udział w procesach rozkładu szczątków roślinnych i
zwierzęcych. Ponadto wydziela się podczas beztlenowego rozkładu odchodów
zwierząt oraz w procesach spalania substancji organicznej. Naturalne ekosystemy i
tereny upraw łącznie emitują 75,2% metanu. Za nadmiar tego gazu w atmosferze
odpowiada głównie przemysł wydobywczy i składowanie odpadów organicznych na
wysypiskach. Nie pozostaje to bez znaczenia, gdyż metan jest 30 razy bardziej
zdolny pochłaniać promieniowanie podczerwone niż CO2.
Najmniej do atmosfery emitowanych jest tlenków azotu, stąd mają one najmniejszy
6% wpływ na kształtowanie klimatu ziemskiego. Najbardziej aktywny tlenek azotu
N2O ma 150-krotnie większą efektywność w absorbowaniu ciepła niż CO2. Jego
wzrost ilościowy powodowany jest przez emisję gazów spalinowych w energetyce i
transporcie oraz przez produkcję i stosowanie nawozów azotowych.
Ozon występuje w sposób naturalny w górnych warstwach atmosfery chroniąc
wszystkie istoty żywe przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym słońca.
Występując w niższych warstwach przyczynia się w 12% do powstawania efektu
cieplarnianego. Ozon jest 2000 razy bardziej efektywny od CO2 w zatrzymywaniu
ciepła w atmosferze. Jego zawartość systematyczne wzrasta o 2% rocznie. Powstaje
on wtedy, gdy energia światła słonecznego pobudza reakcję chemiczną tlenku
węgla, węglowodorów i tlenków azotu, które zostały wydalone przez rury wydechowe
oraz kominy.
Freony w naturalny sposób nie występują w atmosferze. Zostały one w sztuczny
sposób wyprodukowane przez człowieka. Choć ich ilość jedt jak dotychczas znikoma,
to jednak mają one ogromny wpływ na globalne ocieplenie. Są one od 10 do 20
tysięcy razy efektywniejsze w pochłanianiu ciepła od CO2. Uwzględniając przy tym
ich długą żywotność i to, że rozkładają się tylko w stratosferze, można stwierdzić, iż
przy ich zbyt dużej koncentracji, zwiększającej się w tempie 4% na rok, stanowią
poważne zagrożenie.
Jak na razie CO2 ma największy wpływ na powstawanie efektu cieplarnianego i na
globalne ocieplenie. Jednak jak pokazuje wykres wpływ innych gazów będzie się
stopniowo zwiększał. Będzie tak dlatego, gdyż inne gazy silniej pochłaniają
promieniowanie podczerwone. Naukowcy twierdzą, że do 2010 r. te mniej
powszechne gazy będą odpowiedzialne za połowę przyrostu temperatury na Ziemi.
Dlatego należy szybko podejmować działania mające na celu ograniczenie emisji
gazów cieplarnianych, gdyż może ona być fatalna w skutkach.
SKUTKI EFEKTU CIEPLARNIANEGO
W potocznej świadomości efekt cieplarniany kojarzy się z zagrożeniem wielkimi
zmianami klimatycznymi o trudno przewidywalnych konsekwencjach. W
rzeczywistości potencjalna katastrofa nie nastąpi w wyniku zaistnienia efektu
szklarniowego, lecz w wyniku natężenia zjawiska już istniejącego. Co więcej zjawisko
to umożliwia życie na Ziemi. Bowiem zakładając nieistnienie gazów szklarniowych,
Ziemia byłaby ogrzewana tylko za pomocą samej energii słonecznej, gdyż całe
promieniowanie długofalowe emitowane przez Ziemę uchodziłoby w kosmos (zobacz
Działanie efektu cieplarnianego)
Jednak z punktu widzenia ochrony środowiska, najważniejsze są rzeczywiste i
potencjalne skutki efekty cieplarnianego. Istnieje wiele poważnych przesłanek,
świadczących o już istniejącycm poważnym zagrożeniu, przy czym przyszłe
zagrożenia są niezwykle trudne do przewidzenia. Pewny jest wzrost stężenia
dwutlenku węgla w ostatnich czasach. Pewny jest także wzrost temperatury w ciągu
ostatnich 100 lat. Poza tym uczeni zwracają dziś uwagę na szereg niepokojących
zjawisk, zachodzących w środowisku, takich jak:
Wzrost średniej temperatury w Arktyce o 3°C od 1920 roku, a
średniej zimowej aż o 7°C.
Susza w strefie Sohelu - panująca od 1968 roku.
Gorące lata i ciepłe zimy w ostatnich dekadach .
Lekkie przesunięcia stref klimatycznych w stronę równika, czego
efektem była susza w Senegalu w 1973 roku.
Jednak główne skutki ocieplenia możemy
odczuć w połowie przyszłego
wieku.Prognozy te przynoszą niezbyt
optymistyczny obraz: przewiduje się, że
nastąpi odtajenie wiecznej zmarzliny na
wielu obszarach, co spowoduje powstanie
zabagnień i dodatkową, naturalną
produkcję gazów cieplarnianych CH4 i
CO2. Przewiduje się, że podwojenie
koncentracji w powietrzu tego ostatniego z
0,03% do 0,06% spowoduje wzrost
średniej temperatury powietrza nad
powierzchnią Ziemi o 2,3°C, co doprowadzić może do stopienia lodowców
biegunowych, w efekcie czego poziom wody podniesie się o 60-75m i Ziemi może
grozić potop. Wizja podwojenia koncentracji dwutlenku węgla przed 2050 rokiem jest
mało prawdopodobna, natomiast z dużym prawdopodobieństwem, na przełomie
pierwszego i drugiego ćwierćwiecza XXI wieku, w atmosferze będzie 400 ppm CO2.
Jednocześnie zawiesiny pyłów w powietrzu mogą odbijać promienie słoneczne i
temperatura, pomimo wzrostu stężenia CO2, nie będzie wzrastać, co obserwuje się
obecnie. Jednakże stale następujące podgrzewanie wód oceanicznych, powodujące
wzrost objętości wody i topnienie lodowców, dotychczas spowodowało tylko w ciągu
ostatnich 110 lat (1880-1990) podniesienie poziomu lustra oceanów i mórz o 11 cm.
Wzrost poziomu morza zagrozi najgęściej zaludnionym rejonom Ziemi - konieczna
będzie budowa wielu urządzeń ochronnych, analogicznych do funkcjonujących już w
Holandii, jednak nawet one mogą okazać się niewystarczające. Obliczono, że ilość
wody powstałej po stopieniu lodów Grenlandii i Antarktydy wystarczy w zupełności,
aby zalane zostały: Londyn, Hamburg, Kopenhaga i Sztokholm, Wenecja, większość
Belgii, prawie cała Holandia i Dania, ogromne obszary Bangladeszu, a w przypadku
Polski zniknąłby Szczecin, Koszalin, Słupsk, większość Gdyni i Gdańska, Malbork,
Elbląg, a nawet Grudziądz. To "tylko" niektóre z wielu miejsc, które wspólnie tworzą
nasz Świat, lecz mogą w wyniku efektu cieplarnianego, będącego skutkiem naszej
działalności, zniknąć pod wodą.
Kolejnym skutkiem mogą być znaczne zmiany w globalnej cyrkulacji atmosfery,
przyczyniające się do przesunięcia stref klimatycznych ku biegunom, co spowoduje
rewolucję w rolnictwie, bowiem główne rejony upraw w strefie umiarkowanej
przesuną się na terytorium Środkowej Kanady i Syberii, charakteryzujące się
niesprzyjającymi intensywnej produkcji rolnej glebami.
Nastąpi także dalsze pogorszenie warunków opadowych w dzisiejszych strefach
głodu, np. Sahel. Wskutek zmian stref klimatycznych może także powstać więcej
pustyń i stepów na terenach dotychczas porośniętych zielenią.
Szok termiczny może wywołać także poważne zakłócenia w funkcjonowaniu
ekosystemów leśnych w naszej strefie klimatycznej, gdyż lasy iglaste, typowe dla
Polski, mogą nie wytrzymać większych temperatur.
Możliwy jest jednak, z pozoru absurdalny, dokładnie odwrotny
scenariusz: ocieplenie spowoduje większe nagromadzenie lodów. Może
się zdarzyć, że zwiększy się parowanie wody z nagrzanych oceanów, a
więc zwiększą się znacznie opady, w tym opady śniegu nad Grenlandią
i Antarktydą. Jeśli roczny dopływ wody w postaci śniegu byłby wyższy,
niż jej utrata przez topnienie, mielibyśmy więcej lodów z powodu
wyższej temperatury. Jest to jednak mało prawdopodobne, a wszystko
zmierza w dokładnie przeciwnym kierunku...
Podsumowując skutki efektu cieplarnianego już teraz wprowadzają bardzo
niepokojące zmiany w klimacie całego Świata. Jednak ekstremum tego zjawiska
powinno nastąpić w najbliższym 50-cio leciu. Wtedy skutki mogą być katastrofalne:
może nastąpić zalanie poważnych obszarów na całej Ziemi, mogą zwiększyć się
obszary pustynne, stepy i sawanny. Może dojść to tego, iż tam, gdzie obecnie ziemie
są żyzne, będziemy zmuszeni uprawiać kukurydzę. Jednak za 50 lat będzie już za
późno, aby cokolwiek zmienić, uratować. Takie działania należy podjąć już dziś, a
nawet teraz jest za późno. Niezbyt optymistyczna jest myśl, że wskutek rozwoju
ludzkości Nasza Planeta będzie przypominała krajobraz z Marsa.
Dlatego należy natychmiast zacząć działać i rozwinąć już podejmowane działania
prowadzące do ratowania Świata.
CZŁOWIEK A EFEKT CIEPLARNIANY
Aby zapobiec rozszerzaniu się efektu cieplarnianego należy podejmować działania
mające na celu dostosowanie przemysłu, transportu i mentalności społeczeństwa do
tego problemu. Jako że w przypadku efektu cieplarnianego największe znaczenie ma
dwutlenek węgla, to działania ekologów zmierzają do zmniejszenia emisji tego
właśnie gazu.
Już w roku 1978 w tzw. Protokole Montrealskim ujęto konieczność zmniejszenia
emisji CO2, CH4 i N2O.Pomimo uczestnictwa w obradach przedstawicieli całego
Świata , powstał spór o zmniejszenie emisji CO2 przez Stany Zjednoczone,
uznawane jako wielkie państwo, wielka potęga gospodarcza i przemysłowa za
największego producenta dwutlenku węgla. Żądano, aby Stany Zjednoczone
najbardziej zredukowały zużycie paliw, podczas spalania których następuje emisja
CO2. Jednak doradcy naukowi i ekonomiczni rządu USA bronią się brakiem
dowodów na wpływ dwutlenku węgla na globalne ocieplenie. Nie można na
podstawie niesprawdzonych hipotez o niejasnym zagrożeniu ryzykować
ograniczeniem rozwoju przemysłu i recesji gospodarczej, prowadzących ostatecznie
do spadku dobrobytu kraju. Ekologowie za kontrargument stawiają fakt, iż władze
USA nie mogą udowodnić, że dalsze,
coraz szybsze spalanie paliw
kopalnych nie spowoduje ocieplenia
klimatu Ziemi.
Spór trwa nadal, jednak aby ograniczyć
emisję dwutlenku węgla niezbędne są
następujące działania:
Narody Świata będą musiały spalać mniej węgla, gazu i ropy. Dokonać tego należy
przez bardziej oszczędne korzystanie z energii, zarówno w przemyśle, jak i w domu.
Pozytywnym przykładem mogą być tutaj dobrze izolowane domy skandynawskie,
których ogrzewanie w okresie zimowym jest w sposób istotny zredukowane.
Ważne jest również, aby poprawić efektywność samych elektrowni. Musimy
pamiętać, że tylko 35% energii wytwarzanej za spalania węgla jest zamieniane na
energię elektryczną, zaś większość z pozostałych 65% ulatnia się w postaci ciepła.
Ta bezpowrotnie tracona energia mogłaby być użyta do innych celów, np.
wytwarzanie gorącej wody dla przemysłu czy ogrzewania budynków użytkowych tj.
biurowców, szklarni itp. Małe kotłownie i elektrownie mogą zaopatrywać w
elektryczność i ciepłą wodę do ogrzewanie pobliskie gospodarstwa domowe. Także
podatek od nadmiernie zużywanej energii powinien zmusić ludzi do jej oszczędzania.
Za dużą część emitowanego
na Świecie dwutlenku węgla
są odpowiedzialne pojazdy
silnikowe.W
AmerycePółnocnej jest to aż
trzecia część całej emisji
CO2. Pojazdy silnikowe
przyczyniają się do
zwiększenia ilości tlenku
azotu i ozonu. Ograniczenia
w tej dziedzinie mogłyby być
zrealizowane przez
stawianie fabrykom
warunku, aby produkowały
samochody spalające 1 litr paliwa na 35km, lub przez wprowadzenie ograniczeń w
ruchu samochodowym w skupiskach miejskich prowadzące do korzystania w
większym niż dotychczas stopniu z transportu publicznego.
Poza możliwościami ograniczenia przez człowieka emisji gazów cieplarnianych,
można także zmierzać do usunięcia CO2 z atmosfery. Jednak to również wymaga
zmian: należy zahamować wyrąb i wypalanie lasów oraz sadzić co najmniej tyle
nowych drzew, ile ulega niszczeniu (W Kanadzie na 10 ściętych drzew sadzi się tylko
3 nowe). Drzewostan ma bardzo istotny wpływ na regulację ilości CO2 w atmosferze,
gdyż 1 hektar lasu pochłania 250kg CO2.
Takie działania muszą być podjęte. Były już m.in. punktem rozmów na tzw. "Szczycie
Ziemi" w Rio de Janeiro, który odbył się w czerwcu 1992 roku. O tym, że Świat coraz
poważniej myśli i zdaje sobie sprawę oz zagrożeń globalnego ocieplenia
spowodowanego efektem cieplarnianym świadczy fakt przewodniczenia
poszczególnym delegacjom przez głowy państw i szefów narodów. Na konferencji
przyjęto m.in: Ramową Konwencję w sprawie zmian klimatu, uzupełniającą tzw.
Protokół Montrealski postanowieniami w sprawie zmniejszenia emisji CO2, CH4 i
N2O.
Świat powoli zdaje sobie
sprawę z wielkiego
zagrożenia, jakim jest efekt
cieplarniany. Jednak każdy z
nas może indywidualnie
przyczynić się do
zmniejszenia globalnego
ocieplenia dzięki wtórnemu
przetwarzaniu surowców i
unikaniu zbyt dużej
konsumpcji. Wystarczy tylko
dbać, aby kupowane przez
nas produkty nadawały się
do ponownego użycia, by
były surowcami wtórnymi.
Dzięki sortowaniu śmieci oszczędza się część energii potrzebnej do produkcji
nowych opakowań, co z kolei redukuje wydzielanie CO2 do atmosfery. Zmniejsza to
także gromadzenie się metanu w pozostałościach rozkładających się odpadów
organicznych. Każdy z nas powinien oszczędzać energię przez używanie jak
najbardziej energooszczędnych produktów, takich jak pralki, lodówki czy żarówki.
Poprawiając izolację domów zmniejsza się wykorzystanie ogrzewania czyli spalane
jest mniej węgla, gazu i ropy. W rezultacie do atmosfery trafia mniejsza ilość CO2. Tą
emisję możemy zredukować również korzystając w mniejszym stopniu z
samochodów, możemy przecież spacerować, jeździć na rowerze i korzystać z
publicznych środków lokomocji.
Poziom stężeń CO2 i CH4 w regionalnym systemie monitoringu nie jest określany.
Należy jednak sądzić, że emisja tych gazów z rejonu Górnego Śląska jest znaczna.
Tutaj zlokalizowany jest szereg elektrowni i elektrociepłowni. Większe z nich to:
Rybnik, Łaziska, Jaworzno, Łagisza, Zabrze i Bytom. Produkcja energii elektrycznej i
cieplnej jest związana ze spalaniem węgla, a spalanie 1000 kg węgla to emisja ok.
2500 kg CO2. Elektrownia średniej mocy (1000 MW) spala rocznie od 1,5 do 2 mln
ton węgla. Moc elektrowni Jaworzno wynosi 1200 MW. To ile węgla spalają śląskie
elektrownie? Jedynie ograniczenie produkcji energii cieplnej i elektrycznej zmniejszy
ilość spalonego węgla, wyemitowanego CO2 i zmniejszy efekt cieplarniany. Wiąże
się to z likwidowaniem energochłonnych technologii, wykorzystywaniem
niekonwencjonalnych źródeł energii, takich jak energia wodna, wiatrowa czy
geotermia, stosowaniem w budownictwie materiałów cechujących się niskim
współczynnikem strat cieplnych. Również tworzenie pasów zieleni wokół terenów
uprzemysłowionych zmniejszy ilość CO2.
Wydobyciu węgla towarzyszy emisja
metanu do atmosfery. nikt nie mierzy ilości
tego gazu uwolnionego z pokładów węgla.
Nadzieję należy wiązać z przemysłowym
odgazowaniem śląskich kopalń, o co
zabiegają firmy zachodnioeuropejskie i
amerykańskie. Powinniśmy o tym
pamiętać i mając na uwadze, że za 50 lat obecne młode pokolenie może zobaczyć
to, czemu mogło zapobiec dzisiaj. Jak na razie jesteśmy zdani tylko na siebie, gdyż
spór wokół ocieplenia klimatu Ziemi jest aktualnie w takim stanie, w jakim spór
dotyczący warstwy ozonowej był na początku lat osiemdziesiątych. Dyskutowano
wtedy, czy należy wydawać pieniądze, aby zapobiegać niepewnym zagrożeniom na
odległych lądach. Dziś nawet w Polsce musimy unikać opalania się oraz kupować
kremy i okulary chroniące przed ultrafioletem.
Dyskusje nad efektem cieplarnianym i funduszami na zapobieganie mu trwają, lecz
wciąż wiele jest zakładów przemysłowych emitujących gazy cieplarniane, a człowiek
wciąż wycina ogromne połacie lasów.
HISTORIA KLIMATU ZIEMI
Historia naszej planety obejmuje prawie 5 milionów lat, jest także historią klimatu.
Bardzo interesujący jest okres ok. 100 milionów lat, charakteryzujący się stosunkowo
wyrazistymi fluktuacjami klimatu. Dzięki badaniom zawartości izotopu tlenu O18 w
skorupach otwornic, udało się odczytać ostatnie dzieje klimatu i jego zmiany. W
ostatnich tysiącach lat, tzn. po ustąpieniu lądolodu, te zmiany utrzymały się. 6 tysięcy
lat temu w Europie Zachodniej było cieplej niż dziś. W ostatnich stuleciach obserwuje
się najpierw wyraźne ochłodzenie (XVI-XVIIw.), a następnie ocieplenie. W naszym
stuleciu da się odczytać trend wzrostowy temperatury, średnio o 0,1°C na każde
ćwierćwiecze. Zmiany klimatyczne odbywają się w różnych skalach czasowych i
przestrzennych. Obecna temperatura powierzchni Ziemi jest wynikiem równowagi
bilansowej pomiędzy
dochodzącym
promieniowaniem
słonecznym, a uchodzącym
promieniowaniem Ziemi i
atmosfery, i mierzona jest od
ponad stu lat.
Pierwszą informację o
możliwych zmianach bilansu
radiacyjnego pod wpływem
wzrostu koncentracji CO2
przekazał na przełomie
stuleci szwedzki chemik
Svante Auvhenius. Od
połowy bieżącego stulecia
prowadzone są pomiary
zawartości CO2 w dolnej
troposferze, w miejscach
pozbawionych wpływów lokalnych (przylądek Barrow na Alasce, szczyty Kaukoui). Z
wykresów i tabel sporządzonych na podstawie tych pomiarów jednoznacznie
odczytać można wzrost koncentracji, wynoszący średnio ok. 1ppmv na rok.
(cząsteczek CO2 na milion cząsteczek objętości powietrza w ciągu roku). Dzięki
badaniom prowadzonym pośród lodów Antarktydy i Grenlandii odnotowano
koncentrację CO2 w powietrzu z ostatnich setek i tysięcy lat. Bąbelki tego powietrza
są uwięzione w lodzie i łatwo dają się analizować metodami izotopowymi lub
sedymentologicznymi. Wynik jest wyjątkowo zgodny z krzywymi okresu pomiaru
bezpośredniego i potwierdza nieustanny wzrost koncentracji CO2 prawdopodobnie
od początku XVII stulecia od poziomu ok. 278 ppm do dziś (340 ppm). Przez ten
czas przybyło w atmosferze ok. 150 miliardów ton węgla. Pomiary bąbli z Antarktydy
wskazują na mniejszą zawartość CO2 w tamtym czasie (ok. 200 ppm). Być może
jednak koniec zlodowacenia odznaczał się szczególnymi warunkami, a pamiętać
należy także o związku obecności dwutlenku węgla z aktywnością wulkaniczną.
Ostatnie zmiany są ponad wszelką wątpliwość
związane z działalnością człowieka. Koncentracja
CO2 w powietrzu stale wzrasta,gdyż rośliny nie
są w stanie zredukować tak dużej ilości tego
gazu. Nastąpiło więc zachwianie dotychczasowej
równowagi między jego ilością wytwarzaną przez
konsumentów (zwierzęta, człowieka i maszyny
przez niego stworzone), a ilością pochłanianą w
procesie fotosyntezy.
Bilans emisji CO2 nie zamyka się w atmosferze.
Dostało się do niej w okresie uprzemysłowienia
dwukrotnie więcej tego gazu, niż wyliczono.
Reszta została pochłonięta przez oceany, w
których wykazano wyjątkową intensywność
procesów fotosyntezy roślin wodnych, głownie
glonów. Jest ich tam 50 razy więcej, niż w atmosferze. Zmniejszenie jej
intensywności wskutek np. pogorszenia przeźroczystości wód z powodu ich
zanieczyszczenia, może gwałtownie zmniejszyć możliwość pochłaniania dwutlenku
węgla.
Trudna do ustalenia w tej sprawie jest chociażby rola lasów, z jednej strony
pochłaniających CO2, z drugiej, przy spalaniu, będących jego źródłem w atmosferze.
Jednak największym, stałym, nie zbilansowanym źródłem związków węgla są paliwa
kopalne, które w skalidziesięcioleci praktycznie się nie odnawiają
Potężną niewiadomą jest cyrkulacja oceaniczna, której zmiany mogą zarówno
uwięzić, jak i uwolnić niewuobrażalne ilości związków węgla. Uwolnione dostaną się
do szybkiego obiegu atmosferyczno-hydrosferycznego.
Trudno przewidzieć wzrost emisji dwutlenku węgla w następnych latach. Wzrost z lat
60 i 70 (4%) nie powinien się utrzymać, gdyż ostatnie kryzysy naftowe oraz poważne
starania krajów rozwiniętych owocują wyraźnym spadkiem ilości spalanych paliw.