Global Warming: mechanisme, effecten en beheersing van de opwarming van de aarde

Lees dit artikel om meer te weten te komen over het mechanisme, de effecten en de beheersing van het broeikaseffect!

De opwarming van de aarde, een recente opwarming van het aardoppervlak en een lagere atmosfeer, wordt verondersteld het resultaat te zijn van een versterking van het broeikaseffect, voornamelijk als gevolg van door de mens geproduceerde verhogingen van broeikasgassen in de atmosfeer.

Afbeelding Courtesy: cdn.zmescience.com/wp-content/uploads/2012/11/global-warming2.jpg

Het broeikaseffect is een proces waarbij radioactieve energie die een planetair oppervlak verlaat wordt geabsorbeerd door sommige atmosferische gassen, broeikasgassen genoemd. Ze brengen deze energie over naar andere componenten van de atmosfeer en worden in alle richtingen opnieuw uitgestraald, inclusief terug naar de oppervlakte. Hierdoor wordt energie overgedragen naar het oppervlak en de lagere atmosfeer, zodat de temperatuur daar hoger is dan wanneer directe verwarming door zonnestraling het enige opwarmingsmechanisme zou zijn.

Dit mechanisme is fundamenteel anders dan dat van een echte kas, die werkt door warme lucht in de structuur te isoleren, zodat er geen warmte verloren gaat door convectie.

Het broeikaseffect werd ontdekt door Joseph Fourier in 1824, het eerst op betrouwbare wijze geëxperimenteerd door John Tyndall in 1858, en voor het eerst kwantitatief gerapporteerd door Svante Arrhenius in 1896.

Een broeikasgas (soms afgekort als GHG) is een gas in een atmosfeer die straling absorbeert en uitzendt binnen het thermische infraroodbereik. Dit proces is de fundamentele oorzaak van het effect. De primaire broeikasgassen in de atmosfeer van de aarde zijn waterdamp, koolstofdioxide, methaan, stikstofoxide en ozon. In volgorde zijn de meest voorkomende broeikasgassen in de atmosfeer van de aarde:

ik. Waterdamp.

ii. Kooldioxide, methaan.

iii. Lachgas.

iv. Ozon, chloorfluorkoolwaterstoffen.

De bijdrage aan het broeikaseffect door een gas wordt beïnvloed door zowel de eigenschappen van het gas als zijn abundantie. Het fenomeen dat de milieuwetenschappers zorgen baart, is dat door antropogene activiteiten er een toename is van de concentratie van de broeikasgassen in de lucht die absorberen infraroodlicht dat warmte bevat en resulteert in de herstraling van nog meer van de uitgaande thermische infraroodenergie, waardoor de gemiddelde oppervlaktetemperatuur boven 15 ° C wordt verhoogd.

Het fenomeen wordt het versterkte broeikaseffect genoemd om het effect te onderscheiden van het effect dat al millennia op natuurlijke wijze inwerkt. De broeikasgassen die aanwezig zijn in de troposfeer en die resulteren in een toename van de temperatuur van lucht en aarde worden hier besproken:

CO ₂ :

Het draagt ​​ongeveer 55% bij aan de opwarming van de aarde door broeikasgassen die door menselijke activiteiten worden geproduceerd. Industriële landen nemen ongeveer 76% van de jaarlijkse emissies voor hun rekening. De belangrijkste bronnen zijn het verbranden van fossiele brandstoffen (67%) en ontbossing, andere vormen van landopruiming en verbranding (33%). CO2 blijft ongeveer 500 jaar in de atmosfeer. De CO2-concentratie in de atmosfeer bedroeg in 1990 355 ppm, die elk jaar met 1, 5 ppm toeneemt.

CFC:

Deze worden verondersteld verantwoordelijk te zijn voor 24% van de menselijke bijdrage aan broeikasgassen. Ze putten ook ozon uit in de stratosfeer. De belangrijkste bronnen van CFK's zijn lekkende airconditioners en koelkasten, verdamping van industriële oplosmiddelen, productie van plastic schuimen, spuitbussen, drijfgassen enz.

CFC's nemen 10-15 jaar in beslag om de stratosfeer te bereiken en vangen doorgaans 1500 tot 7000 keer meer warmte per molecuul dan C02 terwijl ze zich in de troposfeer bevinden. Dit verwarmingseffect in de troposfeer kan gedeeltelijk worden gecompenseerd door de afkoeling die wordt veroorzaakt wanneer CFK's ozon afbreken tijdens hun verblijf van 65 tot 110 jaar in de stratosfeer. Atmosferische concentratie van CFK is 0.00225 ppm die jaarlijks met een snelheid van 0, 5% toeneemt.

methaan:

Het is goed voor 18% van de toegenomen broeikasgassen. Methaan wordt geproduceerd wanneer bacteriën dode organische stoffen afbreken op vochtige plaatsen waar zuurstof ontbreekt, zoals moerassen, natuurlijke wetlands, rijstvelden, stortplaatsen en spijsverteringskanalen van runderen, schapen en termieten.

Productie en gebruik van olie en aardgas en onvolledige verbranding van organisch materiaal zijn ook belangrijke bronnen van methaan. Methaan blijft 7-10 jaar in de atmosfeer. Elk methaanmolecuul bevat ongeveer 25 keer zoveel warmte als een C02-molecuul. Atmosferische concentratie van methaan is 1.675 ppm en neemt jaarlijks toe met 1%.

N2O:

Het is verantwoordelijk voor 6% van de menselijke inbreng van broeikasgassen. Naast het vangen van warmte in de troposfeer, put het ook ozon uit in de stratosfeer. Het wordt vrijgemaakt van nylonproducten, van het verbranden van biomassa en stikstofrijke brandstoffen (met name kolen) en van de afbraak van stikstofmeststoffen in de bodem, dierlijke afvalstoffen en nitraat verontreinigd grondwater. De levensduur in de troposfeer is 140-190 jaar en het vat ongeveer 230 keer zoveel warmte per molecuul als CO2. De atmosferische concentratie van N20 is 0, 3 ppm en neemt jaarlijks met een snelheid van 0, 2% toe.

1. Mechanisme van de opwarming van de aarde:

ik. De inkomende straling van de zon is meestal in de vorm van zichtbaar licht en nabijgelegen golflengten, grotendeels in het bereik van 0, 2 - 4 1 m, wat overeenkomt met de stralingstemperatuur van de zon van 6000 K. Bijna de helft van de straling is in de vorm van "zichtbaar" licht, waarvan onze ogen zijn aangepast om te gebruiken.

ii. Ongeveer 50% van de energie van de zon wordt geabsorbeerd aan het aardoppervlak en de rest wordt gereflecteerd of geabsorbeerd door de atmosfeer. De reflectie van licht terug in de ruimte - grotendeels door wolken - heeft niet veel invloed op het basismechanisme; dit licht gaat in feite verloren voor het systeem.

iii. De opgenomen energie verwarmt het oppervlak. Eenvoudige presentaties van het broeikaseffect, zoals het geïdealiseerde kasmodel, laten zien dat deze warmte verloren gaat als thermische straling. De realiteit is complexer: de atmosfeer nabij het oppervlak is grotendeels ondoorzichtig voor thermische straling (met belangrijke uitzonderingen voor "venster" -banden), en het meeste warmteverlies van het oppervlak is door voelbare warmte en latent warmtetransport.

Het verlies aan radiogene energie wordt steeds belangrijker in de atmosfeer, grotendeels als gevolg van de afnemende concentratie van waterdamp, een belangrijk broeikasgas. Het is realistischer om te denken aan het broeikaseffect als van toepassing op een "oppervlak" in de midden-troposfeer, dat effectief aan het oppervlak is gekoppeld door een afvalsnelheid.

2. Effecten van Global Warming:

(i) Wereldwijde temperatuurstijging:

Naar schatting zal de gemiddelde temperatuur van de aarde tegen 2050 tussen 1, 5 en 5, 5 ° C stijgen als de toevoer van broeikasgassen aan het huidige tempo blijft stijgen. Zelfs op de lagere waarde zou de aarde warmer zijn dan 10.000 jaar geleden.

(ii) Opkomst in zeeniveau:

Met de toename van de mondiale temperatuur zal het zeewater zich uitbreiden. Door verwarming zullen de polaire ijskappen en gletsjers smelten, wat resulteert in een verdere stijging van de zeespiegel. Huidige modellen geven aan dat een stijging van de gemiddelde atmosferische temperatuur van 3 ° C de gemiddelde wereldwijde zeespiegel in de volgende 50-100 jaar met 0, 2-1, 5 meter zou verhogen.

Een meter zeespiegelstijging zal laaggelegen gebieden van steden zoals Shanghai, Cairo, Bangkok, Sydney, Hamburg en Venetië overspoelen, evenals agrarische laaglanden en delta's in Egypte, Bangladesh, India, China en zal de rijstproductiviteit beïnvloeden.

Dit zal ook veel commercieel belangrijke paaigronden verstoren en waarschijnlijk de frequentie van stormschade aan lagunes, estuaria en koraalriffen verhogen. In India kunnen de Lakshadweep-eilanden met een maximale hoogte van 4 meter boven de zeespiegel kwetsbaar zijn.

Enkele van de mooiste steden zoals Mumbai kunnen worden bespaard door zware investeringen op de dijk om inundatie te voorkomen. Het leven van miljoenen mensen zal worden beïnvloed door stijgingen van de zeespiegel die huizen hebben gebouwd in de delta's van de Ganges, de Nijl, de Mekong, de Yangtze en de Mississippi.

(iii) Effecten op de menselijke gezondheid:

Het broeikaseffect zal in veel gebieden leiden tot veranderingen in het regenpatroon, waardoor de verspreiding van door vectoren overgedragen ziekten zoals malaria, filariasis, olifantenziekte enz. Wordt beïnvloed. Gebieden die op dit moment vrij zijn van ziekten zoals malaria; schistosomiasis enz. kunnen de voedingsbodems worden voor de vectoren van dergelijke ziekten.

De gebieden die op deze manier waarschijnlijk worden getroffen, zijn Ethiopië, Kenia en Indonesië. Warmere temperaturen en meer waterstagnatie zouden het kweken van muggen, slakken en sommige insecten, die de vectoren van dergelijke ziekten zijn, begunstigen. Hogere temperaturen en vochtigheid zullen de luchtwegen en huidaandoeningen verhogen / verergeren.

(iv) Effecten op de landbouw:

Er zijn verschillende opvattingen over het effect van het broeikaseffect op de landbouw. Het kan positieve of negatieve effecten hebben op verschillende soorten gewassen in verschillende delen van de wereld. Tropische en subtropische gebieden zullen meer worden beïnvloed, omdat de gemiddelde temperatuur in deze gebieden al aan de hogere kant is.

Zelfs een stijging van 2 ° C kan behoorlijk schadelijk zijn voor gewassen. Bodemvocht zal afnemen en de verdamping zal toenemen, wat de tarwe- en maïsproductie drastisch kan beïnvloeden. Verhoging van temperatuur en vochtigheid zal de plaaggroei verhogen zoals de groei van vectoren voor verschillende ziekten. Ongedierte past zich beter aan dergelijke veranderingen aan dan de gewassen. Om het hoofd te bieden aan de veranderende situatie, moeten droogtebestendige, hittebestendige en ongediertebestendige variëteiten van gewassen worden ontwikkeld.

3. Meetmaat voor het broeikaseffect:

Er zijn verschillende manieren om het broeikaseffect te stoppen:

ik. Plant meer bomen en stop met bijdragen aan ontbossing:

Dit is verreweg de gemakkelijkste maatregel om onze planeet te redden van de gevaren van het broeikaseffect. De opwarming van de aarde kan worden toegeschreven aan de grootschalige concentratie van koolstofdioxide in de atmosfeer. Dat gezegd hebbende, het planten van bomen kan helpen bij het absorberen van dit schadelijke gas en helpen bij het regelen van de hoeveelheid in de atmosfeer en helpen bij het voorkomen van het broeikaseffect door het broeikaseffect te verminderen.

ii. Overschakelen naar compacte fluorescentielampen:

Elk huishouden dat gloeilampen gebruikt, draagt ​​op grote schaal bij aan het broeikaseffect. Over het geheel genomen voegen deze bollen elk jaar 300 pond koolstofdioxide aan de atmosfeer toe. Gloeilampen vervangen door energiebesparende compacte fluorescentielampen (CFL's) kunnen helpen de CO2-uitstoot te verminderen en u helpen 60 procent energie te besparen.

iii. Hergebruik en recycleer producten:

Hergebruik en recycling van verschillende producten die we in ons dagelijks leven gebruiken, kan u ook helpen om uw bijdrage te leveren aan het stoppen van het broeikaseffect. Zo zal recyclingpapier ervoor zorgen dat bomen op grote schaal worden gekapt om papier te produceren, en deze bomen absorberen op hun beurt de kooldioxide in de atmosfeer en verminderen het broeikaseffect.

iv. Apparaten ontkoppelen:

Het loskoppelen van apparaten om energie te besparen is nog een andere effectieve manier om de problemen van het broeikaseffect aan te pakken. Het eenvoudigweg ontkoppelen van alle elektronische apparaten die niet worden gebruikt, kan 20 procent energie besparen. Wat nog belangrijker is, het zal ook helpen bij het verminderen van uw elektriciteitsrekening met 10 procent per maand.

v. Vermijd elektrische apparaten op stand-by te houden:

Evenzo draagt ​​het op stand-by houden van elektronische apparaten ook bij aan het verlies van energie en het broeikaseffect en daarom kan dit het best worden vermeden. Je zou kunnen denken dat het geen groot verschil is om een ​​enkele computer in stand-by te houden, maar wanneer miljoenen mensen op deze manier denken, maakt het een enorm verschil.

vi. Gebruik een programmeerbare thermostaat:

Een thermostaat helpt bij het regelen van de temperatuur door de warmtetoevoer te wijzigen. Zorg ervoor dat je je thermostaat tijdens de winter zo laag mogelijk houdt, en zo hoog mogelijk tijdens de zomer. Verlaag de thermostaat in de winter met 2 graden en verhoog deze in de zomer met 2 graden. Dit kan helpen om 2.000 pond koolstofdioxide uit de atmosfeer te houden.

vii. Promoot het gebruik van biologische producten:

Het promoten van het gebruik van biologische voedingsmiddelen is ook een van de effectieve manieren om opwarming van de aarde te voorkomen. De neiging van organische bodems om kooldioxide op te vangen is veel groter dan die van de grond die wordt gebruikt in de conventionele landbouw. Schattingen suggereren dat we 580 miljard pond kooldioxide kwijt kunnen als we onze toevlucht nemen tot biologische landbouw voor voedselproductie.

viii. Voertuigen efficiënt gebruiken:

Een van de belangrijkste oorzaken van vervuiling, voertuigen dumpen een grote hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer. Als we stoppen met het gebruik van voertuigen, kunnen we grote hoeveelheden vervuiling verminderen. Als u het voertuig niet kunt weerstaan, kunt u kiezen voor efficiënte rij-tips, zoals het uitschakelen van de motor bij rood licht en rijden met gematigde snelheden, en bijdragen aan het terugdringen van het broeikaseffect. Idealiter moet u echter kiezen voor openbaar vervoer of andere milieuvriendelijke transportmiddelen zoals fietsen.

ix. Toevlucht naar alternatieve energiebronnen:

Een van de meest besproken opwarming van de aarde-oplossing is om over te schakelen naar alternatieve energiebronnen zoals zonne-energie en windenergie. Je kunt deze bronnen van natuur gemakkelijk gebruiken om energie te genereren en fossiele brandstoffen ermee te vervangen. Alleen al het verwijderen van fossiele brandstoffen zal helpen om elke dag de enorme hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer te verminderen.

X. Word een verantwoordelijke burger:

Dit is de belangrijkste van de verschillende maatregelen om het broeikaseffect tegen te gaan. We moeten erkennen dat we in hoge mate verantwoordelijk zijn voor deze bedreiging. Alleen al het uitvoeren van de eenvoudige stappen om de opwarming van de aarde te stoppen, kan een groot verschil maken. Je kunt ook je eigen nieuwe manieren bedenken om hier een bijdrage aan te leveren.

Een van onze lezers had bijvoorbeeld een geldig punt gemaakt door te zeggen: "Als we de onnodige luxe in ons leven opofferen, kunnen we bijdragen aan het opslaan van de enorme hoeveelheid energie die in hun productie gaat." Komen tot deze 10 manieren om te stoppen de opwarming van de aarde kan ons helpen om het probleem in belangrijke mate in te dammen.