Жаһандық жылыну. Биология, 11 сынып, дидактикалық материал.

  Ғаламдық жылыну

 ХІХ ғасырдың соңында Швед ғалымы Аррениус көмірді көп мөлшерде жаққаннан атмосферада СО2 концентрациясы артып, жалпы климаттың жылынуын шақырады деді. 1957 жылы Халықаралық геофизика жылы деп аталып, атмосфераның химиялық құрамын бақылауда кешенді жұмыстар өткізілді. Сол ғылыми жұмыстардың есептемесі бойынша атмосферада СО2 –нің концентрациясы айтарлықтай артқаны айтылды. Ресей ғалымы Михаил Будыко климаттың өзгеруіндегі алғаш ғылыми дәлеледенген нақты есептеулер жүргізіп, оның жалпы табиғатының өзгергендігі туралы толық ашық мәліметтер ұсынған болатын. Парник эффектісі көп ретте ауада су буының, көмірқышқыл газының, метанның, азот тотығының және т.б. газдар концентрациясының артуымен пайда болады. Жерде атмосфера қабаты пайда болысымен, парник эффектісі түзіледі. Жер бетінің орташа температурасы +14 0С-қа тең, егер аз мөлшерлі парник эффектісі болмаса, оның орташа температурасы – 19 0С-қа тең болар еді. Яғни, 33 0С-қа төмен болар еді. Қазіргі таңда парниктік эффектісін қалыптастыруда антропогендік фактор алдыңғы орын алуда. Бұл ретте ең көп тараған парник газы – су буының концентрациясы өзгеріссіз қалуда. Жылу ағымының қарқынды өсуіне Жер бетінің антропогендік өзгеруі, қар жамылғысының еруі және орманды алқаптарды кесуі нәтижесінде альбедо күшінің артуы да маңызды рольге ие. Жер бетінің төменгі атмосфералық қабатының ғаламдық жылынуы соңғы 200 жыл ішінде байқалуда. 1950 жылдардың ортасынан бастап, ауаның төмеңгі орташа жылдық температурасының 13,8 0С-тан 14,6 0С-қа өсуі байқалған. Климаттың өзгеруінің басты себептері - табиғи және антропогендік факторлар болып табылады. Табиғи себептерінің ішінде – мұхит ағымдарының тұрақсыздығы, олардың айналымының бұзылуы, гидросфераның беткі жылу сыйымдылығының ұлғаюы, күн белсенділігінің тербелістері. Ресей ғалымдарының есептемелері бойынша парник эффектісін қалыптастыруда бөлек газдардың қатысты үлесі алуан түрлі: көмір қышқыл газы – 63%, метан - 21%, азот оксидтері - 5%, хлорфторкөміртектер үлесі - 11%. ХХ ғасырдан бастап, адамзаттың индустриалды қызметнінің қарқынды дамуына байланысты атмосфералық ауада көміртегі, азот, күкірт оксидтерінің концентрациясы күрт артып кетті. Көмірқышқыл газының атмосфераға түсуіндегі негізгі көздері – жаңғыш қазба отындарды жағу (көмір, мұнай, газ), цементті өндіру, жолай газды жағу, ормандарды жою, Жердің өсімдік жамылғысының тозуы. Антропогенді азот және күкірт оксидтерінің көздері – жылу электр станцияларының, химия және металлургия кәсіпорындарының шығарындылары, көмір және сульфидті рудниктердің орындары, автокөлік шығарындылары және т.б. Парник газдарының ғаламдық ағыстарында антропогендік көздердің алар үлесі 3,7 %-дан (көмірқышқыл газы) 40 %-ға (күкірт газы) дейін жетеді Метан газының атмосфераға түсу жылдамдығы көмірқышқыл газына қарағанда 7 есе жоғары болып келеді. Оның жылуды сіңіру қабілеті 20 есе жоғары болып келеді. Метанның табиғи көздері - литосферадан лайлы вулкандардың қоспалары, мұнай, газогидратты заттар миграциясының қоспалары, көміртегінің сутектік мұзды қоспалары. Парниктік газдар концентрациясын шектеу мақсатында халықаралық құжат Киото хаттамасы (1997 жыл, желтоқсан, Жапония) қабылданды. Оның ұстанған мақсаты – 90-шы жылдармен салыстырғанда КҚ газының мөлшерін 2015 жылға қарай 5 %-ға төмендету болып табылады.

 Ғаламдық жылыну —жердің бетіндегі орташа температураның артуы. Соңғы жүз жылда температурасы шамамен 0, 6 ºС-қа артты. Ауаны ластау, өнеркәсіп санының артуы, ормандарды кесу, жанартаулардың атқылауы және Күндегі өзгерістер, адамның әр түрлі әрекеттері ғаламдық жылынудың басты себептері болып тұр.

 Парниктік газдар — табиғи газдар, мысалы, хлорфторкөмірсутектер. Парниктік газдардың басты алты түрі бар, олар: су буы, көмірқышқыл газы, метан, азот тотығы, озон және хлорфторкөмірсутектер. Осы парник газдарының әсерінен озон қабаты жұқ аруда.Озон қабаты оттегінің бір түрі озоннан тұрады. Бұл қабат Жерді Күннен шығатын зиянды ультрокүлігін сәулелері нен қорғайды.Ол ультрокүлгін сәулелерін 97-99 %-ын өзіне сіңіріп алады. Зиянды ультрокүгін сәулелері тері ісігін,шелдерді тудырады. Егін түсіміне және суға зиянды әсерін тигізеді. 1985 жылы 3 Британдық ғалым Джозеф Фарман, Брайан Гардинер және Джонатан Шанклин озон қабаты тесігін тапты.

 Ғаламдық жылынулардың әсерлері

 Ғаламдық жылынудың басты әсерлері мыналар: климаттың өзгеруі, жылу толқындарының жиі болуы, теңіз деңгейінің көтерілуі, мұздықтардың еруі, тасқындар, құрғақшылықтар мен дақылдардың шықпай қалуы секілді табиғи зардаптар.

 Мұз қабаттарының еруі

 Ғаламдық жылынудың нәтижесінде мұз қабаттары еруде. Мұз қабаттары дегеніміз — жердің қар мен мұз қаптап жатқан бөліктері. Мұздықтар мұзының қалыңдығы 1000 м-ден жоғары, аумағы 51 800 км² болады. Мұз қабаттарының еруі нәтижесінде теңіз деңгейлері артуда. Арктикалық теңіздердің мұздықтары да ғаламдық жылынудың әсерінен төмен тұсуде. Төмен түсудің қазіргі деңгейі әр онжылдықта 8%-ға тең болып тұр. Бұл 2060 жылға қарай жер бетінде Арктикалық теңіздердің жойылатынын білдіреді.

 Климаттың өзгеруін зерттейтін БҰҰ-ның мемлекетаралық эксперттер тобының пайымдауынша (және Үлкен Сегіздік елдерінің ұлттық академияларының келісімімен) XVIII ғасырдың екінші жартысынан бастап жердің орташа температурасы 0,7 °C көтерілді және соңғы 50 жылдағы жылыну процесінің көп бөлігі адамзаттың кесірінен орын алған, бірінші кезекте газдардың атмосфераға шығарылуынан туындаған көмірқышқыл газы (CO2) мен метанның (CH4) «көшетхана эффектісі» (Greenhouse effect).

 IPCC ұйымының климаттық модельдерге байланысты алынған мәліметтері бойынша: XXI ғасырда Жер бетінің орташа температурасы 1,1 °C-тан 6,4 °C-қа көтеріледі-мыс. Ал кейбір аймақтарда керісінше сәл төмендейді.

 Дүниежүзілік мұхит деңгейінің өсуімен қатар ғаламдық температураның да өсуі атмосфералық жауын-шашын мөлшерінің өзгеруіне алып келеді. Нәтижесінде табиғи катаклизмдер жиілеуі мүмкін, мысалы: су тасқындары, қуаңшылықтар, дауылдар және басқалары, жапа шеккен аймақтарда ауылшаруашылық өнімдерінің мөлшері төмендейді және басқа аймақтарда жоғарлайды (көмірқышқыл газы концентрациясының көтерілу есебінен). Жылыну процесі — мұндай құбылыстардың масштабы мен жиілігін жоғарлатуы ықтимал.

 Климаттың жылынуынан келесі қауіп туындауы мүмкін: кейбір жануар немесе өсімдік түрлерінің таралу аймағының полярлық зоналарға ығысуы; жаға зоналары мен аралдарда мекендейтін саны аз түрлердің жойылуы[1].

 Кейбір зерттеушілердің ойынша, ғаламдық жылыну — бұл тек миф, ал кейбіреулері бұл процеске адамның қатысы мүлдем жоқ деп санайды. Бірен-саран зерттеушілер ғаламдық жылынуға сенгенімен, климатқа қатты әсер ететіндердің бірі - бұл өндірістік қалдықтар дегенге сенбейді.

 Парниктік газдардың әсерінен жылулық баланстың өзгеруі нәтижесінде мүмкін болатын жер шарының температурасының ғаламдық артуын – парниктік эффект деп атайды. Негізгі парниктік газ көмірқышқыл газы болып табылады. Көмірқышқыл газының парниктік эффектіге қосатын үлесі әр түрлі мәліметтер бойынша 50%-дан 65%-ға дейін жетеді. Басқа парниктік газдарға метан, (шамамен 20%), азот оксидтері (шамамен 5%), озон, фреондар және басқа да газдар (парниктік эффектінің шамамен 10-25%) жатады. Барлығы 30-ға жуық парниктік газдар, олардың атмосферадағы мөлшеріне ғана емес, сонымен қатар бір молекулаға әсерінің салыстырмалы белсенділігіне де байланысты болады. ХІХ ғасырдың ортасынан бастап атмосферадағы СО2 мөлшерінің өзгерісі 12-15% артқан.  Жер бетіне негізінен жылулық емес, көрінетін сәулелер ағыны түседі. Бұл сәулелер парниктік газдар арқылы өзгермей өтеді. Парниктік газдар жылу сәулелерінің космос кеңістігіне кетуіне қарсы әсер етеді. Олар қақпанға түскендей болып жиналады да ауаның температурасының артуына әкеліп соқтырады. Мәліметтер бойынша парниктік газдардың әсерінен соңғы жүз жылдықта Жердің орташа жылдық температурасы 0,3-0,60С –ға артқан. Әр түрлі болжамдарға сүйенсек, планетаның орташа жылдық температурасының 1-3,50С-ға артуына әкеледі. Ауа райының жылынуы әсерінен, мәңгі мұздықтардың еруі салдарынан әлемдік мұхит 1,5 -2 м көтерілуі мүмкін, ол шамамен 5 млн. км2 құрлықтың су астында қалуына әкеледі. Ауа райының жылынуы әлемдік мұхитттың деңгейінің көтерілуінен басқа да құбылыстар: ауа райының тұрақсыздық дәрежесінің артуы, дауылдардың жиіленуі, жануарлармен өсімдіктердің жойылу жылдамдығының артуына әкеліп соқтыруы мүмкін. Көмірқышқыл газының атмосфераға түсуінің негізгі техногенді көзі - органикалық отынды жандыру болып табылады. Қазір тек жылу энергетикасынан атмосфераға шамамен жылына бір адамға 1 т көміртегі немесе Жер шарында жылына 6 млрд. т бөлініп шығады. Атмосферадағы көміртегінің мөлшерін кемітетін негізгі факторлар фотосинтез бен мұхиттың сіңіруі болып табылады. Мұхит адам қызметінің нәтижесінде түзілген көмірқышқыл газының 50%-ын сіңіреді. 

 ХІХ ғасырдың соңында Швед ғалымы Аррениус көмірді көп мөлшерде жаққаннан атмосферада СО2 концентрациясы артып, жалпы климаттың жылынуын шақырады деді. 1957 жылы Халықаралық геофизика жылы деп аталып, атмосфераның химиялық құрамын бақылауда кешенді жұмыстар өткізілді. Сол ғылыми жұмыстардың есептемесі бойынша атмосферада СО2 –нің концентрациясы айтарлықтай артқаны айтылды. Ресей ғалымы Михаил Будыко климаттың өзгеруіндегі алғаш ғылыми дәлеледенген нақты есептеулер жүргізіп, оның жалпы табиғатының өзгергендігі туралы толық ашық мәліметтер ұсынған болатын. Парник эффектісі көп ретте ауада су буының, көмірқышқыл газының, метанның, азот тотығының және т.б. газдар концентрациясының артуымен пайда болады. Жерде атмосфера қабаты пайда болысымен, парник эффектісі түзіледі. Жер бетінің орташа температурасы +14 0С-қа тең, егер аз мөлшерлі парник эффектісі болмаса, оның орташа температурасы – 19 0С-қа тең болар еді. Яғни, 33 0С-қа төмен болар еді. Қазіргі таңда парниктік эффектісін қалыптастыруда антропогендік фактор алдыңғы орын алуда. Бұл ретте ең көп тараған парник газы – су буының концентрациясы өзгеріссіз қалуда. Жылу ағымының қарқынды өсуіне Жер бетінің антропогендік өзгеруі, қар жамылғысының еруі және орманды алқаптарды кесуі нәтижесінде альбедо күшінің артуы да маңызды рольге ие. Жер бетінің төменгі атмосфералық қабатының ғаламдық жылынуы соңғы 200 жыл ішінде байқалуда. 1950 жылдардың ортасынан бастап, ауаның төмеңгі орташа жылдық температурасының 13,8 0С-тан 14,6 0С-қа өсуі байқалған. Климаттың өзгеруінің басты себептері - табиғи және антропогендік факторлар болып табылады. Табиғи себептерінің ішінде – мұхит ағымдарының тұрақсыздығы, олардың айналымының бұзылуы, гидросфераның беткі жылу сыйымдылығының ұлғаюы, күн белсенділігінің тербелістері. Ресей ғалымдарының есептемелері бойынша парник эффектісін қалыптастыруда бөлек газдардың қатысты үлесі алуан түрлі: көмір қышқыл газы – 63%, метан - 21%, азот оксидтері - 5%, хлорфторкөміртектер үлесі - 11%. ХХ ғасырдан бастап, адамзаттың индустриалды қызметнінің қарқынды дамуына байланысты атмосфералық ауада көміртегі, азот, күкірт оксидтерінің концентрациясы күрт артып кетті. Көмірқышқыл газының атмосфераға түсуіндегі негізгі көздері – жаңғыш қазба отындарды жағу (көмір, мұнай, газ), цементті өндіру, жолай газды жағу, ормандарды жою, Жердің өсімдік жамылғысының тозуы. Антропогенді азот және күкірт оксидтерінің көздері – жылу электр станцияларының, химия және металлургия кәсіпорындарының шығарындылары, көмір және сульфидті рудниктердің орындары, автокөлік шығарындылары және т.б. Парник газдарының ғаламдық ағыстарында антропогендік көздердің алар үлесі 3,7 %-дан (көмірқышқыл газы) 40 %-ға (күкірт газы) дейін жетеді Метан газының атмосфераға түсу жылдамдығы көмірқышқыл газына қарағанда 7 есе жоғары болып келеді. Оның жылуды сіңіру қабілеті 20 есе жоғары болып келеді. Метанның табиғи көздері - литосферадан лайлы вулкандардың қоспалары, мұнай, газогидратты заттар миграциясының қоспалары, көміртегінің сутектік мұзды қоспалары. Парниктік газдар концентрациясын шектеу мақсатында халықаралық құжат Киото хаттамасы (1997 жыл, желтоқсан, Жапония) қабылданды. Оның ұстанған мақсаты – 90-шы жылдармен салыстырғанда КҚ газының мөлшерін 2015 жылға қарай 5 %-ға төмендету болып табылады.

 Ғаламдық жылыну —жердің бетіндегі орташа температураның артуы. Соңғы жүз жылда температурасы шамамен 0, 6 ºС-қа артты. Ауаны ластау, өнеркәсіп санының артуы, ормандарды кесу, жанартаулардың атқылауы және Күндегі өзгерістер, адамның әр түрлі әрекеттері ғаламдық жылынудың басты себептері болып тұр.

 Парниктік газдар — табиғи газдар, мысалы, хлорфторкөмірсутектер. Парниктік газдардың басты алты түрі бар, олар: су буы, көмірқышқыл газы, метан, азот тотығы, озон және хлорфторкөмірсутектер. Осы парник газдарының әсерінен озон қабаты жұқ аруда.Озон қабаты оттегінің бір түрі озоннан тұрады. Бұл қабат Жерді Күннен шығатын зиянды ультрокүлігін сәулелері нен қорғайды.Ол ультрокүлгін сәулелерін 97-99 %-ын өзіне сіңіріп алады. Зиянды ультрокүгін сәулелері тері ісігін,шелдерді тудырады. Егін түсіміне және суға зиянды әсерін тигізеді. 1985 жылы 3 Британдық ғалым Джозеф Фарман, Брайан Гардинер және Джонатан Шанклин озон қабаты тесігін тапты.

 Ғаламдық жылынулардың әсерлері

 Ғаламдық жылынудың басты әсерлері мыналар: климаттың өзгеруі, жылу толқындарының жиі болуы, теңіз деңгейінің көтерілуі, мұздықтардың еруі, тасқындар, құрғақшылықтар мен дақылдардың шықпай қалуы секілді табиғи зардаптар.

 Мұз қабаттарының еруі

 Ғаламдық жылынудың нәтижесінде мұз қабаттары еруде. Мұз қабаттары дегеніміз — жердің қар мен мұз қаптап жатқан бөліктері. Мұздықтар мұзының қалыңдығы 1000 м-ден жоғары, аумағы 51 800 км² болады. Мұз қабаттарының еруі нәтижесінде теңіз деңгейлері артуда. Арктикалық теңіздердің мұздықтары да ғаламдық жылынудың әсерінен төмен тұсуде. Төмен түсудің қазіргі деңгейі әр онжылдықта 8%-ға тең болып тұр. Бұл 2060 жылға қарай жер бетінде Арктикалық теңіздердің жойылатынын білдіреді.

 Климаттың өзгеруін зерттейтін БҰҰ-ның мемлекетаралық эксперттер тобының пайымдауынша (және Үлкен Сегіздік елдерінің ұлттық академияларының келісімімен) XVIII ғасырдың екінші жартысынан бастап жердің орташа температурасы 0,7 °C көтерілді және соңғы 50 жылдағы жылыну процесінің көп бөлігі адамзаттың кесірінен орын алған, бірінші кезекте газдардың атмосфераға шығарылуынан туындаған көмірқышқыл газы (CO2) мен метанның (CH4) «көшетхана эффектісі» (Greenhouse effect).

 IPCC ұйымының климаттық модельдерге байланысты алынған мәліметтері бойынша: XXI ғасырда Жер бетінің орташа температурасы 1,1 °C-тан 6,4 °C-қа көтеріледі-мыс. Ал кейбір аймақтарда керісінше сәл төмендейді.

 Дүниежүзілік мұхит деңгейінің өсуімен қатар ғаламдық температураның да өсуі атмосфералық жауын-шашын мөлшерінің өзгеруіне алып келеді. Нәтижесінде табиғи катаклизмдер жиілеуі мүмкін, мысалы: су тасқындары, қуаңшылықтар, дауылдар және басқалары, жапа шеккен аймақтарда ауылшаруашылық өнімдерінің мөлшері төмендейді және басқа аймақтарда жоғарлайды (көмірқышқыл газы концентрациясының көтерілу есебінен). Жылыну процесі — мұндай құбылыстардың масштабы мен жиілігін жоғарлатуы ықтимал.

 Климаттың жылынуынан келесі қауіп туындауы мүмкін: кейбір жануар немесе өсімдік түрлерінің таралу аймағының полярлық зоналарға ығысуы; жаға зоналары мен аралдарда мекендейтін саны аз түрлердің жойылуы[1].

 Кейбір зерттеушілердің ойынша, ғаламдық жылыну — бұл тек миф, ал кейбіреулері бұл процеске адамның қатысы мүлдем жоқ деп санайды. Бірен-саран зерттеушілер ғаламдық жылынуға сенгенімен, климатқа қатты әсер ететіндердің бірі - бұл өндірістік қалдықтар дегенге сенбейді.

 Парниктік газдардың әсерінен жылулық баланстың өзгеруі нәтижесінде мүмкін болатын жер шарының температурасының ғаламдық артуын – парниктік эффект деп атайды. Негізгі парниктік газ көмірқышқыл газы болып табылады. Көмірқышқыл газының парниктік эффектіге қосатын үлесі әр түрлі мәліметтер бойынша 50%-дан 65%-ға дейін жетеді. Басқа парниктік газдарға метан, (шамамен 20%), азот оксидтері (шамамен 5%), озон, фреондар және басқа да газдар (парниктік эффектінің шамамен 10-25%) жатады. Барлығы 30-ға жуық парниктік газдар, олардың атмосферадағы мөлшеріне ғана емес, сонымен қатар бір молекулаға әсерінің салыстырмалы белсенділігіне де байланысты болады. ХІХ ғасырдың ортасынан бастап атмосферадағы СО2 мөлшерінің өзгерісі 12-15% артқан.  Жер бетіне негізінен жылулық емес, көрінетін сәулелер ағыны түседі. Бұл сәулелер парниктік газдар арқылы өзгермей өтеді. Парниктік газдар жылу сәулелерінің космос кеңістігіне кетуіне қарсы әсер етеді. Олар қақпанға түскендей болып жиналады да ауаның температурасының артуына әкеліп соқтырады. Мәліметтер бойынша парниктік газдардың әсерінен соңғы жүз жылдықта Жердің орташа жылдық температурасы 0,3-0,60С –ға артқан. Әр түрлі болжамдарға сүйенсек, планетаның орташа жылдық температурасының 1-3,50С-ға артуына әкеледі. Ауа райының жылынуы әсерінен, мәңгі мұздықтардың еруі салдарынан әлемдік мұхит 1,5 -2 м көтерілуі мүмкін, ол шамамен 5 млн. км2 құрлықтың су астында қалуына әкеледі. Ауа райының жылынуы әлемдік мұхитттың деңгейінің көтерілуінен басқа да құбылыстар: ауа райының тұрақсыздық дәрежесінің артуы, дауылдардың жиіленуі, жануарлармен өсімдіктердің жойылу жылдамдығының артуына әкеліп соқтыруы мүмкін. Көмірқышқыл газының атмосфераға түсуінің негізгі техногенді көзі - органикалық отынды жандыру болып табылады. Қазір тек жылу энергетикасынан атмосфераға шамамен жылына бір адамға 1 т көміртегі немесе Жер шарында жылына 6 млрд. т бөлініп шығады. Атмосферадағы көміртегінің мөлшерін кемітетін негізгі факторлар фотосинтез бен мұхиттың сіңіруі болып табылады. Мұхит адам қызметінің нәтижесінде түзілген көмірқышқыл газының 50%-ын сіңіреді.