Kaj je bistvo učinka tople grede in kakšna je njegova nevarnost? Ali je mogoče ustaviti globalne podnebne spremembe in kako to storiti?
Med številnimi težavami, s katerimi se sooča sodobna človečnost, so podnebne spremembe nedvomno ena najpomembnejših in najresnejših. Globalno segrevanje, hiter upad biotske raznovrstnosti, učinek tople grede, taljenje ledenikov, ki vodijo v dvig ravni oceanov, imajo lahko katastrofalne posledice in življenje ljudi na planetu preprosto neznosno.
Znanstveniki opozarjajo, da podnebnih problemov ni več mogoče zajeziti: do leta 2030 bo škoda ekosistemu planeta nepopravljiva. To pomeni, da imamo ti in jaz samo še 12 let. Če v bližnji prihodnosti ljudje ne bodo našli rešitve tega problema, se bodo posledice segrevanja ozračja čutile stoletja, celo tisočletja. In to ni vprašanje ekologije, ampak preživetje človeštva. Zakaj je na našem planetu bolj vroče? Krivimo učinek učinka tople grede, ki je nastal kot posledica človekovih dejavnosti.
Nekaj teorije ali zakaj se planet ogreje?
Učinek tople grede je segrevanje spodnjih slojev Zemljine atmosfere, ki nastane zaradi povečanja koncentracije določenih plinov v njem. Njegovo bistvo je precej preprosto: sončni žarki segrevajo površino planeta, hkrati pa toplota ostaja in se ne more vrniti v vesolje - plini to motijo. Zaradi teh procesov se temperatura planeta poveča.
Velik delež sončnega sevanja (do 75%), ki pada na Zemljo, pade na vidni in skoraj infrardeči del spektra (400-1500 nm). Vzdušje ga praktično ne ujame, toplotna energija pa prosto doseže površino našega planeta. Zemlja, ki se ogreva, začne oddaja sevanje z valovno dolžino 7,8-28 mikronov, ki se oddaja v vesolje in prispeva k ohlajanju planeta. Glavni vzrok za učinek tople grede je višja atmosferska preglednost za svetlobo v optičnem območju kot v infrardeči. Dejstvo je, da nekateri plini v zraku absorbirajo ali odsevajo sevanje, ki prihaja iz Zemlje. Imenujejo se v rastlinjaku. Višja je njihova koncentracija, več sončne toplote ostaja v atmosferi.
Toplogredni plini motijo toplotno ravnovesje planeta, kar v veliki meri določa njegovo podnebje.
Bistvo učinka tople grede je dobro znano poletnim prebivalcem in vrtnarjem, ki imajo na svojih parcelah rastlinjake. Shema je zelo podobna: sončni žarki, vstopanje, segrevanje tal, streha in stene ne dopuščajo, da toplota zapusti zgradbo. Torej, v rastlinjaku, tudi brez ogrevanja, je temperatura vedno višja kot zunaj.
Zdaj veliko govorijo o globalnem segrevanju in podnebnih spremembah. Obstaja napačno mnenje, da je učinek tople grede dogodek zadnjih let ali desetletij, njegov vzrok pa je zgolj človeška dejavnost. Ta učinek je neločljivo povezan z vsakim ozračjem in brez njega bi bilo življenje na Zemlji nemogoče.
Pravzaprav je naš problem hitro povečanje učinka tople grede, ki smo ga opazili v zadnjih letih. Ta proces lahko privede do katastrofalnih rezultatov.
Zgodovina študije tega vprašanja
Študija problema toplogrednega učinka se je začela v prvi polovici XIX. Stoletja. Leta 1827 je izšlo delo Josepha Fouriera “Opomba o temperaturah globusa in drugih planetov”, kjer je podrobno preučil mehanizme podnebne tvorbe in dejavnike, ki ga zadevajo. Ta znanstvenik je najprej opisal pojav toplogrednega učinka, pri čemer je kot model uporabil stekleno posodo, izpostavljeno sončni svetlobi. Steklo je skoraj neprepustno za infrardeče sevanje, zato ta izkušnja dokaj natančno dokazuje bistvo pojava. Sam koncept toplogrednega učinka je prišel v znanstveno uporabo veliko kasneje.
Kasneje je te študije nadaljeval švedski fizik Arrhenius. Prav on je podprl teorijo, da je zmanjšanje koncentracije ogljikovega dioksida v zraku eden najpomembnejših vzrokov ledenih dob v zgodovini planeta.
Toda aktivno proučevanje učinka tople grede in učinkov tega pojava se je začelo šele v drugi polovici prejšnjega stoletja. Znanstveniki so preučevali spremembo toka sončnega sevanja, ki se pojavi, ko se količina toplogrednih plinov v zraku poveča. Za simulacijo procesov, ki se odvijajo v ozračju, so bili uporabljeni najsodobnejši in naprednejši računalniki. Toda njihova moč pogosto ni dovolj, ker je planetarno podnebje izjemno zapleten in še ne popolnoma preučen sistem.
V zadnjih desetletjih so bili na mednarodni ravni sprejeti prvi resni koraki za reševanje tega problema. Leta 1992 je bila sprejeta Okvirna konvencija Združenih narodov o spremembi podnebja. Leta 1997 sta ji bila dodana Kjotski protokol in Pariški sporazum (2015). O tem dokumentu urejajo ukrepe za zmanjšanje emisij.
Toplogredni plini in drugi vzroki za segrevanje
Znanstveniki menijo, da se učinek tople grede pojavlja zaradi naslednjih plinov:
- metan;
- ogljikov dioksid;
- vodna para;
- ozona
K povečanju svetovne temperature največ prispeva vodna para (s 36 na 72%), sledi CO2 (približno 9-26%), sledi metan (4-9%) in ozon (s 3 na 7%). Drugi plini imajo v zraku izredno nizke koncentracije, zato je njihov vpliv na podnebne procese minimalen.
Količina vodne pare je močno odvisna od temperature spodnjih slojev atmosfere. Nižje je, manjša je vlažnost in šibkejši je učinek tople grede. V tem primeru se presežek vlage spremeni v snežni ledeni pokrov na polih planeta, kar povečuje njegovo odbojnost (albedo) in še bolj hladi zrak. Globalno segrevanje (ali hlajenje) je torej samozadosten proces, ki se pod določenimi pogoji lahko hitro poveča in razvije. Če želite začeti, potrebujete samo "sprožilec", in antropogeni dejavnik lahko postane tudi njih. V tem primeru gre za tipičen primer pozitivne povratne informacije.
Obdobja segrevanja in hlajenja, ki so se prej zgodila na našem planetu, so povsem primerljiva s količino ogljikovega dioksida v ozračju. Njegovo povečanje povzroča povečan učinek tople grede in podaljšano temperaturo.
Poleg tega delci saj in trdnih aerosolov, ki vstopajo v zgornjo atmosfero, vplivajo tudi na toplotno ravnovesje Zemlje. Njihovi glavni viri so vulkanska dejavnost in industrijske emisije. Prah in saje vplivata na prodor sončne svetlobe, kar zmanjšuje temperaturo planeta.
Od kod prihajajo toplogredni plini?
Trenutno obstaja soglasje med znanstveniki, da so sedanje podnebne spremembe povezane s povečanjem količine ogljikovega dioksida v ozračju in učinkom tople grede - posledico tega procesa. In segrevanje se dogaja že dolgo časa. Glavni razlog za povečanje učinka tople grede je človeška dejavnost, ki je postala močan planetarni dejavnik. Od začetka industrijske revolucije, to je v zadnjih 250-300 letih, so se koncentracije metana in ogljikovega dioksida v ozračju povečale za 149% oziroma 31%. Tu so glavni viri toplogrednih plinov:
- Hitra rast industrije. Glavni vir energije za naše naprave, tovarne, vozila so fosilna goriva - nafta, zemeljski plin in premog. Zaradi njihove uporabe nastane ogljikov dioksid, ki poveča učinek tople grede. Približno polovica plinov, ki nastanejo med človeško gospodarsko dejavnostjo, ostanejo v ozračju, ostalo pa absorbirajo oceanska in kopenska vegetacija. Vsako leto se poveča populacija Zemlje in zato zahteva vedno več hrane, industrijskih izdelkov, avtomobilov, kar vodi do še večje emisije ogljikovega dioksida, zato se bo pojav učinka tople grede povečal. In če se je v preteklem stoletju temperatura dvignila za 0,74 stopinje, potem v prihodnosti znanstveniki napovedujejo rast za 0,2 stopinje za vsako desetletje;
- Krčenje gozdov in razvoj kmetijstva. Drug pomemben razlog za povečanje koncentracije CO2 v ozračju je množično uničevanje gozdov. V procesu fotosinteze drevesa absorbirajo ogljikov dioksid in sproščajo kisik, saj so naravni regulator koncentracij toplogrednih plinov. Krčenje gozdov je potrebno predvsem za pridobivanje novih obdelovalnih površin, da bi nahranili hitro rastočo populacijo ljudi. Kmetijstvo prispeva tudi k povečanju svetovne temperature. Živina je povezana z nastajanjem velike količine metana, ki presega ogljikov dioksid v lastnostih tople grede;
- Odlagališča odpadkov Rast prebivalstva naj bi povečala količino odpadkov. Danes so na odlagališčih velika ozemlja, ki zavzemajo tisoče hektarjev. Vsak od njih v ozračje oddaja na desetine tisoč kubičnih metrov metana in ogljikovega dioksida. Učinkovita rešitev tega problema še ne obstaja - to pomeni, da se bodo emisije "plinskih odpadkov" le še povečale.
Kaj ogroža učinek tople grede?
Zgodovina Zemlje ima približno 4,5 milijarde let in ves čas se je podnebje planeta nenehno spreminjalo. V nekaterih epohah ga je bujna tropska vegetacija prekrila od pola do pola, v drugih pa je bila žoga prekrita z večmetrsko plastjo ledu. V primerjavi s takimi kataklizmami se zdi, da je povišanje temperature za eno ali dve stopinji prava malenkost: pomislili boste, da bomo prihranili tudi za ogrevanje! Vendar ni vse tako preprosto, posledice podnebnih sprememb se lahko izkažejo za veliko bolj resne, tukaj so samo nekateri od njih:
- Zvišanje temperature bo povzročilo taljenje ledenikov in dvigovanje ravni voda v oceanih, ki lahko ogrozi velika območja. Seveda se planet ne spremeni v "vodni svet", vendar lahko veliko obalnih mest in ozemelj trpi. Malo ljudi ve, vendar se je od začetka 20. stoletja raven oceana dvignila za 17 cm, od sredine devetdesetih let pa se je ta stopnja dviga povečala na 3,2-3,4 mm na leto. Ta problem otežuje dejstvo, da večina prebivalstva Zemlje živi na obalnih območjih, obstaja tudi pomemben delež svetovnega gospodarstva;
- Povišanje temperature bo neizogibno povzročilo spremembe v porazdelitvi padavin, kot tudi njihovo količino. In ta rezultat je verjetno celo resnejši od poplavljanja nekaterih ozemelj. Na nekaterih območjih sveta bodo deževje postale zelo redke in se bodo postopoma spreminjale v puščave, v drugih pa bodo prebivalci trpeli zaradi rednih orkanov, poplav, cunamijev in drugih nesreč. Znanstveniki menijo, da bo nadaljnje zvišanje temperature zraka povzročilo manjši pridelek večjih pridelkov v tropskih in subtropskih regijah planeta, kar lahko privede do lakote in družbenih prevratov;
- Višje temperature negativno vplivajo na zdravje ljudi. Zdravniki pričakujejo povečanje števila bolezni srca in ožilja, bolezni dihal in celo duševnih motenj.
Učinek tople grede in njene možne posledice bodo resno prizadele ne samo ljudi, ampak tudi ekosistem celotnega planeta. Podnebne spremembe bodo mnogim vrstam odvzele njihovo običajno območje in dejstvo, da se bodo »naši manjši bratje« lahko prilagodili tako dramatičnim spremembam, ni dejstvo. Izginotje nekaterih vrst bo prekinilo običajne prehranjevalne verige, kar lahko privede do pravega "domino efekta". Povečanje koncentracije ogljikovega dioksida v ozračju in povečanje temperature zraka vodi do zakisljevanja oceana, kar negativno vpliva na vse, ki živijo v njem.
Kako ravnati z njim?
Človek je večkrat doživel podnebne spremembe. Poleg tega so bili ena od gonilnih sil zgodovinskega napredka. Suše in poplave so več kot enkrat ali dvakrat povzročile vojne in revolucije, množične selitve narodov, propad držav in celotne civilizacije. Kako se izogniti tistim katastrofalnim posledicam, ki nas čakajo v primeru resnih podnebnih sprememb? Ali obstaja možnost za zmanjšanje tako imenovanega učinka tople grede? Kaj lahko storimo za to?
Danes poznamo vse dejavnike, ki vodijo do kopičenja toplogrednih plinov in povečanja temperature zraka. Zelo težko bo obrniti sedanji trend, saj bo to zahtevalo prizadevanja celotnega človeštva in korenito prestrukturiranje svetovnega gospodarstva. Za začetek morate samo razumeti, da je učinek tople grede globalni problem, ki ogroža vse države, ampak vse ljudi.
Strokovnjaki menijo, da so za zmanjšanje emisij toplogrednih plinov v ozračje potrebni naslednji ukrepi:
- Potrebno je temeljito prestrukturirati energijo in zmanjšati količino industrijskih emisij. Danes je glavni vir CO2 gorenje fosilnih goriv: nafta, premog in plin. Da bi jih zmanjšali, mora človeštvo preiti na ti obnovljivo energijo: sonce, veter, vodo. V zadnjih letih se njihov delež v skupni bilanci hitro povečuje, vendar te stopnje očitno niso dovolj. Prav tako moramo opustiti uporabo avtomobilov z motorji z notranjim izgorevanjem in prenos na električna vozila. Jasno je, da vse to zahteva večmilijardne naložbe in desetletja trdega dela. Vendar ga morate začeti danes;
- Izboljšanje energetske učinkovitosti, to pa velja za industrijsko proizvodnjo in proizvodnjo energije ter stanovanjske in komunalne storitve. Energetska intenzivnost izdelkov se mora znatno zmanjšati. Potrebujemo nove tehnologije, ki ne bi škodile okolju. Tudi osnovna izolacija fasad stavbe, vgradnja sodobnih oken in zamenjava ogrevalnih naprav lahko pomembno vplivajo na prihranke energije in s tem na zmanjšanje stroškov goriva in zmanjšanje škodljivih emisij;
- Zelo učinkovit način za boj proti učinkom tople grede je zmanjšanje odpadkov. Oseba se mora ponovno naučiti uporabljati sredstva, kar bo omogočilo odstranjevanje odlagališč, ki so resen vir metana, ali vsaj znatno zmanjšanje njihove količine;
- Treba je ustaviti plenilsko uničenje gozdov in se vključiti v obnovo zelenih površin. Sečjo morajo spremljati sajenje novih dreves.
Boj proti učinkom tople grede in rast povprečne letne temperature bi bilo treba izvajati na mednarodni ravni v tesnem sodelovanju med različnimi državami. Prvi koraki v tej smeri so že bili sprejeti in gibanje se mora nadaljevati. Znanstveniki predlagajo utrditev boja proti podnebnim spremembam na ravni ustav držav. Vloga nevladnih organizacij, ki nenehno dvigujejo to temo, je prav tako velika. Jasno moramo razumeti, kako majhen je naš planet in kako ranljiv je za človeka.
