Treibhauseffekt

Was ist der Gewächshaus -Effekt?

Er Treibhauseffekt Es ist ein natürlicher Prozess, bei dem die Atmosphäre einen Teil der von der Erde emittierten Infrarotstrahlung behält und so sie wärmt. Diese Infrarotstrahlung kommt von der warmen up, die die Sonnenstrahlung auf der Erdoberfläche erzeugt.

Dieser Prozess tritt auf, weil die Erde als undurchsichtiger Körper Sonnenstrahlung absorbiert und Wärme abgibt. Gleichzeitig flieht die Hitze, wenn es eine Atmosphäre gibt, nicht vollständig in den Weltraum.

Ein Teil der Wärme wird absorbiert und in alle Richtungen von den Gasen, aus denen die Atmosphäre besteht. Somit hält die Erde ein bestimmtes thermisches Gleichgewicht bei, der eine durchschnittliche Temperatur von 15 ° C festlegt, die einen variablen Bereich garantiert, in dem sich die Leben entwickeln kann.

Der Begriff "Gewächshauseffekt" ist ein Gleichnis mit Gewächshäusern für den Anbau von Pflanzen in Klimazonen, bei denen die Umgebungstemperatur niedriger ist als die erforderlichen. In diesen Kultivierungshäusern ermöglicht das Plastik- oder Glasdach den Durchgang des Sonnenlichts, verhindert jedoch den Wärmeaustritt.

Ist der Gewächshaus -Effekt gut oder schlecht?

Der Gewächshauseffekt ist für das Leben auf der Erde unerlässlich, da er den geeigneten Temperaturbereich für seine Existenz garantiert. Der größte Teil der biochemischen Prozesse, die für die Lebensdauer erforderlich sind, erfordern Temperaturen zwischen -18 ºC und 50 ° C.

In den geologischen Vergangenheit Schwankungen der durchschnittlichen Landtemperatur sind aufgetreten, unabhängig davon, ob sie erhöht oder abnehmen. In den letzten zwei Jahrhunderten wird ein anhaltender Anstieg der globalen Temperatur angegeben.

Der Unterschied besteht darin, dass derzeit die Erhöhungsrate besonders hoch ist und mit der menschlichen Aktivität verbunden zu sein scheint. Diese Aktivitäten erzeugen Treibhausgase, die das Phänomen betonen.

Wie ist der Gewächshauseffekt?

Der Prozess, durch den der Gewächshaus -Effekt erzeugt wird. Die Sonne ist die Energiequelle, die Erde der Empfänger der Energie und Emitter von Wärme und Gase.

Solarenergie

Ein Teil der Sonnenenergie erreicht die Erdoberfläche und erwärmt sie, ein anderer spiegelt sich dem Weltraum wider. Ein weiterer Teil wird von den Schichten der Atmosphäre absorbiert, die Strahlung überall absagen und die Erde erhitzen

Die Sonne spricht grundlegend eine hohe Energiestrahlung aus, dh entsprechend der sichtbaren und ultravioletten Wellenlänge des elektromagnetischen Spektrums. Die Emissionstemperatur dieser Energie erreicht 6.000 ºC, aber die meisten löst sich auf dem Weg zur Erde auf.

Von 100 % Sonnenenergie, die die Atmosphäre erreicht, spiegelt sich etwa 30 % im Weltraum wider (Albedo -Effekt). 20 % werden von der Atmosphäre absorbiert, hauptsächlich durch suspendierte Partikel und die Ozonschicht, und die verbleibenden 50 % Heulen der Erdoberfläche. 

Die Erde

Die Erde spiegelt aufgrund ihrer Albedo einen wichtigen Teil der Sonnenstrahlung wider (klarer oder weißer Ton). Diese Albedo wird grundlegend von Wolken, Wasser- und Eiskörpern angegeben.

Unter Berücksichtigung der Albedo und des Abstands vom Planeten zur Sonne sollte die Temperatur der Erde -18 ºC (effektive Temperatur) sein (effektive Temperatur). Die effektive Temperatur bezieht sich auf das, was ein Körper nur über Albedo und Entfernung berücksichtigen sollte.

Die durchschnittliche reale Temperatur der Erde beträgt jedoch bei einer Differenz von 33 ° C bei der effektiven Temperatur etwa 15 ° C. In diesem deutlichen Unterschied zwischen effektiver und realer Temperatur spielt die Atmosphäre eine grundlegende Rolle.

Atmosphäre

Der Schlüssel zur Erdtemperatur ist seine Atmosphäre, wenn er nicht existieren würde, wäre der Planet dauerhaft gefroren. Die Atmosphäre ist für einen Großteil der Kurzwellenstrahlung transparent, jedoch nicht für einen großen Teil der Langwellenstrahlung (Infrarot).

Durch die Verlauf der Sonneneinstrahlung wird die Erde erhitzt und emittiert Infrarotstrahlung (Hitze), aber die Atmosphäre absorbiert einen Teil dieser Wärme. Auf diese Weise die Schichten der Atmosphäre und die Wolken Wärme und emittieren Wärme in alle Richtungen.

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Treibhauseffekt

Der Heizungsprozess des Planeten zur atmosphärischen Beibehaltung von Infrarotstrahlung ist ein Treibhauseffekt, der bekannt ist.

Der Name stammt aus landwirtschaftlichen Gewächshäusern, bei denen Arten, die eine größere Temperatur als die in der Produktionszone erfordern. Dafür haben diese Kultivierungshäuser ein Dach, das den Durchgang des Sonnenlicht.

Auf diese Weise ist es möglich, ein warmes Mikroklima für diejenigen Arten zu schaffen, die es in seinem Wachstum benötigen.

Ursachen des Gewächshauseffekts

Einige Branchen erzeugen die meisten Treibhausgase

Obwohl der Gewächshaus -Effekt ein natürlicher Prozess ist, wird er durch die Wirkung des menschlichen Wesens verändert (anthropische Aktion). Daher ist es notwendig, die natürlichen Ursachen des Phänomens und der anthropischen Veränderungen zu unterscheiden.

- Natürliche Ursachen

Solarenergie

Die elektromagnetische Strahlung von Kurzwellen (hohe Energie) aus der Sonne ist diejenige, die die Erdoberfläche erhitzt. Diese Erwärmung verursacht die Emission von Langwellenstrahlung (Infrarot), dh zur Hitze in Richtung der Atmosphäre.

Geothermische Energie

Das Zentrum des Planeten ist glühend und erzeugt zusätzliche Wärme für die durch Sonnenenergie verursachte. Diese Hitze wird durch die Erdkruste insbesondere durch Vulkane, Fumarolen, Geysire und andere heiße Quellen übertragen.

Atmosphärische Komposition

Die Eigenschaften der Gase, aus denen die Atmosphäre besteht. Einige Gase wie Wasserdampf, CO2 und Methan sind besonders effizient bei der Beibehaltung der atmosphärischen Wärme.

Natürliche Wintergasbeiträge

Diese Gase, die Infrarotstrahlung von der Erwärmung der Erdoberfläche behalten, werden als Treibhausgase bezeichnet. Diese Gase treten natürlich vor, wie CO2, die durch den Atem der Lebewesen beigetragen werden.

Auch Ozeane tauschen große Mengen CO2 mit der Atmosphäre aus und auch natürliche Brände bieten CO2. Ozeane sind eine natürliche Quelle anderer Treibhausgase wie Stickoxid (NOx).

Andererseits ist die mikrobielle Aktivität in den Böden auch eine Quelle von CO2 und NOX. Darüber hinaus liefern die Verdauungsprozesse von Tieren große Mengen Methan für die Atmosphäre.

- Ursachen, die vom Menschen erzeugt werden (anthropisch)

Industrielle Aktivitäten

Die Industrie spricht im Allgemeinen die zusätzliche Wärmeatmosphäre sowie verschiedene Gase aus, die den Treibhauseffekt beeinflussen. Diese Gase können Wärme absorbieren und emittieren (z. B. CO2) oder die Ozonschicht (z. B. zerstören.: NOX, CFC und andere).

Automobiltransit

Die großen Fahrzeugkonzentrationen in Städten sind für die meisten CO2 verantwortlich. Der Automobilverkehr trägt etwa 20 % der gesamten CO2 bei, die durch das Verbrennen fossiler Brennstoffe erzeugt wird.

Strom- und Heizproduktion

Kohleverbrennung, Gas- und Ölderivate für die Stromerzeugung und -heizung tragen fast 50 % des CO2 bei.

Fertigungs- und Bauindustrie

Diese industriellen Aktivitäten tragen fast 20 % des CO2 bei, das durch brennende fossile Brennstoffe erzeugt wird.

Waldbrände

Waldbrände stammen auch aus den menschlichen Aktivitäten und füllen jährlich Millionen von Tonnen Treibhausgasen in die Atmosphäre frei.

Verschwendung von Abfall

Die Ansammlung von Abfall- und Fermentationsprozessen sowie das Verbrennen solcher Abfälle sind eine Quelle für Treibhausgase.

Landwirtschaft

Die landwirtschaftliche Aktivität liefert jährlich mehr als 3 Millionen Metanmetan -Tonnen in der Atmosphäre. Unter den Kulturen, die diesbezüglich am meisten beitragen, gehört Reis.

Eine weitere Ernte, deren Handling Treibhausgase erzeugt, ist Zuckerrohr, da es vor der Ernte brennt und eine große Menge CO2 erzeugt.

Wiederkäuer Vieh

Wiederkäuer wie die Kuh konsumiert das faserige Gras durch Fermentationsprozesse, die von Bakterien in seinem Verdauungssystem durchgeführt werden. Diese Fermentation setzt täglich 3 bis 4 Liter Methangas an die Atmosphäre für jedes Tier frei.

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Nur die Rinder berücksichtigen, wird ein Beitrag geschätzt, der 5 % der Treibhausgase entspricht.

- Kettenreaktion

Die Erhöhung der globalen Temperatur, die durch den Anstieg der Treibhausgase verursacht wird, führt zu einer Kettenreaktion. Durch Erhöhen der Temperatur der Ozeane wird die Freisetzung von CO2 in die Atmosphäre erhöht.

Ebenso freisetzt das Schmelzen der Pole und der Permafrost CO2, das dort gehalten wurde. Auch bei größerer Umgebungstemperatur tritt ein größeres Auftreten von Waldbränden und es wird mehr CO2 freigesetzt.

Treibhausgase

CO2 -Gase, Wasser und Methandampf reflektieren Sonnenstrahlung

Einige Gase wie Wasserdampf und CO2 wirken im natürlichen Prozess des Gewächshauseffekts. Andere Gase nehmen neben CO2 am anthropischen Prozess teil.

Das Kyoto -Protokoll berücksichtigt die Emissionen von sechs Treibhausgasen, einschließlich Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4), einschließlich Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4). Auch Lachoxid (N2O), Hydrofluorkohlenwasserstoff (HFC), Perfluated Kohlenwasserstoff (PFC) und Schwefelhexafluorid (SF6).

Wasserdampf

Wasserdampf ist eine der wichtigsten Treibhausgase für seine Fähigkeit, Wärme zu absorbieren. Das Gleichgewicht wird jedoch erzeugt, da Wasser in flüssigem und festem Zustand Sonnenenergie widerspiegelt und die Erde abkühlt.

Kohlendioxid (CO2)

Kohlendioxid ist das wichtigste langfristige Treibhausgas in der Atmosphäre. Dieses Gas ist für 82 % des Anstiegs des Gewächshauseffekts verantwortlich, der in den letzten Jahrzehnten aufgetreten ist.

Methan (Ch4)

Methan ist das zweitwichtigste Treibhausgas und trägt etwa 17 % zur Erhitze bei. 40 % des Methans werden von natürlichen Quellen hergestellt, hauptsächlich Sümpfen, während die restlichen 60 % durch menschliche Aktivitäten erzeugt werden.

Stickstoffoxide (NOx)

NOX trägt zur Zerstörung von stratosphärischem Ozon bei und erhöht die Menge der ultravioletten Strahlung, die die Erde durchdringt. Diese Gase stammen aus der industriellen Produktion von Salpetersäure und Adipinsäure sowie der Verwendung von Düngemitteln.

Chlorfluorkohlenwasserbonados (CFC)

Alte Aerosole, die CFC freigesetzt haben

Das CFC ist ein starkes Gewächshausgas, das das stratosphärische Ozon schädigt und im Rahmen des Montreal -Protokolls reguliert wird. In einigen Ländern wie China wird es jedoch immer noch in verschiedenen industriellen Prozessen eingesetzt.

Hydrofluorkohlenwasserstoff (HFC)

Diese Gase werden in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt, die CFC ersetzen. HFCs beeinflussen jedoch auch die Ozonschicht und haben eine sehr hohe aktive Beständigkeit in der Atmosphäre.

Perfiniertes Kohlenwasserstoff (PFC)

PFCs treten in Verbrennungsanlagen für den Aluminiumfusionsprozess auf. Wie HFCs haben eine hohe Beständigkeit in der Atmosphäre und beeinflussen die Integrität der stratosphärischen Ozonschicht.

Schwefel Hexafluoruro (SF6)

Dieses Gas wirkt sich auch negativ auf die Ozonschicht sowie eine hohe Persistenz in der Atmosphäre aus. Es wird in hoher Spannungsausrüstung und Magnesiumproduktion verwendet.

Folgen des Gewächshauseffekts durch Kontamination

Eine der Folgen der globalen Erwärmung ist das Auftauen der Pole

Die vom Menschen erzeugte Kontamination liefert zusätzliche Mengen an Treibhausgasen, die das natürliche dynamische Gleichgewicht brechen. Obwohl diese Beträge viel niedriger sind als die von Natur aus erzeugten, reichen sie aus, um dieses Gleichgewicht zu brechen.

Dies bringt schwerwiegende Konsequenzen für das planetarische thermische Gleichgewicht und wiederum für das Leben auf der Erde.

Die globale Erwärmung

Eine erhöhte Konzentration der Treibhausgase erzeugt eine durchschnittliche globale Temperaturerhöhung. Tatsächlich wird geschätzt, dass die durchschnittliche globale Temperatur seit dem vor -industriellen Zeitalter um 1,1 ºC gestiegen ist.

Eisschmelze

Der Temperaturanstieg führt zum Schmelzen von polaren Eis und Gletschern weltweit. Dies impliziert eine Zunahme des Meeresspiegels und die Veränderung der Meeresströmungen.

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Klimawandel

Obwohl es keine vollständige Übereinstimmung über den Prozess des Klimawandelprodukts der globalen Erwärmung gibt, ist die Realität, dass sich das Klima des Planeten verändert. Dies wird unter anderem bei der Veränderung von Meeresströmungen, Windmustern und Niederschlägen belegt.

Ungleichgewichte von Bevölkerung

Die Veränderung der Lebensräume aufgrund des Temperaturanstiegs beeinflusst die Bevölkerung und das biologische Verhalten der Spezies. In einigen Fällen gibt es Arten, die ihre Populationen erhöhen und ihren Verteilungsbereich erweitern.

Die Arten mit sehr engen Temperaturbereichen für Wachstum und Fortpflanzung können ihre Populationen jedoch weit verringern.

Verringerte Lebensmittelproduktion

Viele landwirtschaftliche und Viehgebiete sind reduziert, da Arten durch Temperaturerhöhung beeinflusst werden. Andererseits führen ökologische Veränderungen zur Verbreitung landwirtschaftlicher Schädlinge.

Gesundheitswesen

Durch Erhöhen der durchschnittlichen Planetentemperatur erweitern einige Tierevektoren von Krankheiten ihren geografischen Bereich. Daher treten Fälle von tropischen Krankheiten über ihren natürlichen Bereich hinaus auf.

Andererseits kann der Temperaturanstieg den Anruf erzeugen Schock Wärme- oder Wärmeschlag, was eine extreme Dehydration impliziert. Diese Situation kann schwerwiegende organische Misserfolge verursachen, insbesondere die Auswirkungen von Kindern und älteren Menschen.

Verhütung

Um die Zunahme des Gewächshauseffekts zu verhindern, müssen die Produktion von Treibhausgasen reduziert werden. Dies impliziert eine Reihe von Aktionen, die die Entwicklung des Bürgerbewusstseins, gesetzgeberische Maßnahmen, technologische Veränderungen umfassen.

Bewusstsein

Eine Staatsbürgerschaft, die sich des Problems der globalen Erwärmung bewusst ist, die durch die Zunahme des Treibhauseffekts erzeugt wird, ist grundlegend. Auf diese Weise wird der notwendige soziale Druck so gewährt, dass Regierungen und wirtschaftliche Befugnisse die erforderlichen Maßnahmen ergreifen.

Rechtliche Rahmenbedingungen

Die internationale Hauptvereinbarung, um sich dem Problem der Treibhausgase zu stellen, ist das Kyoto -Protokoll. Bisher war dieses Rechtsinstrument jedoch nicht wirksam, um die Emissionsrate von Treibhausgasen zu senken.

Einige der wichtigsten industrialisierten Länder und mit den höchsten Ausstellungsraten haben die Erweiterung des Protokolls für ihre zweite Periode nicht unterzeichnet. Daher ist ein strengerer nationaler und internationaler rechtlicher Rahmen erforderlich, wenn Sie einen echten Effekt erzielen möchten.

Technologische Veränderungen

Neugineering von industriellen Prozessen ist erforderlich, um die Treibhausgasemissionen zu verringern. In ähnlicher Weise ist es notwendig, die Nutzung erneuerbarer Energien zu fördern und die Verwendung fossiler Brennstoffe zu verringern.

Andererseits ist es wichtig, die Produktion von Verschmutzungsabfällen im Allgemeinen zu verringern.

Lösungen

Laut Experten reicht es nicht aus, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Zusätzlich müssen die aktuellen Konzentrationen in der Atmosphäre ebenfalls verringert werden. Dafür wurden verschiedene Alternativen vorgeschlagen, die sehr einfache oder ausgefeilte Technologien verwenden können.

Kohlenstoffsenke

Dafür wird empfohlen, die Abdeckung von Wäldern und Dschungeln zu erhöhen sowie Strategien wie grüne Dächer umzusetzen. Die Pflanzen setzen atmosphärische CO2 in ihren Pflanzenstrukturen und extrahierten es aus der Atmosphäre.

Kohlenstoffxtraktionspumpen

Bisher ist das Extrahieren von CO2 aus der Atmosphäre aus Energie und hohe wirtschaftliche Kosten teuer und hat hohe wirtschaftliche Kosten. Es dauert jedoch unterschiedliche Untersuchungen, um effiziente Wege zu erreichen, um die Luft zu filtern und CO2 zu extrahieren.

Eine dieser Vorschläge ist bereits in einer Pilotanlagephase und wird von den Universitäten von Calgary und Carnegie Mellon entwickelt. Diese Pflanze verwendet eine Kaliumhydroxidlösung wie wässrige Falle und ätzendes Kalzium, durch das die Luft gefiltert wird.

In diesem Prozess wird das in der Luft enthaltene CO2 beibehalten, um Calciumcarbonat zu bilden (CACO3). Anschließend ist Calciumcarbonat erhitzt und CO2 -Ablösung, wobei das resultierende gereinigte CO2 für industrielle Anwendungen angewendet wird.

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