Mis on kasvuhooneefekti olemus ja milline on selle oht? Kas on võimalik peatada globaalne kliimamuutus ja kuidas seda teha?
Mitmetest tänapäeva inimkonna ees seisvatest probleemidest on kliimamuutus kahtlemata üks olulisemaid ja tõsisemaid. Globaalne soojenemine, bioloogilise mitmekesisuse kiire vähenemine, kasvuhooneefekt, liustike sulamine, mis põhjustab ookeanide taseme tõusu - kõik see võib viia katastroofiliste tagajärgedeni ja muuta inimeste elu planeedil lihtsalt talumatuks.
Teadlased hoiatavad, et kliimaprobleemi ei saa enam tagasi põletada: 2030. aastaks on planeedi ökosüsteemi kahjustamine korvamatu. See tähendab, et teie ja mina oleme jäänud vaid 12 aastat. Kui lähitulevikus ei leia inimesed sellele probleemile lahendust, siis tunnevad atmosfääri soojenemise tagajärjed sajandeid ja isegi aastatuhandeid. Ja see ei ole ökoloogia küsimus, vaid inimkonna ellujäämine. Miks muutub meie planeedil kuumemaks? Süüdistada kasvuhooneefekti mõju, mis tekkis inimtegevuse tulemusena.
Kas teooria või miks planeedi soojeneb?
Kasvuhooneefekt on Maa atmosfääri madalamate kihtide kuumutamine, mis tuleneb teatud gaaside kontsentratsiooni suurenemisest selles. Selle olemus on üsna lihtne: päikesekiired soojendavad planeedi pinda, kuid samal ajal jääb soojus ja ei saa tagasi kosmosesse - gaasid segavad seda. Nende protsesside tulemusena suureneb planeedi temperatuur.
Märkimisväärne osa päikesekiirgusest (kuni 75%), mis langeb Maale, langeb spektri nähtava ja peaaegu infrapunase osa (400-1500 nm) peale. Õhkkond seda praktiliselt ei püüa ja soojusenergia jõuab vabalt meie planeedi pinnale. Maa, mis omakorda soojendab, hakkab kiirgama 7,8-28 mikroni lainepikkusega kiirgust, mis eraldub kosmosesse, aidates kaasa planeedi jahutamisele. Kasvuhooneefekti peamine põhjus on optimaalses valguses valguse suurem läbipaistvus kui infrapunas. Fakt on see, et mõned õhus sisalduvad gaasid absorbeerivad või peegeldavad Maa kiirgust. Neid nimetatakse kasvuhooneks. Mida suurem on nende kontsentratsioon, seda rohkem jääb päikeseenergia atmosfääri.
Kasvuhoonegaasid kahjustavad planeedi soojustasakaalu, mis suuresti määrab selle kliima.
Kasvuhooneefekti olemus on hästi teada suvisel elanikel ja aednikel, kellel on oma maatükkidel kasvuhooned. Skeem on väga sarnane: päikesekiired, sisenemine, pinnase soojendamine ning katus ja seinad ei lase soojusel struktuurist lahkuda. Seega kasvuhoones, isegi ilma kuumutamiseta, on temperatuur alati kõrgem kui väljaspool.
Nüüd räägivad nad globaalsest soojenemisest ja kliimamuutusest. On ekslik arvamus, et kasvuhooneefekti esinemine on viimaste aastate või aastakümnete sündmus ning selle põhjuseks on üksnes inimtegevus. See mõju on omane igale atmosfäärile ja ilma selleta oleks Maa peal elamine võimatu.
Tegelikult on meie probleemiks viimastel aastatel täheldatud kasvuhooneefekti kiire kasv. See protsess võib põhjustada katastroofilisi tulemusi.
Selle küsimuse uurimise ajalugu
Kasvuhooneefekti probleemi uurimine algas XIX sajandi esimesel poolel. 1827. aastal ilmus Joseph Fourieri teos „Märkus maakera ja teiste planeedide temperatuuride kohta”, kus ta vaatas põhjalikult läbi kliimamuutuste mehhanisme ja ka teda mõjutavaid tegureid. See teadlane kirjeldas kõigepealt kasvuhooneefekti nähtust, kasutades mudelina klaasanumat, mis oli avatud päikesevalgusele. Klaas on infrapunakiirgusele peaaegu läbipaistmatu, nii et see kogemus näitab üsna täpselt nähtuse olemust. Kasvuhooneefekti mõiste hakkas teaduslikult kasutama palju hiljem.
Hiljem jätkasid need uuringud Rootsi füüsik Arrhenius. See oli see, kes tõi esile teooria, et süsinikdioksiidi kontsentratsiooni vähenemine õhus on planeedi ajaloos üks tähtsamaid jääaja põhjusi.
Kuid aktiivne kasvuhooneefekti ja selle nähtuse mõju algas alles möödunud sajandi teisel poolel. Teadlased on uurinud päikesekiirgusvoo muutust, mis tekib siis, kui kasvuhoonegaaside hulk õhus suureneb. Nüüd, atmosfääris toimuvate protsesside simuleerimiseks on kasutatud kõige kaasaegsemaid ja täiustatud arvuteid. Kuid nende võim ei ole sageli piisav, sest planeetide kliima on äärmiselt keeruline ja veel täielikult uurimata süsteem.
Viimastel aastakümnetel on rahvusvahelisel tasandil selle probleemi lahendamiseks võetud esimesed tõsised sammud. 1992. aastal võeti vastu ÜRO kliimamuutuste raamkonventsioon. 1997. aastal lisati sellele Kyoto protokoll ja Pariisi leping (2015). Selle dokumendi kohta reguleeritakse heitkoguste vähendamise meetmeid.
Kasvuhoonegaasid ja muud soojenemise põhjused
Teadlased usuvad, et kasvuhooneefekt tekib järgmiste gaaside tõttu:
- metaan;
- süsinikdioksiid;
- veeaur;
- osoon
Suurima panuse ülemaailmse temperatuuri tõususse teeb veeaur (36–72%), millele järgneb CO2 (ligikaudu 9–26%), millele järgneb metaan (4-9%) ja osoon (3–7%). Muudel gaasidel on õhus väga väikesed kontsentratsioonid, seega on nende mõju kliimaprotsessidele minimaalne.
Veeauru kogus sõltub tugevalt atmosfääri alumise kihi temperatuurist. Mida madalam on, seda madalam on niiskus ja seda nõrgem kasvuhooneefekt. Sel juhul muutub liigne niiskus planeedi pooluste lumekatteks, suurendades selle peegelduvust (albedo) ja muutes õhu veelgi külmemaks. Seega on globaalne soojenemine (või jahutus) isemajandav protsess, mis teatud tingimustel võib kiiresti kasvada ja areneda. Selle alustamiseks on vaja lihtsalt "vallandada" ja antropogeenne tegur võib neist muutuda. Sellisel juhul on tegemist tüüpilise positiivse tagasiside näidisega.
Soojendamise ja jahutamise perioodid, mis olid meie planeedil varem toimunud, korreleeruvad suurepäraselt atmosfääris oleva süsinikdioksiidi kogusega. Selle suurenemine põhjustab kasvuhooneefekti suurenemist ja temperatuuri pikenemist.
Lisaks mõjutavad ülemise atmosfääri sisenevad tahma- ja tahked aerosooliosakesed ka Maa soojustasakaalu. Nende peamised allikad on vulkaaniline aktiivsus ja tööstusheited. Tolm ja tahm segavad päikesevalguse tungimist, mis vähendab planeedi temperatuuri.
Kust kasvavad kasvuhoonegaasid?
Praegu on teadlaste hulgas üksmeel, et praegused kliimamuutused on seotud süsinikdioksiidi koguse suurenemisega atmosfääris ja kasvuhooneefekti - selle protsessi tagajärg. Ja soojenemine on toimunud juba pikka aega. Kasvuhooneefekti suurendamise peamine põhjus on inimtegevus, mis on muutunud võimsaks planeediteguriks. Alates tööstusrevolutsiooni algusest, st viimase 250-300 aasta jooksul, on atmosfääris metaani ja süsinikdioksiidi kontsentratsioonid kasvanud vastavalt 149% ja 31%. Siin on kasvuhoonegaaside peamised allikad:
- Tööstuse kiire kasv. Meie tehaste, tehaste, sõidukite peamine energiaallikas on fossiilkütused - nafta, maagaas ja kivisüsi. Nende kasutamise tulemusena tekib süsinikdioksiid, mis suurendab kasvuhooneefekti. Umbes pool inimtegevuse käigus tekkivatest gaasidest jääb atmosfääri, ülejäänud osa neelavad ookeani- ja maismaa-taimestik. Igal aastal suureneb Maa elanikkond ja seetõttu nõuab see üha rohkem toitu, tööstuskaupu, autosid, mis toob kaasa veelgi suurema süsinikdioksiidi emissiooni, seega kasvab kasvuhooneefekti nähtus. Ja kui viimase sajandi jooksul on temperatuur tõusnud 0,74 kraadi võrra, siis tulevikus eeldavad teadlased iga kümnendi jooksul 0,2 kraadi kasvu;
- Metsade hävitamine ja põllumajanduslik areng. Teine oluline põhjus CO2 kontsentratsiooni suurendamiseks atmosfääris on metsade tohutu hävitamine. Fotosünteesi käigus neelavad puud süsinikdioksiidi ja vabastavad hapnikku, olles kasvuhoonegaaside kontsentratsiooni loomulik regulaator. Metsade hävitamist on vaja eelkõige uue põllumaa hankimiseks, et toita kiiresti kasvavaid inimesi. Põllumajandus lisab ka oma panust globaalse temperatuuri tõusu. Kariloomad on seotud suure koguse metaani moodustumisega, mis ületab oma kasvuhoonegaaside süsinikdioksiidi;
- Prügilad Rahvastiku kasv eeldatavasti suurendab jäätmeid. Praegu on prügilad hõivatud suurte territooriumidega, kus on tuhandeid hektareid. Igaüks heidab atmosfääri kümneid tuhandeid kuupmeetrit metaani ja süsinikdioksiidi. Selle probleemi tõhus lahendus ei ole veel olemas - see tähendab, et "prügigaaside" heitkogused kasvavad ainult.
Mis ohustab kasvuhooneefekti?
Maa ajalugu on umbes 4,5 miljardit aastat ja kogu selle aja jooksul on planeedi kliima pidevalt muutunud. Mõnel ajastul oli lopsakas troopiline taimestik seda katuselt masti, teistes aga palli, mis oli kaetud mitme meetrise jääkihiga. Selliste kataklüsmidega võrreldes tundub, et üks või kaks kraadi temperatuuri tõusu näib olevat tõeline tühimik: te arvate, et säästame ka kütmist! Kuid mitte kõik on nii lihtne, kliimamuutuse tagajärjed võivad olla palju tõsisemad, siin on vaid mõned neist:
- Temperatuuri tõus põhjustab liustike sulamist ja ookeanide veetaseme tõusu, mis ähvardab üleujutada suuri alasid. Loomulikult ei muutu planeedi "vee maailmaks", kuid paljud rannikuäärsed linnad ja territooriumid võivad kannatada. Vähesed inimesed teavad, kuid alates 20. sajandi algusest on ookeani tase tõusnud 17 cm võrra ning alates 90. aastate keskpaigast on see tõus tõusnud 3,2-3,4 mm-ni aastas. Seda probleemi süvendab asjaolu, et enamik Maa elanikkonnast elab rannikualadel, samuti on märkimisväärne osa maailmamajandusest;
- Temperatuuri tõus põhjustab paratamatult muutusi sademete jaotuses, samuti nende koguses. Ja see tulemus on tõenäoliselt veelgi tõsisem kui teatud territooriumide üleujutus. Mõningates maailma piirkondades muutub vihmasadu väga haruldaseks ja nad muutuvad järk-järgult kõrbeks, teistes aga kannatavad regulaarsed orkaanid, üleujutused, tsunamid ja muud katastroofid. Teadlaste sõnul toob õhutemperatuuri edasine suurenemine kaasa planeedi troopilistes ja subtroopilistes piirkondades suurte põllukultuuride saagikuse, mis võib viia nälja ja sotsiaalse murranguni;
- Kõrgemad temperatuurid kahjustavad inimeste tervist. Arstid ootavad südame-veresoonkonna haiguste, hingamisteede haiguste ja isegi vaimsete häirete arvu suurenemist.
Kasvuhooneefekt ja selle võimalikud tagajärjed mõjutavad tõsiselt mitte ainult inimesi, vaid ka kogu planeedi ökosüsteemi. Kliimamuutused võtavad paljudelt liikidelt tavapärase vahemiku ning ei ole tõsi, et kõik „meie väiksemad vennad” suudavad sellistele dramaatilistele muutustele kohaneda. Mõnede liikide kadumine katkestab tavalised toiduahelad, mis võivad viia tõelise "dominoefekti" tekkeni. Süsinikdioksiidi kontsentratsiooni suurendamine atmosfääris ja õhu temperatuuri tõstmine põhjustab ookeani hapestumist, mis mõjutab negatiivselt kõiki selles elavaid inimesi.
Kuidas sellega toime tulla?
Inimene on kliimamuutusi korduvalt kogenud. Veelgi enam, need olid ajaloolise arengu üks liikumapanev jõud. Põud ja üleujutused tekitasid rohkem kui üks kord või kaks korda sõdu ja revolutsiooni, rahvaste massilist rännet, riikide ja kogu tsivilisatsioonide langust. Kuidas vältida neid katastroofilisi tagajärgi, mis meid tõsiste kliimamuutuste korral ootavad? Kas on olemas võimalus vähendada nn kasvuhooneefekti? Mida saab selle eest teha?
Täna teame kõiki tegureid, mis põhjustavad kasvuhoonegaaside kogunemist ja õhutemperatuuri tõusu. Praegust suundumust on väga raske muuta, sest see nõuab kogu inimkonna jõupingutusi ja maailmamajanduse radikaalset ümberkorraldamist. Alustuseks peate lihtsalt aru saama, et kasvuhooneefekt on ülemaailmne probleem, mis ähvardab mitte kõiki riike, vaid kõiki inimesi.
Eksperdid usuvad, et atmosfääri kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamiseks on vaja järgmisi meetmeid:
- Energiat on vaja põhjalikult ümber korraldada ja tööstusheiteid vähendada. Tänapäeval on peamine CO2 allikas fossiilkütuste põletamine: nafta, kivisüsi ja gaas. Nende vähendamiseks peab inimkond kasutama nn taastuvenergiat: päikest, tuule, vett. Viimastel aastatel on nende osakaal üldises tasakaalus üsna kiiresti kasvanud, kuid need määrad ei ole selgelt piisavad. Samuti peame loobuma sisepõlemismootoriga autode kasutamisest ja elektrisõidukitele üleviimisest. On selge, et kõik ülaltoodud nõuded nõuavad mitme miljardi dollari investeeringuid ja kümneid aastaid kestnud rasket tööd. Aga sa pead seda täna alustama;
- Energiatõhususe parandamine ning see kehtib tööstustoodangu ja energia tootmise ning eluaseme- ja kommunaalteenuste kohta. Toodete energiamahukust tuleb oluliselt vähendada. Vajame uusi tehnoloogiaid, mis ei kahjusta keskkonda. Isegi hoonete fassaadide elementaarne isolatsioon, kaasaegsete akende paigaldamine ja kütteseadmete väljavahetamine võib energiasäästu seisukohast oluliselt mõjutada ning seega vähendada kütusekulusid ja vähendada kahjulikke heitkoguseid;
- Väga tõhus viis kasvuhooneefekti vastu võitlemiseks on vähendada jäätmeid. Isik peab õppima ressursse uuesti kasutama, mis võimaldab kõrvaldada prügilad, mis on tõsine metaani allikas, või vähemalt vähendada oluliselt nende mahtu;
- On vaja peatada metsade röövloomade hävitamine ja tegeleda roheliste alade taastamisega. Lammutusega peab kaasnema uute puude istutamine.
Võitlus kasvuhooneefektiga ja keskmise aastase temperatuuri kasv peaks toimuma rahvusvahelisel tasandil, tihedas koostöös erinevate riikidega. Esimesed sammud selles suunas on juba võetud ja liikumine peab jätkuma. Teadlased teevad ettepaneku tugevdada võitlust kliimamuutuste vastu riikide põhiseaduste tasandil. See teema on pidevalt tõstatatud ka valitsusväliste organisatsioonide roll. Me peame selgelt aru saama, kui väike meie planeedi on ja kui haavatav see on inimesele.
