Accentuarea Efectului de Sera Cauza Modificarilor Climatice pe Glob

Efectul de seră este produs de acele gaze care sunt relativ “transparente” la radiațiile cu lungime mică de undă venite de la Soare, dar absorb radiațiile cu lungime mare de undă (infraroșii) emise de Pământ și, în consecință, captează căldura în atmosferă. Aceste gaze asigură echilibrul dintre energia pe care Pământul o primește de la Soare și cea pe care o pierde, ele fiind cunoscute ca “gaze de seră”.

Un efect de seră a existat din todeauna. Ceea ce numim astăzi, în mod curent “efect de seră” se referă la efectul de seră accentuat ca urmare a influenței umane care a condus la:

Încălzirea suplimentară a suprafeței terestre și a troposferei;

Creșterea temperaturii medii globale la suprafața Pământului;

Creșterea nivelului oceanului planetar;

Intensificarea efectului de seră se datorează emisiilor de gaze cu efect de seră eliberate în atmosferă de activitățile antropice. De acest efect sunt responsabili compusii aflați în concentrații foarte mici în atmosferă: vaporii de apă, dioxidul de carbon, metanul, protoxidul de azot, ozonul si mai recent freonul. Ponderea cea mai însemnată o are dioxidul de carbon 50% după care urmează freonul 22%, metanul 13%, ozonul 7%, oxizii de azot 5% si vaporii de apa 3%. În cea mai mare parte prezența precum și creșterea concentrației lor se datorează activității antropice.

Pe masură ce a crescut populația planetei, au crescut necesitățile de consum, s-a intensificat procesul de industrializare ceea ce a condus la producerea unor cantitati de gaze cu efect de seră mult mai mari decat cele necesare pentru a menține echilibrul termic al planetei. Eliminarea acestor gaze prin procese naturale este mult mai înceată decat producerea lor. Astfel ele vor rămâne mai mult timp în atmosferă conducand la accentuarea efectului natural de seră. De exemplu, durata de viata a dioxidului de carbon (CO2) în atmosfera se situeaza între 50 si 200 de ani, a metanului (CH4) este de 12 ani iar a protoxidului de azot (N2O) de 114 ani.

Se apreciază ca 35% din cantitatea totală de emisii eliberate în atmosferă, la nivel mondial, rezultă din activitatea de producere și distribuție a energiei. Din cantitatea totală de energie produsă în lume 80% rezultă pe baza arderii combustibililor fosili. Extragerea acestor combustibili produce emisii de CO2 si CH4 iar arderea lor emisii de CO2 si N2O.

In schimb, accentuarea efectului de sera nu este naturală și poate fi nocivă oricarei forme de viața pe planeta noastră. Începând cu era industrială, activitățile umane au dus la o intensificare semnificativă a emisiilor de gaze cu efect de seră în atmosferă. Astfel, în ultimii 150 de ani, arderea combustbililor fosili (cărbune, gaze naturale, petrol) și despădurirea au condus la o creștere considerabilă a dioxidului de carbon emis în atmosferă.

Bilanțul energetic al Pământului poate fi afectat prin creșterea cantităților de dioxid de carbon atmosferic din cauza proprietăților moleculelor acestuia de a absorbi energia radiațiilor electromagnetice în domeniul infraroșu. Dioxidul de carbon și vaporii de apă absorb în domeniul infraroșu la lungimi de undă mai mici de 8000 nm și mai mari de 12000 nm. Între aceste două valori există așa numita fereastră de transparență. Moleculele gazoase din atmosferă cum sunt H2O, CH4, N2O, O3 și CFCs, absorb fiecare în regiuni caracteristici ale domeniului infraroșu. Absorbțiile sunt proporționale cu numărul de molecule pentru fiecare componentă atmosferică.

Dacă atmosfera se îmbogățește cu asemenea molecule temperatura crește până când radiația emisă echilibrează radiația absorbită. Vaporii de apă sunt responsabili de cea mai mare parte a radiațiilor infraroșii absorbite.

La o dublare a concentrației dioxidului de carbon se estimează o creștere a absorbției în domeniul IR de 4 Wm-2 la suprafața Pământului. Acest surplus caloric va cauza o vaporizare suplimentară a apei care va îmbogăți atmosfera cu un nou absorbant capabil să mai adauge o energie absorbită suplimentar estimată la aprox. 2 Wm-2. Această creștere este relativ mică în comparație cu radiația solară totală absorbită în prezent (240 Wm-2 ). Aproape 100 Wm-2 din această energie este atribuită vaporilor de apă și 50 Wm-2 dioxidului de carbon. Deși relativ mică contribuția la efectul de seră prin absorbție este îngrijorătoare datorită efectului de avalanșă a fenomenelor declanșate și care au aceeași consecință: absorbția radiației IR.

Consecintele directe ale intensificarii efectului de sera sunt schimbarile fenomenelor naturale care afecteaza la randul lor evolutia ecosistemelor. Temperatura medie globala a crescut în ultimii 100 de ani cu 0,5 grade. Aceasta a determinat cresterea nivelului marilor cu 20-25 cm. Suprafata marilor si oceanelor este în continua expansiune datorita topirii ghetarilor si a solurilor înghetate din nord.

Potrivit proiectărilor Grupului Interguvernamental de experți privind evoluția climatului (IPPC) al ONU, pînă în anul 2100 creșterea temperaturii medii la suprafața globului se va situa între 1,4 și 5,7 grade Celsius.

Experții au sugerat că topirea ghețarilor ca urmare a creșterii temperaturii medii anuale ar duce la schimbarea curenților și la slăbirea puterii vântului în emisfera nordică, ceea ce duce la încălzirea atmosferei.

Creșterea temperaturii planetei se va observa, în primul rand, în intensificarea schimbului de apă între pamânt, atmosferă si mari si oceane. Cantitățile mari de apă ce se vor evapora vor determina căderi masive de ploi și zăpezi care vor produce inundații, eroziunea solului, strămutări de așezări, dispariția unor specii de plante și animale și adaptarea altora.

Potrivit marii majorități a oamenilor de știință, încălzirea climatică este larg atribuită efectului de seră, adițional emisiilor de gaze cu efect de seră (GES) produse de activitățile umane, și în principal a emisiilor de CO2. Pe lângă CO2, din categoria GES din surse artificiale se mai amintesc: clorofluorocarburile (CFC), NOx (N2O) și CH4.

Meteorologi și oameni de știință de pe întreg globul au sesizat modificările climatice produse mai ales în ultimele patru decenii. S-au făcut cercetări complexe pentru a identifica cauzele acestor modificări, dacă acestea intră în sfera normalului, sau dacă sunt produsul activităților antropice ce conduc la degradarea mediului, la perturbarea unor echilibre naturale cu efecte imediate asupra valorilor elementelor climatice și de aici asupra frecvenței și intensității unor procese și fenomene naturale. De aceea, unii oameni de știință pledează pentru legătura clară și, relativ imediată, între activitățile antropice necontrolate, de degradare a mediului înconjurător și modificările climatice apărute, mai ales în ultimul timp, când presiunea umană asupra mediului a crescut. Alți cercetători au emis ipoteza conform căreia, modificările climatice produse în ultimele decenii nu ies din sfera normalului, că sunt destul de multe cazuri de modificări climatice și în perioade nu prea îndepărtate.

În timp ce schimbările climatice naturale au loc în perioade de timp foarte lungi, ceea ce permite o adaptare a speciilor vegetale și animale la condițiile climatice noi, schimbările antropice sunt foarte rapide și în consecință amenință enorm ecosistemele caracterizate prin fragilitate.

Consecințele vor fi dramatice: inundații catastrofale și secete prelungite, bulversarea anotimpurilor, trecerea rapidă de la cald la rece, de la secetă la abundență pluviometrică, afectarea până la distrugere a culturilor tradiționale. Schimbarea climatică de o asemenea manieră poate antrena până în 2050 o pierdere a biodiversității până la decimarea a o treime din toate speciile planetei. Prima etapă va afecta major civilizația umană și va conduce la exemplarelor mai rezistente în arealele de natură care se vor dovedi adaptabile. Pe termen lung, soarta va fi aceeași: dispariția actualei forme de viață și, probabil, apariția alteia noi.

Schimbările climatice constituie și o presiune adițională asupra ecosistemelor, ceea ce duce la deplasarea spre nord și spre zonele de altitudine mai ridicată a multor specii de plante și animale. Ele afectează în mod negativ agricultura, industria forestieră, producerea energiei electrice, turismul și infrastructura în general.

Bibliografie:

Ardelean, F.-Transporturile, energia și gazele cu efect de seră, Conferința Eficiență, Confort și Protecția Mediului, București, Fac. de Instalații, 2007;

Ioan Mărculeț, Cătălina Mărculeț (2013), Schimbările climatice globale – o problemă prioritară, Studii Slătinene, Anul VII, vol. XII, nr. 1/2013.

Iosub, I.-Fizica și chimia mediului,note de curs

Mohan Gheorghe, “Ecologie și protecția mediului”, Ed. Scaiul, 1993

Teodorescu, I., Râșnoveanu, G., Neguț, C. M.-Ecologie și protecția mediului, Ed. Constelații, București, 2001;