Wpływ działalności człowieka na globalne zmiany klimatu kuli ziemskiej

1. Budowa i skład atmosfery; ochronny charakter atmosfery jako „powłoki życia”.

Atmosfera jest mieszaniną gazów, ciał stałych i ciekłych, otulających ziemię, a utrzymywaną przy powierzchni dzięki sile grawitacji. Stałymi składnikami atmosfery są:
- azot (78,08 %)
- tlen (20,95 %)
- argon (0,93 %)
- pozostałe (neon, hel, krypton, wodór)
Składniki zmienne to:
- para wodna (do ok. 4 %)
- dwutlenek węgla (0,03 %)
- pozostałe (tlenek węgla, dwutlenek i trójtlenek siarki, tlenki azotu, ozon)
Drobne cząsteczki stałe i ciekłe rozproszone głownie dolnych warstwach atmosfery (inaczej zwane aerozolami) :
- pyły pustynne
- pyły wulkaniczne
- pyłki roślinne
- zarodniki, bakterie, przetrwalniki
- kryształki soli
- zanieczyszczenia przemysłowe
Atmosfera została podzielona warstwowo, w zależności od ciśnienia, gęstości i temperatury gazów. Jej budowa przedstawia się następująco :

TROPOSFERA – znajduje się najbliżej powierzchni ziemi, do około 7 km nad biegunami i 16- 18 km nad równikiem. Jest najbardziej gęsta i stanowi około 80 % masy całej atmosfery. Temperatura spada wraz ze wzrostem wysokości o około 6,5C na 1 km, od średnio +15C do –50-60C. W tej warstwie zachodzą silne pionowe i poziome ruchy mas powietrza oraz wszystkie zjawiska pogodowe. Tutaj zgromadzona jest prawie cała para wodna występująca w atmosferze. Im wyżej tym ciśnienie spada około 115 hPa /km. Częścią troposfery jest BIOSFERA, której górną granicę przyjmuje się na 8 km nad powierzchnię ziemi, a w której skupia się całe życie naszej planety.

TROPOPAUZA – warstwa przejściowa między troposferą a stratosferą, charakteryzująca się stałą temperaturą (w przekroju oczywiście pionowym)

STRATOSFERA – sięga do około 45 – 50 km nad powierzchnię ziemi. Powietrze jest tu rzadkie. W dolnej części temperatura to około -50C, natomiast w części górnej temperatura wzrasta do około 0C. Związane jest to z pochłanianiem promieniowania ultrafioletowego przez ozon co powoduje wydzielanie energii cieplnej. Warstwa ozonu znajduje się na wysokości od 25 km i przez ogromne znaczenie dla życia na ziemi, jest zaliczana również jako odrębna część składowa stratosfery, nazwana ozonosferą. W stratosferze zachodzą również silne poziome ruchy powietrza (tzw. prądy strumieniowe), okrążające całą ziemię.

STRATOPAUZA – warstwa przejściowa między stratosferą, a mezosferą

MEZOSFERA – sięga do wysokości około 80 km nad powierzchnię ziemi, następuje ponowny spadek temperatury wraz ze wzrostem wysokości do około –90C. Powietrze bardzo rzadkie.

MEZOPAUZA – warstwa przejściowa między mezosferą a termosferą

TERMOSFERA – górna granica jest trudna do określenia i waha się między 300 a 800 km nad powierzchnią ziemi. Jest najbardziej rozrzedzoną warstwą stanowiąca zaledwie 0,001 % masy powietrza. Następuje w niej gwałtowny wzrost temperatury (do 1500C) związany z pochłanianiem promieniowania słonecznego przez cząsteczkowy tlen i azot. Dolną warstwę termosfery (do 105 km) nazywa się JONOSFERĄ, ponieważ powietrze jest tu silnie zjonizowane. Występuje tu zjawisko zorzy polarnej. Wyżej znajduje się MAGNETOSFERA,
chroniąca ziemię przed cząsteczkami tzw. wysokiej energii.

EGZOSFERA – to zewnętrzna część atmosfery ziemi do około 2000 km. Występują w niej nieliczne atomy wodoru i helu ulatujące w przestrzeń kosmiczną. Temperatura spada do około –270C, ciśnienie maleje wraz z wysokością.
Bez atmosfery nie byłoby życia na ziemi. Co więcej, nawet nieznaczne zmiany w jej składzie powodują katastrofalne skutki.
Można powiedzieć, że atmosfera to powietrzny ocean, otulający ziemię powłoką grubości około 80 km. Waży ponad 5 biliardów ton i na poziomie morza wywiera nacisk 1,03 kg na centymetr kwadratowy powierzchni. Takie ciśnienie powietrza zapobiega zamienieniu się naszych płynów ustrojowych w parę i dzięki temu możemy żyć. W górnych warstwach atmosfery nie jest to możliwe, ponieważ ciśnienie jest tam zbyt niskie – ludzka krew zaczęłaby tam wrzeć, a naczynia krwionośne i narządy wewnętrzne pękać.
W atmosferze zawieszone są cząstki pyłu, wokół których formują się krople deszczu. Bez niej nie byłoby więc deszczu. Poza tym gdyby nie atmosfera, to w dzień padałoby na nas bezpośrednio słońce, natomiast noce byłyby mroźne. Atmosfera zatrzymuje część ciepła docierającego w dzień, dzięki czemu noce nie są za zimne.
Atmosfera chroni również mieszkańców ziemi przed meteorami. Szacuje się, że do zewnętrznych warstw atmosfery codziennie dociera z przestrzeni kosmicznej kilka tysięcy ton ciał stałych. Jednakże większość meteorów spala się w atmosferze zanim dosięgnie powierzchni ziemi.
Bez atmosfery nie słyszelibyśmy również żadnych dźwięków, ponieważ fale dźwiękowe rozchodzą się właśnie w powietrzu.
Dzięki doskonałym proporcjom gazów w atmosferze może istnieć na ziemi życie. Zmniejszenie proporcji tlenu spowodowałoby naszą ospałość a w końcu utratę przytomności, jego zwiększenie spowodowałoby pożary na skalę ogólnoświatową. Z kolei zachwianie równowagi występowania dwutlenku węgla, spowodowałoby albo zahamowanie procesu fotosyntezy i w konsekwencji do śmierci głodowej, albo do stopniowego ocieplania klimatu.
Kolejnym gazem, od którego śladowej ilości zależy życie na ziemi, jest ozon. Jego warstwa pochłania szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe, dzięki czemu nie jest ono dla nas zabójcze.
Atmosfera jest niezwykłym dziełem. W The New England Journal of Medicine napisano :
“Niebo jest ze wszech miar arcydziełem. Jak wszystko inne w przyrodzie, działa i jest niezawodne w spełnianiu zadań , do których jest przeznaczone. Jeśli ktokolwiek mógłby coś ulepszyć, to chyba tylko przesunąć od czasu do czasu jakąś chmurkę z miejsca na miejsce”.



2. Przejawy działalności człowieka, prowadzące w efekcie do degradacji atmosfery.

Antropogenicznymi źródłami zanieczyszczenia atmosfery są m.in. : chemiczna konwersja paliw, wydobycie i transport surowców, przemysł chemiczny, rafineryjny i metalurgiczny, cementownie, zakłady papiernicze, cegielnie, składowiska surowców i odpadów, motoryzacja.
Przykładem może być freon.
Około 70 lat temu naukowcy ogłosili odkrycie bezpiecznego chłodziwa, które mogło zastąpić inne, toksyczne i cuchnące czynniki chłodnicze. Był to freon. Na początku lat siedemdziesiątych produkcja freonów była znaczącą gałęzią przemysłu światowego. Freony stosowano przy produkcji lodówek, aerozoli, klimatyzatorów, środków czyszczących, opakowań jednorazowego użytku i innych. Jednakże we wrześniu 1974 roku, dwaj uczeni, Sherwood Rowland i Mario Molina, wyjaśnili, że freony stopniowo dostają się do stratosfery, gdzie ostatecznie uwalniają zawarty w nich chlor. Obliczyli, że każdy atom chloru może zniszczyć tysiące cząsteczek ozonu. Jednakże nie dzieje się to równomiernie w całej górnej warstwie atmosfery. Największe spustoszenie następuje nad biegunami.
Każdej wiosny, począwszy od 1979 roku nad Antarktyką znikają, poczym znów się pojawiają duże ilości ozonu. Efekt okresowego spadku stężenia tego gazu nazwano dziurą ozonową. Z roku na rok jest ona coraz większa i dłużej się utrzymuje. W 1992 roku wykryto dziurę ozonową większą niż powierzchnia Ameryki Północnej, a ponadto odnotowano duży spadek stężenia ozonu nad Europą Północną, Rosją i Kanadą. Ocenia się, że do atmosfery trafiło już ponad 20 mln ton freonów. Jednak na dotarcie do stratosfery potrzebują kilku lat, więc znaczna część jest jeszcze w drodze. Innym źródłem chloru niszczącego ozon są wahadłowce. Po każdym starcie takiego statku do powłoki ozonowej dostaje się około 75 ton chlorku !!!
Innym przejawem działalności człowieka jest zanieczyszczenie środowiska naturalnego. Od połowy XIX wieku ludzie spalają coraz więcej ropy, węgla i gazu, emitując przy tym ogromne ilości dwutlenku węgla. Zwiększenie liczby samochodów na całym świecie pod koniec XX wieku to kolejny powód nadmiernej emisji tego gazu. Naturalna zawartość dwutlenku węgla w atmosferze to około 0,0285%. Jednakże dziś jego zawartość wynosi około 0,037%. Jakie są tego konsekwencje? Zdaniem wielu uczonych, to właśnie wzrost zawartości dwutlenku węgla w atmosferze jest główną przyczyną podnoszenia się temperatury na ziemi. Lata dziewięćdziesiąte XX wieku były najgorętszą dekadą w historii (od kiedy zaczęto zbierać dane), a osiemdziesiąte znalazły się zaraz na drugim miejscu. Ten pogłębiający się tzw. efekt cieplarniany przynosi przeogromne zmiany klimatyczne na całej kuli ziemskiej, a ponadto może spowodować masowe topnienie lodowców i w efekcie podnoszenie poziomu wód. To z kolei pociąga za sobą podtapianie lądów lub ich części.
Ogromnie zwiększyła się też emisja pyłów i szkodliwych gazów np. związków fluoru, węglowodoru, siarkowodoru czy dwutlenku siarki. Wywołuje to kwaśne deszcze, które niszcząco działają na rośliny, lasy, ekosystemy oraz zakwaszają glebę.

3. Obecne i przewidywane skutki gospodarcze antropogenicznych zmian w atmosferze.

„Na przestrzeni ostatnich 30 lat w różnych częściach świata wystąpiło wiele groźnych zjawisk pogodowych i klimatycznych, jak powodzie, cyklony tropikalne i susze. W ciągu ubiegłego 10-lecia podwoiła się liczba klęsk żywiołowych spowodowanych zjawiskami hydrometeorologicznymi. Powtarzające się susze i pustynnienie występujące na całym świecie poważnie zagroziły egzystencji ponad 1,2 mld ludzi. Ocenia się również, że na przełomie lat 1997/1998 zjawisko El Nino, najsilniejsze w ubiegłym stuleciu, dotknęło 110 mln ludzi i spowodowało szkody w gospodarce wynoszące około 100 mld dol. USA. Według statystyk sporządzonych przez firmy ubezpieczeniowe za okres 1950-1999, klęski żywiołowe wywołane zjawiskami pogodowymi i warunkami klimatycznymi spowodowały straty w wysokości 960 mld dol. USA. Większość z nich odnotowano w ostatnich dekadach”. Powyższa wypowiedź pochodzi z orędzia Sekretarza Generalnego WMO (Światowej Organizacji Meteorologicznej) prof. Godwina O.P. Obasi z 2003 roku. Nie ulega wątpliwości, że zmiany klimatu oddziałują pośrednio i bezpośrednio na gospodarkę światową. Mają decydujący wpływ na bezpieczeństwo życia i mienia, żywność, zasoby wodne, sposób spędzania wolnego czasu oraz zrównoważony rozwój. Zanieczyszczenia powietrza przyczyniają się do powstawania schorzeń układu oddechowego (astma, rozedma płuc, zapalenie oskrzeli), a także zaburzenia reprodukcji i alergii. Inne skutki to : korozja metali, materiałów budowlanych czy też samochodów (dodatkowo przez kwaśne deszcze).

Ponadto klimat wpływa w sposób pośredni na gospodarkę poprzez oddziaływanie (w pewnym stopniu) na nastrój i charakter człowieka, a nawet na jego sposób myślenia i kulturę. Antropogeniczne skutki zmian w atmosferze odczuwamy już dzisiaj. A co się przewiduje na kolejne lata?
Prognozuje się ocieplenie klimatu o około 1,4 – 5,8C do 2100 roku, a potencjalny wzrost poziomu morza oceniono na 9 – 88cm. Spowodowałoby to niekorzystny wpływ na zasoby wody słodkiej oraz poważne skutki społeczno-gospodarcze na terenach zagrożonych zalaniem (np. nisko położone wyspy, porty, tereny rolnicze czy turystyczne, nadbrzeżne strefy produkcyjne).
Przewiduje się intensyfikację opadów. Można się również spodziewać nieznacznego natężenia zjawiska El Nino, co pociągałoby za sobą intensyfikację susz i powodzi jemu towarzyszących.
Zmiany klimatu dotkną również ludzkie zdrowie, a co za tym idzie i gospodarkę - bezpośrednio poprzez fale upałów w klimacie umiarkowanym, oraz pośrednio przez zmiany zasięgu występowania nosicieli chorób (np. komarów), a także pogorszenie jakości wody i powietrza.
Największym jednak zagrożeniem dla rodzaju ludzkiego i światowej gospodarki jest wzrost intensywności i częstotliwości występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych takich jak burze, a następnie susze i powodzie.

4. Kroki przedsięwzięte przez społeczność międzynarodową w celu ograniczenia postępującej degradacji i ratowania atmosfery ziemskiej.

W 1979 roku Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO), zwołała pierwszą Światową Konferencję Klimatyczną. Powzięto decyzję o utworzeniu organizacji badającej zmiany klimatu na skalę globalną – WCP. W 1988 roku WMO we współpracy z UNEP (Program ds. Środowiska NZ), powołała Międzynarodowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC). W ramach tego Zespołu, grupa ekspertów zajmuje się oceną podstaw naukowych zmian klimatu i skutków tych zmian dla środowiska, jak również konsekwencji społeczno-gospodarczych, oraz opracowaniem odpowiednich strategii przeciwdziałania tym zmianom. IPCC opublikowała trzy raporty oceniające zmiany klimatu. Pierwszy, z 1990 roku, doprowadził do przyjęcia przez ogólnoświatową społeczność, Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w Sprawie Zmian Klimatycznych, sporządzonej w N.Y. 09.05.1992 roku. Strona Polska uznała Konwencję za słuszną zarówno w całości, jak również w zakresie każdego z postanowień. Podpisana została przez Prezydenta Rzeczpospolitej Polskiej 16.06.1994 roku.
Uznano w niej, że zmiany klimatyczne są wspólnym problemem ludzkości. Główne postanowienia to :
1) Cel Konwencji – doprowadzenie do ustabilizowania koncentracji gazów cieplarnianych w atmosferze na poziomie, który zapobiegałby niebezpiecznej antropogenicznej ingerencji w system klimatyczny.
2) Szczegółowe określenie zasad postępowania, biorące pod uwagę wpływ tych działań na zmiany klimatyczne
3) Wspieranie przez rządy poszczególnych państw (Stron) badań i systematycznych obserwacji zmian klimatycznych
4) Edukacja, szkolenie i podnoszenie świadomości społecznej w tej dziedzinie
5) Ustanowiono Konferencję Stron – organ mający okresowo oceniać zobowiązania Stron oraz koordynować ich wysiłki, formułować zalecenia oraz dążyć do zabezpieczenia źródeł finansowania
6) Ustanowiono pomocniczy organ do spraw doradztwa naukowego i technicznego
7) Ustanowiono pomocniczy organ do spraw wdrażania niniejszej Konwencji
8) Ustalono mechanizmy finansowania.
WMO opracowało również projekt dotyczący Usług Prognozowania i Informacji o Klimacie (CLIPS) w celu wspomagania krajów w jak najszerszym stosowaniu danych klimatycznych oraz prognoz sezonowych w takich dziedzinach, jak zarządzanie zasobami wodnymi, rolnictwo i łagodzenie skutków klęsk żywiołowych.
Podstawowym jednak projektem WMO jest CLIVAR (dotyczący zmienności i prognozowania klimatu). Ma na celu przeanalizowanie zmienności klimatu, rozwijanie skutecznych prognoz tej zmienności oraz opracowanie jej ocen antropogenicznych.
W 1997 roku przyjęto tzw. Protokół z Kioto. Jest on podstawą do międzynarodowej walki z emisją groźnych dla środowiska gazów. Konwencja ta nakłada na państwa uprzemysłowione obowiązek redukcji tych zanieczyszczeń do roku 2012, do poziomu o 8% mniejszego niż w 1990 roku dla krajów UE i o 6% mniejszego dla Stanów Zjednoczonych.
Polska zobowiązała się w Kioto do redukcji gazów o 7% w stosunku do roku 1988. Jednakże od tamtego czasu większość „trucicieli” zbankrutowała, a inni przeszli gruntowną modernizację, dzięki czemu dziś Polska ma około 40% nadwyżki w stosunku do naszych zobowiązań z Kioto.
Założenia z Kioto wyznaczałyby dobry, konkretny kierunek działań. Protokół podpisało 88 krajów. Niestety, aby mógł wejść w życie, musi go ratyfikować co najmniej 55 państw odpowiedzialnych za 55% emitowanych gazów. Największy „truciciel” – Stany Zjednoczone w dalszym ciągu się od tego uchylają. Jest jednak szansa, że Protokół zacznie obowiązywać w tym lub przyszłym roku, jeśli podpisze go Rosja.
Podsumowując, Ramowa Konwencja Narodów Zjednoczonych w Sprawie Zmian Klimatu jest sygnałem, że problem antropogenicznych zmian klimatu został dostrzeżony i że istnieje wola jego rozwiązania. Z kolei los Protokołu z Kioto świadczy, że poczucie potrzeby rozwiązania tego problemu jest niewystarczająco silne, aby przeważyć koszty podjęcia i wypełnienia tak poważnych zobowiązań.



Żródła :
- ekoinfo.pl – serwis informacyjny ochrony środowiska
- Polityka (tygodnik) – nr 32/2004
- Awake! (miesięcznik) - 08.01.1995
- Jak powstało życie? Przez ewolucję czy przez stwarzanie? - 1989
- Orędzie Sekretarza Generalnego WMO Godwina O.P. Obasi z 2003 roku
- Ramowa Konwencja Narodów Zjednoczonych w Sprawie Zmian Klimatu 1992 rok
- Internet