Prezentacja Fizyka

Bilansenergetyczny Ziemi

Spis treści

01.Bilans Energetyczny

02.Efekt Cieplarniany

03.Gazy cieplarniane

04.Video

05.Skutki globalnego ocieplania

06.Strony z których korzystałam

07.Podziękowania

01

Bilans Energetyczny

Pojęcie bilansu energetycznego odnosi się do klimatologicznego rachunku przychodu i rozchodu promieniowania elektromagnetycznego.Po stronie przychodów znajdujemy promieniowanie docierające do Ziemi ze Słońca,podczas gdy rozchody to zarówno promieniowanie słoneczne odbijane przez Ziemię z powrotem w kosmos,jak i własne promieniowanie planety.Około 80% energii wysyłanej ze Słońca to promieniowanie widzialne (światło) i bliska podczerwień.Część tego strumienia dociera do powierzchni Ziemi i jest przez nią pochłaniana.W efekcie Ziemia ogrzewa się i zaczyna emitować własne promieniowanie.Ponieważ planeta jest chłodniejsza od Słońca,jej promieniowanie jest mniej energetyczne:100% wysyłanej energii przypada na daleką podczerwień.Szczegóły przepływu strumieni promieniowania przedstawia schematycznie rysunek obok.Wynika z niego,że średni strumień promieniowania słonecznego,docierający do górnej granicy atmosfery wynosi 341,3 Wm-2.Część tego strumienia jest absorbowana przez atmosferę (22,9%) oraz przez powierzchnie lądów i oceanów (47,2%).Reszta (29,9%) zostaje odbita w kosmos.O ilości promieniowania odbitego decyduje albedo powierzchni.Albedo równe 100% oznacza odbicie całego padającego promieniowania,podczas gdy albedo równe 0% to całkowite pochłonięcie promieniowania

01. Bilans Energetyczny

Wysokim albedo (ponad 90%) charakteryzuje się na przykład świeży śnieg (dlatego w słoneczny dzień może oślepiać!), niskim (około 10-20%) woda i asfalt.Średnie albedo dla całej Ziemi (i jej atmosfery) to właśnie wspomniane wcześniej 29,9%.W układzie,który rozpatrujemy,poza Słońcem jest jeszcze jedno źródło promieniowania:Ziemia.Jej powierzchnia (lądy, oceany, w niewielkim stopniu kriosfera) absorbuje promieniowanie słoneczne,by potem je wyemitować.Zmienia się przy tym charakterystyka promieniowania.Promieniowanie padające obejmowało zakres fal do około 4 µm (tzw. krótkofalowe),podczas gdy promieniowanie Ziemi jest już promieniowaniem długofalowym (termalnym) i przypada na fale dłuższe niż 4 µm.Gdy promieniowanie długofalowe wędruje w przestrzeń kosmiczną, musi przejść przez atmosferę.Tu jest blokowane – absorbowane przez gazy cieplarniane,na czele z najważniejszym z nich: parą wodną.Chmury – także zbudowane z wody – zachowują się podobnie jak para wodna: również przyczyniają się do magazynowania ciepła w atmosferze.Klimatolodzy mówią wprost o chmurowym efekcie cieplarnianym.Chmury więc nie tylko ochładzają atmosferę,ale i ją ogrzewają.

01. Bilans Energetyczny

02.

Efekt Cieplarniany

Efekt cieplarniany

Niektóre z gazów cieplarnianych są obecne w atmosferze ziemskiej od milionów lat i stanowią jej naturalny składnik. Dzięki nim mogły na Ziemi zaistnieć warunki klimatyczne, w których rozwinęło się życie. Jednak na skutek ludzkiej działalności, w atmosferze pojawiły się również gazy niewystępujące naturalnie, przez co efekt cieplarniany się pogłębia.Promieniowanie słoneczne czyli promieniowanie UV (krótkofalowe) częściowo dociera do Ziemi, ale w większości jest pochłaniane lub odbijane przez górne warstwy atmosfery. Bliski ultrafiolet oraz promieniowanie widzialne w większości dociera do powierzchni Ziemi, którą ogrzewa. Następnie Ziemia oddaje ciepło w postaci fal podczerwonych (promieniowanie długofalowe). To właśnie ono jest pochłaniane przez gazy cieplarniane i przez to nie zostaje uwolnione do przestrzeni kosmicznej tylko rozprzestrzenia się na różne kierunki, co powoduje powstanie efektu cieplarnianego.

02.Efekt cieplarniany

03.

Gazy cieplarniane

Gazy Cieplarniane

inaczej nazywane gazami szklarniowymi. Gazy cieplarniane to składniki atmosfery ziemskiej, które na skutek swoich właściwości fizykochemicznych potrafią zatrzymywać energię słoneczną w obrębie atmosfery ziemskiej. Gazy te mają bezpośredni wpływ na efekt cieplarniany, ponieważ pochłaniają promieniowanie podczerwone pochodzące z naszej planety. Energia nie może zostać uwolniona do przestrzeni kosmicznej więc temperatura atmosfery i powierzchni Ziemi się podwyższa.Gazy cieplarniane pojawiają się w atmosferze zarówno w wyniku procesów naturalnych jak i w związku z działalnością człowieka. Wpływ poszczególnych gazów na efekt cieplarniany jest zróżnicowany i zależy od dwóch czynników. Pierwszym jest stopień absorpcji, czyli zdolność do pochłaniania promieniowania podczerwonego przez daną substancję. Drugi stanowi żywotność tej substancji, czyli jej czas życia w atmosferze. Te dwa czynniki warunkują również wskaźnik GWP (z ang. globalwarmingpotential) czyli potencjał tworzenia efektu cieplarnianego.

03. Gazy Cieplarniane

Wśród wszystkich gazów, największy wpływ na efekt cieplarniany ma para wodna. Jej zawartość w atmosferze ziemskiej jest bardzo zróżnicowana i waha się od 40 do 95%. Uzależniona jest od cyklu krążenia wody w środowisku, czyli od procesów parowania, skraplania, sublimacji i resublimacji. Z tego względu zmienia się w czasie oraz jest inna w różnych obszarach naszej planety. Para wodna odpowiada w 95% za efekt cieplarniany, a jej obecność w atmosferze prawie zupełnie nie zależy od działalności człowieka.

Kolejnym gazem odpowiedzialnym za powstawanie efektu cieplarnianego jest dwutlenek węgla. Ten pochodzenia naturalnego stanowi wielokrotność tego produkowanego przy okazji działalności człowieka, ale mimo to, to on stanowi główną przyczynę pochodzenia antropogenicznego, powstawania efektu cieplarnianego. Obecność dwutlenku węgla w powietrzu jest zjawiskiem naturalnym gdyż między innymi jest uwalniany przy oddychaniu a pobierany podczas fotosyntezy. Niestety od czasu rewolucji przemysłowej stężenie tego gazu w atmosferze wzrosło z niecałych 10% do około 30%. Problem dotyczy głównie krajów rozwiniętych gdyż powstaje głównie w wyniku spalania dużych ilości paliw kopalnych.

03.Gazy Cieplarniane

Podtlenek azotu, podobnie jak dwutlenek węgla, powstaje głównie na skutek naturalnych procesów. Jest wytwarzany przez oceany, lasy deszczowe oraz bakterie glebowe ale pewien jego procent jest pochodzenia antropogenicznego. Na skutek działalności człowieka, podtlenek azotu pochodzi z nawozów azotowych, spalania paliw kopalnych oraz z produkcji niektórych środków chemicznych. Tak samo, jak w przypadku CO2, zawartość N2O w powietrzu wzrosła od czasu rewolucji przemysłowej. Jego stężenie w atmosferze zwiększyło się o około 16%.

Metan jest kolejnym gazem cieplarnianym, który produkowany jest zarówno wskutek procesów naturalnych, jak i w wyniku działalności człowieka. Naturalnie wytwarzają go głównie bakterie w procesach beztlenowych ale także termity, bagna i oceany. Antropogeniczne źródła metanu to przede wszystkim wydobywanie i spalanie paliw kopalnych, hodowla bydła, uprawianie ryżu oraz składowanie odpadów. Gaz ten jest wydalany przez bydło w wyniku fermentacji przez nie zjedzonych roślin. Znajduje się również w ich odchodach. Uprawy ryżu są źródłem dużej ilości metanu, ponieważ w zalanych poletkach następuje beztlenowy rozkład materii organicznej. Z tego samego powodu składowiska odpadów stanowią źródło metanu. W warunkach niedoboru tlenu jest on wydzielany do atmosfery.

03.Gazy Cieplarniane

Fluorowane gazy cieplarniane to HFC (wodorofluorowęglowodory), SF6 (szcześciofluorek siarki), PFC (prefluorowęglowodory) oraz CFC (chlorofluorowęglowodory. Ta grupa stanowi gazy, które powstają jedynie w trakcie procesów przemysłowych. Nie występują naturalnie, ich źródłem jest działalność człowieka. HFC stosowane są w urządzeniach chłodniczych, na przykład w klimatyzatorach. SF6 używany jest między innymi w przemyśle elektronicznym. Podobnie PFC ale tych gazów używa się również do produkcji aluminium. CFC czyli freony stosowane są w aerozolach, dezodorantach, systemach chłodniczych oraz przemyśle samochodowym. Produkcja freonów jest ograniczana ponieważ nie tylko są gazami cieplarnianymi ale również przyczyniają się do niszczenia warstwy ozonowej. Fluorowane gazy szklarniowe stanowią duże zagrożenie gdyż ich zdolność wiązania ciepła jest bardzo wysoka a ponadto mają długi czas trwania i potrafią pozostać w atmosferze przez tysiące lat.

03.Gazy Cieplarniane

Globalne Ocieplenie dotyczy każdego!

Zapraszam do oglądnięcia krótkiego filmu,który w sposób zachecający wprowadzi do tematu Globalnego ocieplenia

04. Video

Skutki globalnego ocieplenia

05.

Globalne ocieplenie to zjawisko szybkiego podnoszenia się średniej temperatury na Ziemi, zauważalne od połowy XX wieku.Zmiany klimatu mają wpływ na wszystkie części świata. Polarne czapy lodowe topnieją, a poziom mórz wzrasta. W niektórych regionach ekstremalne zjawiska pogodowe i opady deszczu stają się coraz częstsze, podczas gdy inne cierpią z powodu ciężkich fal upałów i susz.Przewiduje się, że zjawiska te nasilą się w ciągu następnych kilkudziesięciu lat.

01.

02.

Lodowce topnieją a poziom mórz rośnie Woda rozszerza się pod wpływem ciepła. Globalne ocieplenie powoduje również topnienie lodowców i polarnych czap lodowych.Zmiany te prowadzą do wzrostu poziomu mórz, powodzi i erozji regionów nadmorskich i nizinnych.

Ekstremalne zjawiska pogodowe i zmiana struktury opadów Intensywne opady i inne ekstremalne zjawiska pogodowe stają się coraz powszechniejsze. Może to prowadzić do powodzi, pogorszenia jakości wody lub zmniejszenia zasobów wodnych w niektórych regionach.

05. Skutki globalnego ocieplenia

03.

Skutki dla krajów rozwijających się Skutki zmian klimatu często najbardziej odczuwają ubogie kraje rozwijające się. Ich mieszkańcy są często w dużym stopniu zależni od środowiska naturalnego i dysponują mniejszymi środkami finansowymi, aby radzić sobie ze zmianami klimatycznymi.

01.

02.

Zagrożenia dla zdrowia ludzi Zmiany klimatu nie są obojętne dla zdrowia ludzi: W niektórych regionach odnotowuje się wzrost zgonów spowodowanych falami upałów, natomiast w innych – spadek zgonów z powodu zimna. Możemy zaobserwować zmiany w występowaniu niektórych chorób przenoszonych przez wodę oraz wektory (organizmy przenoszące pasożyty lub drobnoustroje zakaźne).

Konsekwencje dla Europy Fale upałów, pożary lasów i susze są coraz częstszym zjawiskiem w Europie Południowej i Środkowej. Kraje basenu Morza Śródziemnego są coraz bardziej narażone na susze i pożary lasów. W Europie Północnej klimat staje się coraz bardziej wilgotny, a zimą wzrasta ryzyko wystąpienia powodzi. Miasta, gdzie mieszka co czwarty Europejczyk, narażone są na fale upałów, powodzie i skutki podnoszenia się poziomu mórz. Często nie umieją one skutecznie radzić sobie ze zmianami klimatu.

05. Skutki globalnego ocieplenia

03.

Skutki Koszty dla społeczeństwa i gospodarki Uszkodzenia mienia i infrastruktury oraz pogorszenie zdrowia ludzi wiążą się z wysokimi kosztami dla społeczeństwa i gospodarki. W latach1980-2011 powodzie dotknęły ponad 5,5 mln osób i wywołały bezpośrednie straty gospodarcze w wysokości ponad 90 mld euro. Szczególnie dotknięte są sektory takie jak rolnictwo, leśnictwo, energetyka i turystyka, ponieważ są w dużym stopniu uzależnione od określonej temperatury i opadów atmosferycznych.

Jak przeciwdziałać globalnemu ociepleniu?

W marcu 1994r. przyjęto Ramową Konwencję Narodów Zjednoczonych Dotyczącą Zmian Klimatu (UNFCCC), która miała pomóc w zmniejszeniu emisji gazów cieplarnianych. Co więcej, Unia Europejska zapowiedziała, że do 2020r. zmniejszy emisję gazów cieplarnianych o co najmniej 20%, w porównaniu do 1990r. Kluczowym zadaniem, które należy wykonać, aby chociaż w pewnym stopniu zatrzymać zmianę klimatu jest używanie takich źródeł energii, które nie wywołują emisji gazów cieplarnianych. Ponadto, ważne jest wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii takich jak elektrownie wodne czy wiatrowe. W dodatku, należy zmniejszyć użycie samochodów, które działają dzięki silnikom spalinowym. Oprócz ogólnoświatowych działań, każdy z osobna może przeciwdziałać zmianom klimatom np. poprzez ogrzewanie czy chłodzenie pomieszczeń z umiarem.

06. Skutki globalnego ocieplenia

http://chmury.edu.pl/o-chmurach/bilans-energetyczny/

https://ec.europa.eu/clima/change/consequences_pl

08. Strony z których korzystałam

https://www.ekologia.pl/wiedza/slowniki/leksykon-ekologii-i-ochrony-srodowiska/gazy-cieplarniane

https://mfiles.pl/pl/index.php/Globalne_ocieplenie

Dziękuję za oglądnięcie!