Еволюція світового споживання енергії

Від початку нашої ери загальне споживання енергії зросло майже в 30 разів, перевищивши 11,1 млрд т у.п.

Сьогодні приблизно 80% світової потреби в первинній енергії забезпечує невідновне викопне паливо (вугілля, нафта, газ).

У ХХ ст. його споживання зросло майже в 26 разів.

Атомна енергія

Газ

Нафта

Вугілля

Джерело : Schilling & Al. (1977), IEA (2002), Observatoire de l'Energie (1997)

Еволюція глобальних викидів CO внаслідок спалювання викопного палива

Різке, більш ніж 4-кратне збільшення викидів СО2 протягом другої половини ХХ століття започаткувало нагрівання поверхні Землі та зміну клімату.

З загальної кількості СО2, що утворюється зараз таким чином, природні процеси здатні поглинути лише близько половини, решта потрапляє до атмосфери.

Нафта

Нафта

Вугілля

Газ

Виробництво цементу

Загалом

Зміни кліматуЗміни кліматуПричиниПричиниНаслідокНаслідокПрогнозПрогноз

Як діяти?Як діяти?

Клімат – погодні умови середовища, що характеризуються температурою і кількістю опадів. Зміна клімату залежить від стану атмосфери.

За прогнозами вчених За прогнозами вчених на нашій Землі на нашій Землі відбудеться відбудеться глобальне потепління, глобальне потепління, у результаті чого у результаті чого порушиться порушиться життєдіяльність життєдіяльність живих організмів і живих організмів і багато видів зникне.багато видів зникне. Непередбачені Непередбачені кліматичні коливання кліматичні коливання становлять серйозну становлять серйозну небезпеку для здоровнебезпеку для здоров’’я я людини.людини.

Одна з найсерйозніших проблем, з Одна з найсерйозніших проблем, з якою стикається сучасна людина, – якою стикається сучасна людина, – потепління клімату.потепління клімату.

Передбачають, що до 2100 року температура біля поверхні Землі підвищиться на 1,4 – 5,80С.

Очікуваний ріст глобальної температури

Фактичний ріст глобальної температури

Очікуваний ріст глобальної температури за різними сценаріями

Найбільший

Середній

Найменший

Концентрація СО2 і глобальна температура

Наслідки глобального потепління: Для клімату – урагани, посухи і лісові пожежі, сильні зливи і повені Для людини – смертельні хвилі тепла, погана якість повітря, спалахи інфекційних захворювань та

хворіб, що передаються з їжею і водою, стихійні лиха Для дикої природи – руйнування екосистем і вимирання видів, нездатних адаптуватись (під

загрозою зникнення до 2050 р. понад 1 млн видів) Танення льодовиків – підвищення рівня Світового океану

Глобальна температура

СО2

Чому змінюється клімат?Чому змінюється клімат?

Усі ми є свідками численних зимових відлиг, літніх холодів, сильних вітрів і посух, що дедалі частішають. І йдеться не лише про “парниковий ефект”.

За недовгий період часу люди значно зменшили водорегулювальні можливості поверхні суходолу. Людина бездумно вирубувала ліси, розорювала степ, висушувала болото, будувала міста і дороги.

Стрибкоподібні зміни в екосистемах не байдужі для природи. Вони розхитують природні процеси регуляції клімату, що склалися в біосфері протягом багатьох мільйонів років розвитку.

Використання рослин, природних ресурсів у житті людини закономірне і необхідне, але це природокористування повинно бути раціональним.

Ми повинні краще знати і розуміти,що може відбутися з природою і людиною.

47 % сонячної енергії

поглинаєтьсяЗемлею

Майже чверть сонячної енергії,

що досягає Землі, відбивається

хмарами

53% поглинається або відбивається земною

атмосферою:16% поглинається водяною

парою і пилом у повітрі, 7% розсіюється молекулами повітря, 3% поглинається

хмарами, 23% відбивається хмарами,

4% відбивається від поверхні Землі й океанів.

Менше половини сонячної енергії досягає поверхні Землі.Менше половини сонячної енергії досягає поверхні Землі.

• На Землі підтримування певної температури атмосфери забезпечують випромінювання Сонця та парниковий ефект

• Без парникового ефекту середня температура на Землі була б –180С. Завдяки йому вона становить +140С

• Слід розрізняти природний парниковий ефект і парниковий природний парниковий ефект і парниковий ефектефект, що виник у результаті діяльності людинищо виник у результаті діяльності людини

• Узагалі парниковий ефект необхідний для підтримання життя на Землі

• Але в результаті діяльності людини, пов’язаної, насамперед, зі спалюванням викопного палива і вирубуванням лісів на планеті, в атмосфері збільшується концентрація так званих «парникових газів»«парникових газів»

Глобальне потепління …

Деякі гази, що містяться в атмосфері, не дають сонячному теплу, відбитому від земної поверхні, вийти в космос. Вони утримують його точнісінько так, як стіни парників. Ось чому це явище називають “парниковим парниковим ефектомефектом”. Однак, якщо кількість цих парникових газів збільшиться, на Землі може стати занадто тепло.

СН4 N2O СО2

СН4 N2O СО2

СН4 N2O СО2

СН4 N2O СО2

СН4 N2O СО2

СН4 N2O СО2

Джерела викидів парникових Джерела викидів парникових газівгазів

Вуглекислий газ – спалювання палива.

Метан – видобуток та транспортування вугілля, сільське господарство, розклад відходів.

Закис азоту – хімічна промисловість, спалювання відходів, обробка грунтів.

Фреони – виробництво алюмінію, магнію, застосування для гасіння, охолодження, кондиціювання.

Промислові викиди – одна з причин виникнення кислотних дощів і

парникового ефекту

Сьогодні в Європі на одну людину припадає 7,3 т вуглекислого газу, що викидається в атмосферу, тоді як за оцінками фахівців рівень безпечного викиду в атмосферу вуглекислого газу дорівнює 1,1 т на людину в рік.

Такі краєвиди – Такі краєвиди – результат результат

діяльності людини!діяльності людини!

Мал.1.Мал.1. Баланс тепла в атмосфері (цифрами позначено кількість СО2, млрд. тон): 1– природна теплиця – сонячна радіація, що досягає землі, частково відбивається у назад Космос або поглинається атмосферою та хмарами, близько 50% її перетворюється на тепло, більша частина якого поглинається хмарами та парниковими газами, такими, як СО2, метан тощо (до загального балансу тепла додається невелика частина (близько 4%) внутрішнього тепла Землі); 2 – кругообіг вуглецю (кількість СО2 в атмосфері регулюється процесами, що відбуваються в повітрі, океанах, гірських породах і біосфері, частина вуглецю осідає у вугіллі, нафті, вапняках тощо); 3 – вплив антропогенного фактору(людина порушує кругообіг вуглецю й тепла, спалюючи мінеральне паливо, зводячи ліси, забруднюючи океани, збагачуючи атмосферу парниковими газами та аерозолями).

Мал. 3.Мал. 3. Зміна середньорічної температури приповерхневого повітря на Землі за даними моделі ІВМ РАН. Чорна лінія – моделювання клімату в XIX – XX сторіччях, червона лінія – прогноз на XXI – XXII століття згідно сценарію А1 зміни вмісту парникових газів і аерозолів.

Мал.2.Мал.2. Географічний розподіл зміни температури в 2151...2200 рр. в порівнянні з 1951...2000 рр..  за даними моделі.

Які наслідки?

Земля – дім людини, її захист, її життя, її радість і її біль. Прагнучи створити сприятливе для себе середовище, людина своєю діяльністю змінює природу, часто завдаючи їй шкоди.

Сучасна наука і техніка дали людині таку силу, яка має велику глобальну могутність. Вплив людини викликав необоротні екологічні явища планетарного масштабу.

Глобальні зміни клімату – наслідок порушення екологічної рівноваги в природі. У результаті діяльності людини на планеті над живою природою нависла реальна загроза її повного знищення.

Шляхи вирішення проблеми

Як повернути рівновагу, що похитнулась?

навіть невеличкі зміни у наших повсякденних звичках можуть багато чого змінити у цьому світі

все населення треба інформувати про ризик, можливі наслідки і шляхи вирішення цієї проблеми

зменшити кількість шкідливих газів – продуктів згоряння палива, що надходять в атмосферу і підсилюють парниковий ефект

використовувати екологічно чисті джерела енергії, щоб не забруднювати довкілля

навчитися розумно використовувати енергію

Слід пам’ятати, що лиху легше запобігти, ніж долати його наслідки

10 відкриттів, які врятують світ від глобального потепління10 відкриттів, які врятують світ від глобального потепління

1. Теплиця – хмарочосУ найближчі 40 років населення Землі збільшиться до 9,2 млрд. чоловік, і буде необхідно

подвоїти виробництво продуктів харчування. 37% поверхні Землі вже відведені під сільське господарство, і в цій ситуації рішенням може стати екологічний хмарочос для парникових культур, який функціонуватиме 365 днів на рік. Його прототип, створений професором Колумбійського університету Діксоном Деспомьєром, вже встановлений в Музей наук і промисловості Чикаго.

2. Екологічно чисті коровиЩороку корови та інша худоба викидають у повітря 80 млн. тонн метану – парникового газу,

який небезпечніший вуглекислоти. Рішенням британських учених став часник, який при додаванні його в корм худобі впливає на бактерії, що проводять метан, і сприяє поліпшенню травлення. Та, на жаль, при цьому м’ясо може набути смаку, який не сподобається споживачам.

3. Гігантські щіткиПрофесор Клаус Лакнер, фізик з Колумбійського університету, спроектував макси-щітку,

заввишки майже 100 метрів, здатну поглинати стільки вуглекислого газу, скільки викидають в атмосферу 15 тисяч автомобілів. Ліс таких пристроїв розміром з Арізону міг би анулювати отруйні викиди всього людства. Залишається тільки вирішити, що робити із зібраним газом.

4. Контрольовані ураганиНа думку фізика Данієля Розенфельда, ввівши пил в основу урагану, можна поліпшити картину,

яка отримується з супутників, що дасть змогу легше контролювати просування і потужність торнадо.

5. Кораблі – фабрики хмарФлотилії дистанційно керованих кораблів можуть відбивати сонячні промені, створюючи

хмари пари за допомогою океанської води. За словами американського фізика Джона Латхема і його шотландського колеги Стівена Сальтера, тисяча подібних суден може перешкодити підвищенню температури, причиною якого є збільшення в два рази кількості двоокису вуглецю в атмосфері. Проте ще належить зрозуміти, які наслідки для клімату може спричинити подібний метод.

6. Генетично змінені дереваАмериканські учені опублікували дослідження, метою якого було генетично змінити дерева з

тим, щоб вони швидше росли і виробляли менше лігніну – хімічної сполуки, яка утруднює їхнє перетворення на біологічне паливо. Таким чином, їхнє коріння поглинатиме більше вуглекислоти, а частина дерев, що залишилася, може бути використана як біологічне паливо.

7. Родючі океаниПри внесенні до морської води таких елементів, як сечовина або залізо, збільшується кількість

планктону, який в змозі поглинати великі об’єми двоокису вуглецю. Коли флора вмирає, вона відносить з собою на дно океанів вуглець. Небезпека в тому, що це підвищуватиме кислотність води.

8. Штучні виверженняРозпилювати в атмосфері сірку за допомогою ракет, літаків і навіть штучних вулканів, щоб

блокувати сонячні промені, як це відбулося в 1991 році при виверженні вулкана Пінатубо на Філіппінах. Концепція, запропонована лауреатом Нобелівської премії Полом Крутценом, може сприяти тому, що протягом 10 років температура Землі знизиться до рівня 90-х років. Але якщо щось піде не так, буде потрібно багато років, щоб відновити рівновагу в атмосфері.

9. Космічні дзеркалаСонячний щит площею 1,5 млн. квадратних метрів, створений з 16 трлн. Дзеркал і запущений

на орбіту за допомогою гармати, вартістю 5 трлн. Доларів. За допомогою цієї ідеї астроном з Університету Арізони Роджер Енджел має намір охолодити планету.

10. Статус – квоГеніальні проекти, описані вище, можуть викликати небезпечні наслідки в тому випадку, якщо

щось піде не так. Але рецидиви будуть менш руйнівні, ніж наслідки повної бездіяльності. Викидати щороку в атмосферу 8, 4 млрд. тонн вуглекислоти і збільшувати загальний об’єм цієї сполуки до рекордних рівнів рівносильне проведенню найнебезпечнішого експерименту, який коли – небудь здійснювався людиною.

Вирішувати нам - відповідати нам ! Маємо надію, що наші спільні зусилля дадуть позитивні результати, і ми будемо жити в чистому довкіллі, в суспільстві здорових людей, де кожний розумітиме цінність життя та відповідально ставитиметься до свого здоров’я, дбатиме про природу, і сповідуватиме здоровий спосіб життя…

«… Подальший розвиток людства залежить від його моральних засад, а не від рівня технічних досягнень.»… А.Ейнштейн

Земля змінюється – треба навчитись нам думати або плавати !!!

Микола Занкович

вчитель фізики та інформатики

Долинської гімназії №1

Дні енергії

Долина -2011-