Содержание углекислого газа в атмосфере, химическая формула расчета и влияние на состояние человека

Деятельность человека достигла уже таких масштабов, что общее содержание углекислого газа в атмосфере Земли достигло предельно допустимых значений. Природные системы – суша, атмосфера, океан, находятся под разрушительным воздействием.

Важные факты

Содержание углекислого газа в атмосфере Земли за последнее столетие постоянно увеличивается. Помимо СО2 туда поступают и другие газы, которые не относятся с естественным компонентам глобальной экологической системы.

Например, к ним относятся фторхлоруглеводороды. Эти примеси газов излучают и поглощают солнечную радиацию, что отражается на климате планеты. В совокупности СО2, иные газообразные соединения, оказывающиеся в атмосфере, называют парниковыми газами.


содержание углекислого газа в атмосфере земли

Историческая справка

Каково содержание углекислого газа в атмосфере? Над этим вопросом задумывался в свое время еще Сванте Аррениус. Ему удалось доказать зависимость между выбросами диоксида углерода и изменениями климата. Ученый указал на то, что при сжигании полезных ископаемых содержание углекислого газа в атмосфере резко возрастает.

Он предупреждал о том, что увеличение объемов сжигаемого топлива может привести к нарушению радиационного баланса Земли.

Современные реалии

Сегодня большее количество диоксида углерода в атмосферу поступает при сжигании топлива, а также в связи с теми изменениями, что происходят в природе из-за вырубки лесных угодий, увеличения площадей сельскохозяйственных угодий.

что такое углекислый газ

Механизм воздействия диоксида углерода на живую природу

Повышение содержания углекислого газа в атмосфере вызывает парниковый эффект. Если при коротковолновой солнечной радиации оксид углерода (IV) прозрачен, то длинноволновую радиацию он поглощает, излучая энергию по всем направлениям. В результате содержание углекислого газа в атмосфере существенно увеличивается, нагревается поверхность Земли, горячими становятся нижние слои атмосферы. При последующем увеличении количества диоксида углерода возможно глобальное изменение климата.


Именно поэтому важно прогнозировать общее содержание углекислого газа в атмосфере Земли.

общее содержание углекислого газа в атмосфере земли

Источники попадания в атмосферу

Среди них можно выделить промышленные выбросы. Содержание углекислого газа в атмосфере возрастанием в связи с антропогенными выбросами. Экономический рост напрямую зависит от количества сжигаемых природных ископаемых, так как многие производства являются энергозатратными предприятиями.

Результаты статистических исследований свидетельствуют о том, что с конца прошлого века во многих странах происходит снижение удельных затрат энергии при существенном росте цен на электроэнергию.

Эффективное ее использование достигается благодаря модернизации технологического процесса, транспортных средств, использованию новых технологий в строительстве производственных цехов. Некоторые развитые промышленные страны перешли от развития перерабатывающей и сырьевой отрасли к развитию тех направлений, которые занимаются изготовлением конечного продукта.

Содержание углекислого газа в атмосфере в процентах не является постоянной величиной. При минимальном развитии производственной базы, наличии густого лесного массива, оно имеет минимальные показатели.


В крупных мегаполисах, обладающих серьезной производственной базой, выбросы диоксида углерода в атмосферу существенно выше, поскольку СО2 часто является побочным продуктом отраслей, деятельность которых удовлетворяет запросы образования, медицины.

В развивающихся странах существенный рост использования высококачественного топлива на 1 жителя, считается серьезным фактором для перехода на более высокий уровень жизни. В настоящее время выдвигается идея, согласно которой продолжение экономического роста и повышение уровня жизни возможно без увеличения количества сжигаемого топлива.

В зависимости от региона содержание углекислого газа в атмосфере составляет от 10 до 35 %.

повышение содержания углекислого газа в атмосфере

Связь между потребляемой энергией и выбросами СО2

Начнем с того, что энергия не производится только ради ее получения. В развитых промышленных странах большая ее часть используется в промышленности, для обогрева и охлаждения зданий, для транспорта. Исследования, проводимые крупными научными центрами, показали, что при использовании энергосберегающих технологий можно получить существенное снижение выбросов диоксида углерода в земную атмосферу.

Например, ученым удалось посчитать, что если бы США перешли на менее энергоемкие технологии при производстве товаров народного потребления, это бы позволило снизить количество углекислого газа, попадающего в атмосферу, на 25 %. В масштабах земного шара это позволило бы снизить проблему парникового эффекта на 7 %.

содержание углекислого газа в атмосфере в процентах

Углерод в природе

Анализируя проблему, касающуюся выбросов диоксида углерода в атмосферу Земли, отметим, что углерод, который входит в его состав, является жизненно важным для существования биологических организмов. Его способность образовывать сложные углеродные цепочки (ковалентные связи) приводит к появлению белковых молекул, необходимых для жизни. Биогенный цикл углерода является сложным процессом, поскольку в него входит не просто функционированием живых существ, но и перенос неорганических соединений между разными резервуарами углерода, а также внутри них.

К ним относится атмосфера, континентальная масса, в том числе почвы, а также гидросфера, литосфера. На протяжении двух последних столетий в системе биофера-атмосфера-гидросфера наблюдаются изменения потоков углерода, который по своей интенсивности существенно превышают скорость протекания геологических процессов переноса данного элемента. Именно поэтому нужно ограничиваться рассмотрением взаимоотношений внутри системы, включая и почву.

Серьезные исследования, касающиеся определения количественного содержания углекислого газа в земной атмосфере, стали проводиться с середины прошлого века. Первопроходцем в таких вычислениях стал Киллинг, работающий в известной обсерватории Мауна-Лоа.

Анализ наблюдений показал, что на изменения концентрации диоксида углерода в атмосфере влияет цикл фотосинтеза, деструкция растений на суше, а также годовое изменение температуры в Мировом океане. В ходе экспериментов удалось выяснить, что количественное содержание углекислого газ в северном полушарии существенно выше. Ученые предположили, что это связно с тем, что большая часть антропогенного поступления приходится именно на это земное полушарие.

Для проведения анализа были взяты пробы воздуха без специальных методик, кроме того не учитывалась относительная и абсолютная погрешность вычислений. Благодаря анализу пузырьков воздуха, которые содержались в ледниковых кернах, исследователям удалось установить данные по содержанию в земной атмосфере углекислого газа в диапазоне 1750-1960 гг.

повышение содержания углекислого газа в атмосфере вызывает

Заключение

На протяжении последних столетий произошли существенные изменения в континентальных экосистемах, причиной стало увеличение антропогенного воздействия. При повышении количественного содержания углекислого газа в атмосфере нашей планеты, возрастает парниковый эффект, что негативно отражается на существовании живых организмов. Именно поэтому важно переходить на энергосберегающие технологии, которые позволяют снижать поступление СО2 в атмосферу.

Содержание в воздухе кислорода: определение и значение
В начале существования Земли, воздух, который ее окружал, не имел этого газа в своем составе. Это вполне подходило для жизни простейших - одноклеточных молекул, которые плавали в океане. Им кислород не был нужен. Процесс начался примерно 2 млн. лет ...
далее
Гипоксическая тренировка - путь к здоровью и долголетию
Гипоксическая тренировка - это путь к здоровью организма. Первые шаги необходимо делать под руководством тренера и с соблюдением некоторых рекомендаций.
далее
Тропосфера - это ...? Свойства и состав тропосферы
Тропосфера – это один из слоев атмосферы Земли. Она имеет наибольшее влияние на планету и лучше всего изучена человеком. Какой состав имеет тропосфера? Какими свойствами она обладает?
далее
Влияние человека на атмосферу: примеры
Хозяйственная деятельность человека является причиной серьезного загрязнения атмосферы. Эта проблема многогранна. На ее решение сегодня брошены самые разные средства мирового сообщества.
далее
Датчик качества воздуха: виды, технические характеристики, ...
Уровень комфорта и безопасности человека зависит от микроклимата там, где люди проводят большую часть своей жизни, а именно: в доме, офисе и в служебном кабинете. Загрязнение атмосферы, сокращение зеленых насаждений, применение синтетических ...
далее
Техногенное воздействие. Источники техногенного воздействия на окружающую среду
Техногенное воздействие – это комплексное действие агропромышленного, промышленного, транспортного секторов, а также строений и коммуникаций на окружающую среду. Это может стать причиной ухудшения ее состояния и появления различных проблем для экономики и населения.
далее
Техногенное воздействие. Источники техногенного воздействия на окружающую среду
Знаете ли вы, что воздух - смесь газов? Газовый состав воздуха
Воздух - неотъемлемая часть жизнедеятельности подавляющего числа организмов на нашей планете. Состоит из множества составляющих, каждый из которых подробно рассмотрен в статье.
далее
Знаете ли вы, что воздух - смесь газов? Газовый состав воздуха
Возможные последствия глобального потепления. Гипотезы, комментарии, прогнозы ученых
В последнее время многие ученые говорят о том, что на Земле происходит глобальное потепление климата. Этот процесс замечает и каждый из нас. Ведь в последние годы существенно меняется погода: зимы затягиваются, весна наступает с опозданием, а лето порой бывает очень жарким.
далее
Возможные последствия глобального потепления. Гипотезы, комментарии, прогнозы ученых