Ora ecologică

pentru instituțiile de învățământ preuniversitar

(material didactic pentru inspectorii de mediu din Inspecțiile pentru Protecția Mediului teritoriale).

„Încălzirea globală și schimbările climatice: cauze și efecte”.
„Încălzirea globală și schimbările climatice: cauze și efecte”.

Încălzirea globală  – este fenomenul de creștere continuă a temperaturilor medii înregistrate ale atmosferei în imediata apropiere a solului, precum și a apei oceanelor, constatată în ultimele două secole, dar mai ales în ultimele decenii. Fenomene de încălzire globală au existat dintotdeauna în istoria Pământului, ele fiind asociate cu fenomenul cosmic de maximum solar, acestea alternând cu mici glaciațiuni terestre asociate cu fenomenul de minimum solar.

Temperatura medie a aerului în apropierea suprafeței Pământului a crescut în ultimul secol cu 0,74 ±0,18°C.

Dacă fenomenul de încălzire observat este cvasi-unanim acceptat de oamenii de știință și de factorii de decizie, există diverse explicații asupra cauzelor procesului. Opinia dominantă este că încălzirea se datorează activității umane, în special prin eliberarea de

Experții în domeniu  afirmă că „cea mai mare parte a creșterii temperaturii medii în a doua jumătatea a secolului al XX-lea se datorează creșterii concentrației gazelor cu efect de seră, de proveniență antropică. Ei consideră că fenomenele naturale ca variațiile solare și vulcanismul au avut un mic efect de încălzire până în anii 1950.

Încălzirea globală are presupuse efecte profunde în cele mai diferite domenii. Ea determină sau va determina ridicarea nivelului mării, extreme climatice, topirea ghețarilor, extincția a numeroase specii și schimbări privind sănătatea oamenilor. Împotriva efectelor încălzirii globale se duce o luptă susținută de către guverne privind reducerea emisiei poluanților care influențează viteza încălzirii.

Explicația fenomenului.
Efectul de seră este un fenomen natural prin care o parte a radiației terestre în infraroșu este reținută de atmosfera terestră. Efectul se datorează gazelor cu efect de seră care reflectă înapoi această radiație.

Efectul actual al existenței gazelor cu efect de seră este că temperatura medie a Pământului este cu cca. 33°C mai mare decât ar fi în lipsa lor, adică este de cca. +15°C în loc să fie de -18°C. În acest sens, efectul de seră este benefic, el asigurând încălzirea suficientă a Pământului pentru a permite dezvoltare a plantelor așa cum le cunoaștem noi azi.

Dacă concentrația gazelor cu efect de seră crește fluxul termic se acumulează în atmosferă, care astfel se încălzește. De aceea, termenul de „efect de seră” este folosit cel mai adesea în vorbirea curentă pentru a evidenția contribuția unor anumite gaze, emise natural sau artificial, la încălzirea atmosferei terestre prin modificarea permeabilității atmosferei la radiațiile solare reflectate de suprafața terestră. Principalul element responsabil de producerea efectului de seră sunt vaporii de apă, cu o pondere de 36 – 70 % urmați de dioxidul de carbon, cu o pondere de 9 – 26 %, metanul, cu o pondere de 4 – 9 % și ozonul, cu o pondere de 3 – 7 %.  Alte gaze care produc efect de seră, însă cu ponderi mici, sunt protoxidul de azot hidrofluorocarburile, perfluorocarburile și fluorura de sulf.
II. Cauze principale și  efecte catastrofice ale încălzirii globale.
Toate încep de la poluarea atmosferei.
Dacă poluarea nu este combătută cât mai repede, iar emisiile nocive rămân la același nivel sau cresc și mai mult, viitorul imediat al omenirii este pus sub amenințare.

Cauzele principale ale încălzirii globale.

Dioxidul de carbon emis de termocentrale.
Cu toată evoluția rapidă din ultimii ani a mijloacelor de utilizare a energiilor regenerabile, adevărul este că omenirea rămâne în continuare puternic dependentă de cărbuni pentru satisfacerea nevoilor de curent electric. Pe plan mondial, 60% din necesarul de curent este obținut prin arderea cărbunilor în termocentrale, în special a lignitului, care este cel mai poluator, dar și cel mai ieftin carburant fosil.

O termocentrală obișnuită, de 600 MW, este responsabilă de emiterea în atmosferă a circa 3,5 milioane de tone de CO2 anual. Se estimează că, pe plan global, anual sunt emise peste 20 de miliarde de tone de CO2 prin arderea cărbunilor. O cantitate care nu mai poate fi ”reciclată” de sistemul planetar, ceea ce duce invariabil la acumularea acestui gaz în atmosferă, ducând la încălzirea globală.

Dioxidul de carbon emis de vehicule.
Circa o treime din poluarea industrială provine din sectorul transporturilor. În lume circulă mai mult de un miliard de vehicule având motoare cu ardere internă. Care funcționează cu combustibili produși din petrol, un alt carburant fosil prin arderea căruia sunt emise multe gaze nocive.

Nivelurile mari de CO2 provenite din motoarele mașinilor sunt cauzate în principal de reacțiile de oxidare a monoxidului de carbon în catalizatoare. În teorie, diversele norme antipoluare din lume încearcă să limiteze emisiile de CO2 – de exemplu, vehiculele noi vândute în Europa în 2014 au avut, în medie, emisii de CO2 de circa 130 g/km. Iar vehiculele grele de transport s-au situat sub 200 g/km.

Însă, chiar și în condițiile cele mai optimiste de consum (deși valorile reale sunt cu 30% mai mari decât în teorie), un vehicul cu motor cu ardere internă se face responsabil de emiterea a circa o tonă de CO2 în atmosferă. Ceea ce înseamnă că, anual, sectorul transporturilor emite cel puțin 1.000.000.000 de tone de CO2 în atmosferă.

Metanul provenit din ferme și agricultură, din extracțiile petroliere, dar și de pe fundul mării
Metanul este un gaz mult mai periculos decât dioxidul de carbon în materie de influență a încălzirii globale. Se estimează că efectele produse de CO2 în 100 de ani pot fi ”realizate” în numai 10 ani de aceeași cantitate de metan, pe perioade scurte metanul fiind de zeci de ori mai periculos decât dioxidul de carbon. Iar sursele de producere a metanului sunt foarte diverse, 60% dintre ele fiind atribuite direct oamenilor.

În ultimele decenii, creșterea animalelor pentru hrană, în special a bovinelor, a crescut exponențial. Ceea ce înseamnă și creșterea cantității de metan provenită din procesele care au loc în intestinele acestor ierbivore. Pe plan mondial, sunt crescute în ferme circa 1,5 miliarde de vaci, care sunt responsabile pentru producerea a circa 100 de milioane de tone de metan anual (circa 10-15% din emisiile totale de metan).

Nevoia de hrană mai ieftină a privilegiat agricultura intensivă în care se utilizează anumite plante. Cultivarea orezului, de exemplu, se consideră că produce anual între 50 și 100 de milioane de tone de metan din cauza proceselor de descompunere a materiei organice din îngrășăminte în condiții anaerobe. De altfel, și acumularea dejecțiilor din arealele populate sau tratarea lor duce la producerea unor cantități mari de metan.

Industria petrolieră se face și ea responsabilă pentru emisii importante de metan, care, pe plan global, sunt echivalate cu o cantitate de circa 10 miliarde de tone CO2 anual. Metanul este eliberat în atmosferă la extragerea petrolului, dar și la extragerea gazelor naturale. Se estimează că scurgerile de metan ating chiar și 8% din cantitatea de combustibil fosil extrasă.

Nu în ultimul rând, pe fundul oceanelor există mari acumulări de metan, considerate de unii specialiști drept o ”bombă cu ceas” în ceea ce privește pericolele încălzirii globale. Se estimează că, pe fondul topirii gheții din oceanul Arctic, anual sunt eliberate din apa mării milioane de tone de metan.

Defrișările masive, mai ales în zonele tropicale
În țările din America de Sud se înregistrează cea mai mare rată a defrișărilor din ultimul secol. O parte dintre păduri sunt ”rase” pentru a se folosi terenurile în agricultură, iar lemnul este folosit pentru producerea de cărbuni. Fenomenul, însă, se petrece și alte zone ale Pământului, iar în România deja este unul dintre subiectele cele mai fierbinți ale momentului.

Copacii au un rol esențial în echilibrul naturii, deoarece absorb o bună parte din dioxidul de carbon din atmosferă. Ecuația e simplă: mai puține păduri, mai mult CO2 în aer. În cifre, e greu de făcut o estimare clară, dar se crede că defrișările din perioada 2000-2010 au dus la creșterea cu peste 10% a cantității de CO2 din atmosferă.

Fertilizarea chimică intensivă a culturilor agricole

În ultima jumătate de secol, a crescut exponențial utilizarea fertilizatorilor bazați pe azot. Problema este că oxizii de azot au capacitatea de a reține de 300 de ori mai multă căldură pe unitatea de volum decât dioxidul de carbon. Așa încât arealele tratate mult timp cu acești fertilizatori înglobează mai multă căldură.

Așadar, este ușor de înțeles că activitatea industrială umană, care s-a amplificat exponențial în ultimul secol, este responsabilă pentru accelerarea încălzirii globale. Chiar dacă efectul de seră este influențat mult și de factori naturali, de la activitatea vulcanică la ciclurile solare, ”contribuția” oamenilor nu face altceva decât să grăbească fenomenul de creștere ireversibilă a temperaturii globale. Să vedem ce efecte catastrofale are încălzirea globală.
Efecte devastatoare ale încălzirii globale.

Creșterea nivelului mărilor și oceanelor
Încălzirea globală duce la topirea păturilor de gheață din Antarctica și Groenlanda, ceea ce, conform scenariilor pesimiste, va duce la creșterea nivelului apei din mări și oceane cu minimum 2 metri. Deci mari porțiuni din zonele de coastă actuale (intens populate în multe zone ale lumii) vor dispărea, cu efecte în lanț privind relocarea populației.

Creșterea nivelului apei ar putea fi chiar și mai mare, cu până la un metru, deoarece pătura superioară a oceanelor ar putea crește în volum din cauza temperaturilor mai ridicate. Deocamdată, însă, nu există suficiente date pentru a face niște estimări mai exacte în această privință, dar specialiștii avertizează că trebuie să ne pregătim pentru ce este mai rău.

Intensificarea uraganelor și furtunilor
Oceanul planetar este o parte esențială a echilibrului climatic planetar. Deci orice modificare a acestuia are efecte directe în fenomenele din atmosferă. Un lucru cert este că, pe măsură ce încălzirea globală s-a accentuat, au apărut și uragane mai puternice, precum și furtuni mai violente.
Mai grav este că, în ciuda evoluției tehnologiei folosite în meteorologie, apariția acestor fenomene va avea un grad de impredictibilitate și mai mare decât acum. Ceea ce va crește riscurile, în special în zonele tropicale și cele de coastă.

Secetă și deșertificare
Pentru mulți pare incredibil, dar zonele astăzi verzi și în care agricultura prosperă ar putea deveni niște câmpuri sterpe până la finalul acestui secol din cauza încălzirii globale. Ceea ce se estimează că ar putea duce la dispariția a circa 3 miliarde (!) de locuitori ai planetei din cauza imposibilității de a mai utiliza pământul pentru a crește plantele necesare alimentației.
Agricultura intensivă duce la eroziunea solului și la pierderea capacității acestuia de a susține creșterea vegetației. Utilizarea nesustenabilă a rezervelor de apă de sub pământ contribuie la degradarea solului, în timp ce irigațiile necorespunzătoare duc la creșterea salinității solului. Evident, temperaturile mai mari accelerează deșertificarea, mai ales în urma defrișărilor.

Acidificarea oceanelor
Oceanul planetar ocupă peste 70% din suprafața planetei și are adâncimi de peste 4 km în unele locuri. Dar mai are un rol important: acela de acumulator de căldură și de dioxid de carbon. Practic, datorită acestei caracteristici, încălzirea globală este mai lentă, chiar dacă în ultimii 100 de ani omul a intensificat procesele care contribuie la încălzirea globală.

Totuși, emisiile mari de CO2 (și de alte noxe) într-o perioadă scurtă, din punct de vedere geologic, se reflectă în scăderea pH-ului oceanului: până la jumătatea acestui secol, pH-ul va ajunge să fie mai redus decât în ultimii 50 de milioane de ani. Principalele efecte le vor resimți coralii și planctonul, elemente de viață în lanțul biologic marin. Dar va fi afectată și circulația oxigenului la adâncime, ceea ce va afecta drastic viața marină.

Pericolul extincției totale
Estimările optimiste afirmă că, până în 2050, mai mult de un milion dintre speciile cunoscute azi vor dispărea. Estimările pesimiste, însă, afirmă că suntem în pragul celei de-a 6-a extincții globale, care ar putea deveni realitate înainte de finalul acestui secol!

Acum 250 de milioane de ani, la sfârșitul Permianului, s-a înregistrat cea mai mare extincție din istoria planetei, 95% din viață fiind pur și simplu eradicată. Oamenii de știință cred că au găsit răspunsul: creșterea temperaturilor la circa 50-60 de grade celsius pe uscat, respectiv la circa 40 de grade celsius la suprafața apei oceanelor.

Condiții în care chiar și fotosinteza este afectată, cu efecte de neconceput în tot lanțul din ecosistemul vieții de pe Pământ. După extincția din Permian, viața a reînceput să prospere pe Terra de-abia 5 milioane de ani mai târziu. Acum suntem periculos de aproape de condițiile de atunci…
Acestea sunt principalele cauze produse de om și respectiv  principalele efecte pentru încălzirea globală. Oricât de improbabile par a fi  unele dintre ele, adevărul este că pericolul este real și, din păcate, umanitatea poartă responsabilitatea, prin acțiunile sale  ale căror efecte nu le-a intuit la timp. De-abia acum începem să înțelegem mai bine cum afectăm planeta și de ce. Deci trebuie să ne schimbăm modul de gândire și de viață.
III. Măsuri.
Limitarea încălzirii globale se reduce practic la limitarea concentrațiilor de CO. Pentru a evita foarte probabila depășire a celor 2°C ar trebui ca nivelele de CO să fie stabilizate imediat. Calea propusă este reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră prin reducerea consumurilor energetice și utilizarea energiei din surse regenerabile.
Economia de energie.
Una dintre cele mai bune acțiuni pentru reducerea încălzirii globale este reducerea consumului de energie prin:

Adoptarea de tehnologii moderne, care nu sunt energointensive. Acest lucru este valabil în special pentru Moldova, a cărei industrie se bazează pe tehnologii vechi.
Reducerea consumului energetic prin reducerea iluminatului artificial. Pentru popularizare, în 2007 a avut inițiativa stingerii luminilor timp de o oră, inițiativă la care au participat 2,2 milioane de case și agenți economici
Eficientizarea transportului prin folosirea hidrogenului drept combustibil în locul hidrocarburilor, prin folosirea biodieselului drept combustibil regenerabil și prin înlocuirea transportului cu camioanele cu cel pe calea ferată.
Prin reducerea consumului de energie scade sarcina termocentralelor. Proporțional scade cantitatea de combustibil consumată, deci emisiile de CO în atmosferă.
Energiile alternative.
În scopul reducerii emisiilor de CO se recomandă utilizarea energiilor care nu se bazează pe tehnologia de ardere, cum sunt

Biomasa.
Arderea biomasei s-a practicat din cele mai vechi timpuri, oamenii folosind drept combustibil lemnul. Din punct de vedere al ciclului carbonului arderea plantelor este ecologică. Deși prin arderea lor carbonul coținut în ele este eliberat în atmosferă sub formă de CO, acest carbon provine chiar din CO din atmosferă, captat în procesul de fotosinteză. Deci arderea plantelor este un proces de reciclare a carbonului, spre deosebire de arderea combustibililor fosili, care introduce în atmosferă noi cantități de CO. Totuși arderea lemnului nu este o soluție bună, deoarece ritmul de regenerare al copacilor este mic, regenerarea lemnului durând cca. 30 de ani.
Tot drept culturi energetice pot fi considerate culturile de floarea soarelui, soia și în special rapiță, uleiul rezultat (biodiesel) putând înlocui relativ simplu combustibilul pentru motoarele diesel ale autovehiculelor.
Energia nucleară.
Deși în urma accidentului de la Cernobîl energetica nucleară a intrat într-un con de umbră, recent, prin prisma reducerii emisiilor de CO, este reluată fezabilitatea acestei soluții.

Sursa Internet