Composición de geografía de la escuela secundaria
Todo en el universo irradia ondas electromagnéticas. Cuanto mayor es la temperatura del objeto, más corta es la longitud de onda de la radiación. La temperatura de la superficie del sol es de aproximadamente 6000 K y las ondas electromagnéticas que emite tienen longitudes de onda muy cortas, llamadas radiación solar de onda corta (incluida la luz visible del violeta al rojo). El suelo se calienta con la radiación de onda corta del sol y se enfría con ondas electromagnéticas irradiadas todo el tiempo. Las ondas electromagnéticas emitidas por la Tierra tienen bajas temperaturas y longitudes de onda largas, y se denominan radiación terrestre de onda larga. La radiación de onda corta y la radiación de onda larga tienen diferentes experiencias al atravesar la atmósfera terrestre: la atmósfera es casi transparente a la radiación solar de onda corta, pero absorbe fuertemente la radiación terrestre de onda larga. Si bien la atmósfera absorbe radiación de onda larga del suelo, también irradia radiación de onda larga con longitudes de onda más largas (porque la temperatura de la atmósfera es más baja que la del suelo). La parte que desciende hasta el suelo se llama radiación inversa. El suelo se calentará después de recibir radiación inversa. También se puede decir que la atmósfera desempeña un papel en el aislamiento del suelo. Éste es el principio del efecto invernadero atmosférico. Este efecto de aislamiento térmico de la atmósfera terrestre es muy similar al del vidrio en un techo cálido con flores (el efecto invernadero también se puede llamar efecto invernadero o efecto invernadero), porque el vidrio también tiene la capacidad de transmitir la radiación solar de onda corta y Absorbe la radiación de onda larga del suelo. Efecto térmico. El efecto invernadero es causado por los gases de efecto invernadero. Sabemos que no todos los gases de la atmósfera absorben fuertemente la radiación de onda larga del suelo. Los gases de efecto invernadero en la atmósfera terrestre se denominan gases de efecto invernadero y incluyen principalmente dióxido de carbono, metano, ozono, óxido nitroso, freones y vapor de agua. Absorben casi toda la radiación de onda larga emitida por el suelo, excepto una estrecha sección que absorbe muy poca. Se trata de la llamada "zona muerta". La Tierra devuelve principalmente el 70% del calor obtenido del Sol al espacio en forma de radiación de onda larga a través de esta zona muerta, manteniendo así la temperatura de la superficie sin cambios. Lo que llamamos efecto invernadero se refiere principalmente al aumento en la cantidad y tipo de gases de efecto invernadero provocados por las actividades humanas, lo que reduce el valor del 70% del calor que puede devolverse al espacio en esta zona ciega, y aumenta el calor residual. dejado atrás, calentando así la condición de la tierra. Sin embargo, aunque los gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono son muy capaces de absorber la radiación de onda larga en la Tierra, son muy raros en la atmósfera. Si el estado atmosférico con una presión de una atmósfera y una temperatura de 0°C se llama estado estándar, entonces toda la atmósfera de la Tierra está comprimida a este estado estándar y su espesor es de 8.000 metros.
El contenido actual de CO2 en la atmósfera es de 355ppm, es decir, 355ppm es una parte por millón). Si se convierte a condiciones estándar, tiene un espesor de 2,8 metros. En la atmósfera de 8.000 metros de espesor, ocupa una pequeña parte de los 2,8 metros de espesor. El contenido de metano es de 1,7 ppm y el espesor es de 1,4 cm. La concentración de ozono es de 400 ppb (ppb es una milésima de ppm), que después de la conversión tiene un espesor de sólo 3 mm. El óxido nitroso es de 310 ppb, 2,5 mm. Hay muchos tipos de freón, pero el freón 12 más abundante en la atmósfera tiene sólo 400 ppt (ppt es una milésima de ppb), que son sólo 3 micrones en condiciones estándar. Esto significa que hay muy pocos gases de efecto invernadero en la atmósfera. Debido a esto, los gases de efecto invernadero liberados por los humanos pueden fácilmente conducir al calentamiento global si no se restringen. Ya en 1938, la meteoróloga británica Kelinda señaló que la concentración de CO2 en ese momento había aumentado un 6% en comparación con principios de siglo, y había una tendencia al calentamiento global desde finales del siglo pasado hasta mediados de este. siglo, lo que causó gran preocupación en el mundo. Por lo tanto, en 1958, Kai Lin del Instituto Scripps de Oceanografía de Estados Unidos estableció una estación de observación a una altitud de 3.400 metros en la montaña Mauna Loa en Hawaii y comenzó a observar con precisión el contenido de CO2 en la atmósfera. Hawái está situado en el centro del Pacífico Norte y prácticamente no se ve afectado por la contaminación del aire terrestre, lo que hace que las observaciones sean bastante fiables. De la curva de cambio de concentración de CO2 atmosférico observada en Mauna Loa desde abril de 1958 a junio de 1991, se puede ver que el contenido de CO2 atmosférico fue sólo de aproximadamente 315 ppm en 1919 y alcanzó 355 ppm en 1919. La gravedad del problema es también que de los 5.500 millones de toneladas de combustibles fósiles que quema el hombre cada año (cada tonelada produce unas 4 toneladas de CO2), sólo aproximadamente un metro entra a la atmósfera y el metro restante es absorbido principalmente por los océanos. y plantas terrestres. Una vez que los océanos estén saturados de dióxido de carbono, la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera aumentará exponencialmente. También podemos encontrar en la figura que el contenido de CO2 cambia estacionalmente, y la diferencia entre invierno y verano puede alcanzar las 6 ppm. Esto se debe principalmente a la influencia de Xia Rong. La vegetación del vasto continente del hemisferio norte es seca en invierno. Debido a que las plantas absorben una gran cantidad de CO2 en verano, la concentración de CO2 en la atmósfera es relativamente reducida. Según mediciones de la concentración de CO2 en el aire dentro de burbujas selladas en las capas de hielo de la Antártida y Groenlandia, el contenido de CO2 en la atmósfera antigua ha sido relativamente estable, alrededor de 280 ppm. Surgió gradualmente a partir de mediados del siglo XVIII, en la época de la Revolución Industrial. A los humanos les llevó 240 años aumentar la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera de 280 ppm a 355 ppm. El metano es el gas de efecto invernadero más importante después del dióxido de carbono. Aunque su concentración en la atmósfera es mucho menor que la del dióxido de carbono, su tasa de crecimiento es mucho mayor. Según datos del Segundo Informe de Evaluación del Cambio Climático publicado por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático de las Naciones Unidas (IPCC) en 1996, el CO2 aumentó un 30% en los 240 años comprendidos entre 1750 y 1990**, mientras que el metano aumentó un 145% durante el mismo periodo. El metano, también conocido como biogás, se produce cuando la materia orgánica, como los campos de arroz, el compost y el estiércol del ganado, se descompone en ausencia de oxígeno. El óxido nitroso también se llama óxido nitroso porque la inhalación de ciertas concentraciones de este gas puede provocar espasmos en los músculos faciales, lo que hace que parezca que estás sonriendo. Esto se debe principalmente al uso de fertilizantes químicos, la quema de combustibles fósiles y la producción biológica. Si bien los niveles de ozono en la estratosfera han disminuido, los niveles de ozono en la troposfera han aumentado. El gas freón es un compuesto de cloro, flúor y carbono. No existe en la naturaleza y es producido íntegramente por humanos. Debido a su bajo punto de fusión y punto de ebullición, no inflamable, no explosivo, inodoro, inofensivo y excelente estabilidad, se usa ampliamente en la producción de refrigerantes, agentes espumantes y detergentes. Aunque las concentraciones más altas de Freón 12 y Freón 11 en la atmósfera terrestre son muy pequeñas, sus tasas de crecimiento anual son muy altas, alcanzando una tasa de crecimiento anual del 5%. Según el Protocolo de Montreal de 1987, su concentración en la atmósfera disminuirá gradualmente a principios del siglo XX. Cabe señalar que, aunque la concentración de gases de efecto invernadero distintos del CO2 en la atmósfera es mucho menor que la del CO2, y algunos incluso son varios órdenes de magnitud más pequeños, su efecto invernadero es mucho más fuerte que el del CO2. Según el segundo informe del IPCC, su efecto invernadero es sólo un orden de magnitud menor que el del CO2. Esto es digno de mención. Las consecuencias del efecto invernadero son las mencionadas anteriormente. Antes de la revolución industrial, la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera era de 280 ppm. Si se mantiene la tasa de crecimiento actual, aumentará a 550 ppm para 2100, cifra que casi se duplica. Muchos meteorólogos de todo el mundo están tratando de calcular cuánto aumentarían las temperaturas promedio globales si los niveles de dióxido de carbono se duplicaran para 2100.
El método específico actual consiste en diseñar un modelo numérico para su cálculo basado en las leyes del movimiento atmosférico y los cambios de estado físico. Sin embargo, debido a que la comprensión de las leyes cambiantes del movimiento atmosférico por parte de la gente es incompleta y los métodos de diseño simplificados utilizados también son diferentes, los resultados de los cálculos de cada modelo suelen ser muy diferentes. Por lo tanto, en la década de 1980, la Academia Nacional de Ciencias organizó un comité de evaluación para estudiar y evaluar exhaustivamente los resultados de estos modelos, y finalmente concluyó que después de duplicar el CO2, la temperatura promedio global aumentará entre 1,5 y 4,5°C. Esa es la cifra utilizada en el primer informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático de las Naciones Unidas, la organización con mayor autoridad en el tema. En los últimos años, los modelos climáticos han mejorado enormemente sus capacidades de simulación, teniendo en cuenta principalmente el papel de los aerosoles (pequeñas partículas suspendidas en el aire) en la atmósfera. Porque cuando se queman combustibles fósiles se libera CO2 y también se libera una enorme cantidad de aerosoles como los sulfuros. Este tipo de partículas de aerosol impedirán que parte de la luz solar llegue al suelo, reducirán la temperatura del suelo y tendrán un efecto refrescante. Según las estimaciones del IPCC, su valor puede alcanzar -0,5 W/m2, lo que equivale a 1/3 del efecto de calentamiento del CO2 (+1,56 W/m2) y ligeramente mayor que el efecto de calentamiento del metano (+0,47 W/m2 ). Principalmente basándose en esta mejora, en el segundo informe publicado por el IPCC en 1996, el valor medio del calentamiento global después de duplicar el CO2 en 2100 se revisó de 1,5 a 4,5°C a 1,0 a 3,5°C. El informe de evaluación también señala que, debido a la enorme inercia térmica del océano, el valor de calentamiento para 2100 sólo se alcanzará entre un 50 y un 90%. Los resultados de los cálculos del modelo también muestran que el calentamiento global promedio de 1,0 a 3,5°C no está distribuido uniformemente en todo el mundo. No hay o casi no hay calentamiento en las regiones ecuatoriales y tropicales. El calentamiento se concentra principalmente en latitudes altas, alcanzando una cantidad de 6 a 8 ℃ o más. Esto tendrá otra consecuencia grave, es decir, que los casquetes polares de los polos y de Groenlandia se derretirán, provocando un aumento del nivel del mar. Las zonas de permafrost en los continentes de altas latitudes en el hemisferio norte también se derretirán o adelgazarán, creando grandes áreas de pantanos. Además, la expansión del volumen del agua del mar a medida que el océano se calienta también provocará un aumento del nivel del mar. El primer informe de evaluación del IPCC estimó que el nivel del mar aumentaría entre 20 y 140 cm (correspondiente a un aumento de temperatura de 1,5 a 4,5°C). En el segundo informe de evaluación, se revisó a 15 a 95 cm (correspondiente a un aumento de temperatura). de 1,0 a 3,5°C). El valor más probable es 50 cm. Esto es aproximadamente un 25% menos que el resultado de la primera evaluación. El segundo informe de evaluación del IPCC también señaló que en los 100 años transcurridos desde finales de 2019, el nivel global del mar ha aumentado entre 10 y 25 centímetros. La razón es que la temperatura promedio global ha aumentado entre 0,3 y 0,6 grados Celsius. El aumento del nivel global del mar sumergirá directamente las zonas costeras bajas con densas poblaciones y una industria y agricultura desarrolladas, con consecuencias muy graves. En la segunda Conferencia de las Partes de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático celebrada en Berlín en octubre de 1995, 44 pequeños países insulares formaron la Alianza de los Pequeños Estados Insulares y pidieron el derecho a existir.
Además, se señala que el aumento de CO2 no sólo provocará el calentamiento global, sino que también provocará el ajuste de la circulación atmosférica global y la expansión de las zonas climáticas hacia los polos. Las precipitaciones disminuirán en las regiones de latitudes medias, incluido el norte de China, y el clima se volverá más seco a medida que aumente la evaporación debido al calentamiento. Los ajustes en la circulación atmosférica, además de las sequías en latitudes medias, también pueden causar anomalías climáticas y algunos desastres en otras partes del mundo. Por ejemplo, la intensidad de los tifones en latitudes bajas aumentará y la fuente de los tifones se expandirá hacia el norte. . El aumento de las temperaturas también puede provocar o agravar la prevalencia de algunas enfermedades infecciosas. En el caso de la tuberculosis, la incidencia de la enfermedad de la flema se ha duplicado o cuadriplicado en todo el mundo en los últimos cinco años. Actualmente, aproximadamente 500 millones de personas en todo el mundo padecen enfermedades relacionadas con la flema cada año y más de 2 millones de ellas mueren. Sin embargo, el efecto invernadero no es del todo malo. El calentamiento será mayor en las latitudes altas más frías y las áreas agrícolas se desplazarán significativamente hacia los polos. El aumento de CO2 también es beneficioso para la fotosíntesis de las plantas, aumentando directamente la producción de materia orgánica. Algunos expertos señalaron que en la historia de China y del mundo, los períodos cálidos fueron en su mayoría períodos prósperos con más precipitaciones y áreas de sequía cada vez más reducidas. También existen opiniones diferentes sobre la cuestión del efecto invernadero atmosférico. Algunos científicos creen que los modelos numéricos actuales son inmaduros y los resultados de los cálculos son demasiado exagerados; un aumento centenario de 0,3 a 0,6°C es un cambio climático normal y no se puede demostrar que sea causado por el efecto invernadero atmosférico. Ésta es una opinión minoritaria. Sin embargo, es un hecho indiscutible que la concentración actual de CO2 en la atmósfera y la temperatura global están aumentando rápidamente, y el aumento de los gases de efecto invernadero conducirá al calentamiento global.
Si esperamos hasta que el problema se desarrolle hasta el punto en que podamos percibirlo claramente, a menudo resulta difícil revertirlo. Por lo tanto, debemos concederle gran importancia a la hora de tomar contramedidas para proteger el entorno atmosférico del que depende el ser humano. Las contramedidas globales contra el calentamiento global causado por el efecto invernadero atmosférico incluyen principalmente los tres aspectos siguientes. El primer aspecto es reducir el CO2 actual en la atmósfera. La forma más práctica es plantar árboles extensivamente, fortalecer el reverdecimiento y detener la deforestación; la fotosíntesis de la luz solar absorbe y fija una gran cantidad de CO2 en la atmósfera. Existen métodos para absorber CO2 mediante reacciones químicas, pero son técnicamente inmaduros y económicamente difíciles de implementar a gran escala. El segundo aspecto es la adaptación. Esta es una cuestión que debe considerarse pase lo que pase. Por ejemplo, además de construir presas de protección costera y otras medidas de ingeniería para evitar la intrusión de agua de mar, los tipos y variedades de cultivos locales también se han modificado gradual y planificadamente para adaptarse al clima cambiante. Debido a los fríos veranos en el norte de Japón, en el pasado no se cultivaba arroz vegetal, e incluso si se cultivaba, el rendimiento era muy bajo. Gracias al cultivo de variedades resistentes al frío y al estrés, el arroz no sólo puede crecer en el extremo norte de Hokkaido, sino que también tiene altos rendimientos. Este es un gran ejemplo. El cambio climático es un proceso relativamente lento. Mientras se pueda predecir la tendencia del cambio climático lo antes posible, se podrán encontrar e implementar contramedidas de adaptación sin problemas.
El tercer aspecto es reducir las emisiones de dióxido de carbono. Esta es la esencia de la Convención Marco sobre el Cambio Climático firmada por líderes de varios países en la Conferencia Mundial sobre Medio Ambiente y Desarrollo en Río de Janeiro, Brasil, en 1992. La Convención exige que los países desarrollados reduzcan las emisiones de dióxido de carbono al nivel de 65.438+0.990 en 2000 y proporcionen fondos y transferencia de tecnología a los países en desarrollo para ayudarlos a reducir las emisiones de dióxido de carbono. El rápido aumento de las concentraciones de CO2 en la atmósfera global durante el siglo pasado fue causado principalmente por las emisiones de los países desarrollados. Los países en desarrollo deben primero deshacerse de la pobreza y desarrollarse, y los países desarrollados tienen la obligación de hacer lo mismo.
Por ser el Convenio un marco, no es vinculante. Sin embargo, la reducción de las emisiones de dióxido de carbono afecta directamente a los intereses económicos de los países en desarrollo. Por lo tanto, algunos países desarrollados no sólo no reducen las emisiones, sino que también las aumentan. Ahora parece imposible reducir en el año 2000 las emisiones de dióxido de carbono a los niveles de 1990. En la tercera Conferencia de las Partes (Conferencia de Kyoto, Japón) de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, que finalizó el 5438 de junio + 0997 + 11 de febrero, los países en desarrollo y desarrollados lanzaron una lucha intensa y tensa. Al final, los países desarrollados cedieron y finalmente se aprobó el Protocolo de Kioto, que durante mucho tiempo había sido difícil. El Protocolo estipula que todos los países desarrollados deben reducir las emisiones de seis gases de efecto invernadero (dióxido de carbono, óxido nitroso, metano y tres clorofluorocarbonos) en un 5,2% en 2010 en comparación con los niveles de 1990. Se trata de un acuerdo internacional vinculante de reducción de emisiones, aunque todavía está lejos de los objetivos de reducción de emisiones del 15% en 2010 y del 20% en 2020 exigidos por los países en desarrollo.