технологический университет им.



Работа добавлена на сайт TXTRef.ru: 2019-10-29

Российский химико-технологический

университет им. Д.И. Менделеева

кафедра химии окружающей среды

Роль аэрозолей в тепловом балансе Земли

Работу выполнила:

Студентка группы Э-43

Боброва Катя

Проверил: Кузнецов О. Ю.

Москва, 2013

Содержание

Тепловой баланс земли…………………………………………3

Аэрозоли…………………………………………………………4

Климатические эффекты от выбросов сульфатных аэрозолей.6

Литература………………………………………………………8

Тепловой баланс Земли́ — баланс энергии процессов теплопередачи и излучения в атмосфере и на поверхности Земли. Основной приток энергии в систему атмосфера—Земля обеспечивается излучением Солнца в спектральном диапазоне от 0,1 до 4 мкм. Плотность потока энергии от Солнца на расстоянии 1 астрономической единицы равен около 1367 Вт/м² (солнечная постоянная). По данным за 2000—2004 годы усреднённый по времени и по поверхности Земли этот поток составляет 341 Вт/м, или 1,74·1017 Вт в расчёте на полную поверхность Земли.

Аэрозоли

В глобальном масштабе аэрозоли являются главным, после облаков (которые являются тоже аэрозольными образованиями), регулятором потоков солнечной радиации в земной атмосфере. Аэрозольные слои поглощают также тепловое (собственное) излучение атмосферы и подстилающей земной поверхности, оказывая дополнительное влияние на энергетический баланс климатической системы Земли. За последние два с половиной века (с доиндустриальных времен) в атмосфере Земли не только сильно увеличилась концентрация парниковых газов (СО2, СН4 и др.), но и существенно изменился состав и содержание аэрозоля, влияющего на радиационные потоки в атмосфере.

На рис. 2 приведены данные о накопленном глобальном среднем радиационном воздействии парниковых газов и аэрозолей, начиная с доиндустриальной эпохи (1750 г.) и по настоящее время (2005 г.). Этот

рисунок наглядно показывает, что в отличие от парниковых газов, рост содержания которых в атмосфере однозначно ведет к потеплению, роль аэрозолей зачастую неопределенна не только по величине, но и по знаку. Проведенное группой ученых из Потсдамского института климата сравнение математических прогнозов с тем, что реально происходило за последние 15 лет, показало, что были хорошо предсказаны изменения содержания в атмосфере углекислого газа и приемлемо ход температуры. Оба эти показателя возрастают в соответствии с ранее выявленными трендами. А вот средний уровень Мирового океана повышался быстрее, чем ожидалось. С 1990 по 2005 гг. он увеличился примерно на 4 см, а предсказывалось прибавление только на 2 см.

Рис. 2. Накопление глобального радиационного воздействия антропогенных и естественных факторов за период от доиндустриальной эпохи.

А — глобальные средние радиационные воздействия (РВ) и их 90%-ные доверительные интервалы (по данным на 2005 год).

Справа указаны наилучшие оценки и доверительные интервалы (значения РВ), пространственный масштаб воздействия и уровень научного понимания или достоверности (УНП). Погрешности измерения концентрации для CH4, N2O и галоген углеводородов объединены. Здесь не указаны дополнительные воздействующие факторы, имеющие очень низкий уровень достоверности. Вулканические аэрозоли не учтены в виду эпизодического характера извержений. Эффект линейных конденсационных следов не включает другие возможные влияния авиации на облачность.

Считается, что некоторое расхождение между прогнозом по модели и действительностью связано с тем, что углекислый газ на самом деле оказывает более сильный эффект на температуру, чем ожидалось. Другое

возможное объяснение — следствие недооценки охлаждающего воздействия аэрозолей как естественного происхождения, так и антропогенного. Недооцениваются как прямые, так и косвенные эффекты влияния аэрозолей на климат.

Климатические эффекты от выбросов сульфатных аэрозолей

Одним из основных компонентов глобальных биогеохимических циклов является круговорот серы в атмосфере, Мировом океане и на суше. По модельным расчетам среднее время жизни серы в атмосфере составляет примерно сутки, а SO2 и сульфатов примерно трое суток. С точки зрения оценки антропогенного воздействия на климатические процессы, например на замедление и даже на компенсацию глобального потепления, особый

интерес представляет изучение химии сульфатного аэрозоля. Сульфатный аэрозоль состоит из частиц серной кислоты, частично или полностью нейтрализованных аммиаком в жидкой и частично в кристаллической

фазах. Сульфаты образуются в ходе окисления SO2 пригазофазных реакциях и при конденсационном росте частиц, а также в результате реакций, протекающих внутри облачных капель. Исследования последних лет

показывают, что глобальное потепление климата, обусловленное ростом содержания углекислого газа в атмосфере, частично компенсируется рассеянием и отражением в космос солнечной радиации сульфатным аэрозолем, высокодисперсная фракция которого служит также

ядрами конденсации при образовании дополнительного

числа мелких облачных частиц. Таким образом, сульфатный аэрозоль дополнительно увеличивает альбедо облачности и влияет на осадкообразование.

В последние десятилетия ХХ века был осуществлен ряд международных программ по глобальной инвентаризации выбросов и стоков серы . Суммарные ежегодные выбросы серы в виде SO2 составляют около

90 Мт S в год, из этого количества примерно 67 Мт приходится на антропогенные выбросы, более 2 Мт —от сжигания биомассы, 8 Мт —продукты извержения вулканов, 12 Мт — продукты процессов окисления.

Среднегодовой сток практически равен сумме выбросов за год (на уровне точности измерений и расчетов). На компоненты стока приходится: немного более 40 Мт —сухое осаждение, 1,5 Мт — влажное осаждение,

8 Мт — окисление в газовой фазе, почти 40 Мт —окисление в водной фазе.

Интересно отметить, что за последние два десятилетия общие выбросы SO2 в 25 странах Европы снизились радикально, с 18 до 4 Мт S в год, а в США с 12 до 8 Мт S в год. За это же время выбросы SO2 в Азии существенно выросли и составляют сейчас 17 Мт S в год. По некоторым данным общемировое снижение антропогенных выбросов SO2 снизились с 73 до 54 Мт S в год. Региональный сдвиг выбросов происходит от Северной Америки, Европы и России в Юго-Восточную Азию. Оптические свойства сульфатных аэрозолей хорошо известны. Они являются практически чисто рассеивающей средой в видимой части спектра (альбедо = 1) и слабо поглощающей средой в инфракрасной части спектра солнечного излучения. Однако сульфаты могут

смешиваться с сажей, органическим углеродом, нитратами и пылью, образуя аэрозольные частицы сложного химического состава и с  различными оптическими свойствами. Микрофизические и химические процессы

образования и трансформации многокомпонентных частиц изучены пока очень слабо.

Литература

1. Бержерон Т. В сб.: Физика образования облаков. М.: Издатинлит, 1951, с. 31—40.

2. Ленгмюр И. Там же, 1951, с. 50—73.

3. Седунов Ю.С. В сб.: Достижения в области гидрометеорологии и контроля окружающей среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1987, с. 34—56.

4. Бедрицкий А.И., Коршунов А.А., Шаймарданов М.З. Опасные гидрометеорологические явления и их влияние на экономику России. Обнинск: изд. ВНИИГМИ-МЦД, 2001,

c. 30—-36.

5. Шеффер В. В сб.: Физика образования облаков. М.: Издатинлит, 1951, с. 73—80.

Другие работы

Об областном бюджете на 20132015 годы с учето...


тенге из них доходы ? 921 млрд. тенге. тенге из них субвенции безвозмездные поступления ? 135 млрд. тенге.

Подробнее ...

Тема лекції- Мета та завдання кусу.


Основні визначення в галузі охорони праці ПЛАН І. Основні етапи розвитку охорони праці. Основні поняття в галузі охорони праці їх визначення тер...

Подробнее ...

.З яких розділів складається цей закон 2


Завантажити пошукову систему Нормативнодовідкові матеріали з охорони праці. З У Про охорону праці 1. Що таке охорона праці 3.

Подробнее ...

ТЕМА 9 Глава субъекта РФ Правовое положение г...


В субъектах Федерации существуют четыре разновидности главы субъекта. Положение такого президента республики в составе РФ во многих чертах напоми...

Подробнее ...