Efectul de Seră și Schimbările Climaterice

Spre deosebire de termenul "vreme" care se referă la fenomenele meteorologice pe o perioadă de timp relativ scurtă (ore sau până la câteva săptămâni), termenul "climă" se referă la o perioadă de timp mult mai lungă, de câteva decenii, în mod obişnuit se iau în considerare intervale medii de 30 de ani. Clima reprezinta regimul multianual al vremii, determinat de interactiunea dintre factorii radiativi, circulatia generala a atmosferei si complexul conditiilor fizico-geografici.

Climatologia este o ramură ştiinţifică interdisciplinară îmbinând meteorologia şi geografia. Ea se ocupă cu studiul climei urmărind valorile meteorologice medii anuale într-un anumit loc geografic sau la nivelul întregului Pământ prin observarea şi măsurarea radiaţiilor, temperaturii, presiunii atmosferice, a curenţilor de aer ţinând cont totodată de factorii geografici care influenţează aceste valori ca de exemplu: latitudinea, longitudinea, altitudinea, relieful, solul şi vegetaţia. Se pot deosebi în cadrul climatologiei subramurile „microclima”, „mezoclima” şi „macroclima”. O alta subramură este "Paleoclimatologia" care studiază evoluţia climei din timpurile erelor geologice, având la dispoziţie intervale foarte mari de timp paleoclimatologia poate observa o ciclicitate a climei pe Terra în acest mod putând face predicţii ale acesteia la nivel macro pentru urmatoarele secole.

Încălzirea globală este fenomenul de creştere a temperaturilor medii înregistrate ale atmosferei în imediata apropiere a solului, precum şi a apei oceanelor.

Fenomenul de încălzire globală a început să îngrijoreze după anii '60, în urma dezvoltării industriale masive şi a creşterii concentraţiei gazelor cu efect de seră care sunt considerate în mare masură responsabile de acest fenomen (concentraţia de dioxid de carbon este monitorizată din 1957). Datele de la sol sunt culese de la un mare număr de staţii meteorologice dar în prezent temperatura la suprafaţa pământului este determinată şi utilizând sateliţii. Cele mai moderne studii privind încălzirea globală se fac utilizând probe de gheaţă din Antarctica. Fiecare strat de zapadă care cade anual în Antarctica se transformă într-un strat de gheaţă. Gheaţa include în ea şi mici bule de aer. Examinarea bulelor de aer aduce informaţii complexe privind:

- compoziţia atmosferei în momentul formării bulei de aer;

- data la care s-a format stratul de gheaţă;

- temperatura în acel moment;

Studiile se fac utilizând izotopii radioactivi ai oxigenului O16, O18. Toate investigaţiile clasice sau moderne au arătat o creştere a temperaturii globale.

Modelele climatice elaborate de specialiştii în domeniu estimează că clima globală se va încălzi cu 1,1 - 6,4°C în cursul secolului al 21-lea. Estimările variază din cauza faptului că nu poate fi prevazută evoluţia emisiilor de gaze care cauzează efectul de seră. De altfel, tendinţa de încălzire continuă a planetei în secolul XXI este relevată de foarte multe studii în domeniu. Foarte îngrijorător este însă faptul că aceste scenarii climatice arată că zonele polare se vor încălzi cel mai mult, ceea ce ar putea avea consecinţe dramatice.

Principala cauză a încălzirii globale este creşterea conţinutului de dioxid de carbon din atmosferă. Alte gaze care contribuie la acest fenomen sunt: metanul, dioxidul de azot, ozonul, CFC11 şi CFC12. Concentraţia de dioxid de carbon aşa cum rezultă din măsurători directe şi din studii pe gheaţa antarctică, a crescut de la 270 ppm în jurul anului 1700, la 346 ppm în 1986, 354 ppm în 1989 şi 379 ppm în 2005.

Activităţile umane care contribuie la încălzirea globală sunt:

1. producerea şi utilizarea energiei (56%),

2. CFC (17%),

3. practicile din agricultura (15%),

4. alte utilizari industriale.

Efectul de seră este procesul prin care atmosfera captează o parte din energia solară, încălzind Pământul şi modelând clima. De foarte multa vreme în atmosferă există concentraţii naturale de gaze cu efect de seră, cum ar fi vaporii de apă, gazele carbonice, metanul şi oxizii de azot. Razele cu lungime scurtă de undă, numită lumină vizibilă, a soarelui pot traversa aceste gaze, încălzind atmosfera, oceanele, suprafaţa palnetei şi organismele vii. Energia calorică este răspândită în spaţiu în formă de raze infraroşii, lumină invizibilă, adică de unde lungi. Acestea din urmă sunt absorbite în parte de gaze cu efect de seră, pentru a se refelecta încă odată de suprafaţa Pământului. Din cauza acestui fenomen natural, numit “efect de seră” temperatura medie anuală la suprafaţa Pământului se menţine la 15°C. Acesta este ceea ce noi numim un climat normal.

Experţii în domeniul climatic sunt de părere că o creştere a nivelului "gazelor cu efect de sera", creştere provocată de activităţile umane, accentuează în mod artificial efectul de seră, ducând la creşterea temperaturilor globale şi dereglând clima în mod dezastruos.

Gazele de seră includ dioxidul de carbon, rezultat din arderea combustibilului fosil şi defrişări, metanul, eliberat de pe plantaţiile de orez şi locurile de depozitare a gunoaielor, precum şi produse rezultate din arderi şi diferiţi compuşi chimici industriali (acid azotos, carbon fluorhidric, carbon perftoric, sulf hexaflorid) aşa numitele CFC si PFC.

După vaporii de apă, dioxidul de carbon (CO2) este principalul gaz de seră. Carbonul este stocat sub pământ, departe de biosferă, în combustibili fosili, însă ciclul organic al carbonului descrie transferul carbonului între mări, ecosistemul terestru şi atmosferă.

Fără influenţa umană, transferul între aceste rezervoare de carbon este menţinut în mare în echilibru - de exemplu: plantele absorb carbonul în timp ce se dezvoltă, dar îl elimină atunci când mor. Însă, când oamenii taie arbori sau ard combustibili fosili, ei elimină în atmosferă cantităţi suplimentare de carbon, accentuând astfel efectul de seră. Aceasta constituie o problemă mai ales atunci când se extrag şi se ard combustibili fosili, deoarece astfel se adaugă carbon la ciclul "organic" al carbonului, care altfel ar rămâne depozitat adânc sub pământ.

O parte din acest carbon ajunge în atmosferă, alta în arbori, plante şi sol, pe pământ şi o altă parte în mări şi oceane. O parte mai mare ajunge în atmosferă deoarece se taie păduri şi se construiesc oraşe, drumuri şi uzine, reducându-se astfel capacitatea biosferei de a absorbi carbonul.

Ca şi în cazul distrugerii stratului de ozon şi încălzirea globală este un bun exemplu legat de modul în care activitatea umană poate degrada mediul la scară planetară. Unele gaze din atmosferă (vaporii de apă, dioxidul de carbon, ozonul, metanul, dioxidul de azot şi unele tipuri de clorofluorocarburi) împiedică disiparea căldurii produsă de pământ în spaţiu. Căldura este radiată din nou spre suprafaţa Pământului care este încălzită suplimentar. În condiţii naturale vaporii de apă sunt cei mai eficienţi în producerea efectului de seră. Datorită vaporilor de apă din atmosferă temperatura medie a Pământului este cuprinsă între + 15°C şi -18°C.

Prin comparaţie, pe Marte unde atmosfera este subţire şi nu există vapori de apă, temperatura medie la suprafaţa planetei este de -50°C iar pe Venus, cu o atmosfera bogată în dioxid de carbon şi metan, temperatura la suprafaţa planetei este de + 430°C. Problema încălzirii globale este legată de accelerarea acestui fenomen datorată activităţilor umane.