Дослідження та розробка холодильної системи для виробництва і зберігання рідкого двоокису вуглецю для систем безпеки газовозу

Узнать стоимость написания работы

Дослідження та розробка холодильної системи для виробництва і зберігання рідкого двоокису вуглецю для систем безпеки газовозу.

План

Розділ 1. Теоретична частина.

1.1 Пожежна безпека судна.

1.2. Методи отримання холоду

1.3. Холодильні агенти

1.4. Класифікація холодильних установок

1.5. Головні елементи холодильної установки

1.6. Опис та мета проекту

1.7. Цикл та схема

1.8. Обґрунтування обраного конструктивного рішення

Розділ 2. Аналітична частина.

2.1. Розрахунок холодопродуктивності

2.2. Тепловий розрахунок холодильної установки

2.3. Розрахунок елементів холодильної установки

2.4. Підбір елементів холодильної установки

Розділ 3. Економічна частина.

3.1. Розрахунок капітальних вкладень

3.2. Маркетингове обґрунтування

3.3. Розрахунок експлуатаційних витрат і собівартості виробництва холоду

3.4. Основні техніко-економічні показники проекту

Розділ 4. Охорона праці.

4.1. Охорона праці

4.2. Навчання і інструктаж.

4.3. Безпека на морському транспорті.

4.4. Організація пожежної безпеки судна.

Розділ 5. Екологія

5.1. Парниковий ефект

5.2. Кіотський протокол

5.3. Вплив холодильного агента та продукту на навколишне середовище .

Висновок

Список використаних джерел інформації

Розділ 1. Теоретична частина.

1.1. Пожежна безпека судна.

Пожежна безпека – стан деякого об’єкта , при якому за регламентом зменшується можливість виникнення пожежі ,безпосередню на судні, та впливу на людей .

В середньому близько 230 суден світового флоту, загальним тоннажем 100000 тонн гине щороку, несучи з собою близько 1000 людських життів. Причому, понад 80 % відсотків загальної кількості інцидентів на морі, пов’язані тим чи іншим чином з «людським фактором», тобто відбуваються з вини людини. Більше того, понад 30 відсотків всієї маси інцидентів складають випадки загибелі, травматизму або хвороб суднового персоналу. Це пов’язано, в першу чергу з самою природою людини, з тим, що кожна людина є особистістю, має власні звички, характер, думка, досвід, виховання та ін., тобто вимагає індивідуального підходу. І багато аварії або інциденти відбуваються просто через неуважність, незначними помилками або втоми людини.

У 1995 році був розроблений «Міжнародний кодекс управління безпекою по забезпечення безпечного виконання суднових операцій і запобігання забрудненню довкілля », який сьогодні відомий як« Міжнародний кодекс з управління безпекою »(МКУБ) і з 2000 року МКУБ є невід'ємною частиною «Міжнародної конвенції з порятунку людського життя на морі» (9-й розділ SOLAS-74). Призначення кодексу можна сформулювати в двох словах - забезпечення безпеки на судні і створення безпечних умов для виконання суднових робіт. Оскільки всі суднові роботи виконуються людиною, то і призначення кодексу очевидно - забезпечення безпеки суднового персоналу, зниження травматизму і зменшення впливу «людського фактора» на аварійність.

Відповідно до вимог МКУБ кожна судноплавна компанія повинна детально розробити і впровадити на своїх судах політику щодо забезпечення безпеки на судні і захисту довкілля.

Можна сказати, що МКУБ визначає основні параметри культури безпеки на судні, так, щоб запобігти виникненню інциденту, необхідно:

§ Ідентифікувати ступінь ризику, який виникає при виконанні тих чи інших суднових операцій,

§ Забезпечити персонал необхідним обладнанням та захисним одягом,

§ Провести підготовку персоналу до виконання робіт,

§ Визначити послідовність і пріоритетність дій персоналу,

§ Розробити систему обліку, контролю і аналізу інцидентів, нещасних випадків, порушень техніки безпеки.

Крім міжнародних конвенцій, що визначають мінімальні умови забезпечення безпеки на судах, існують міжнародні галузеві та промислові стандарти, що визначають конкретні вимоги по кожній галузі або виробництва. Крім того, кожна країна має право розробляти і впроваджувати свої власні вимоги, але за однієї умови: національні вимоги повинні бути тільки суворіше, ніж міжнародні, але ні в якому разі ні м'якше.

Кілька слів про загальні вимоги безпеки на суднах. Першочергова увага в питаннях забезпечення зниження травматизму та підвищення культури виробництва повинна приділятися підтримці належного порядку на судні і забезпечення особистої гігієни суднового персоналу. Це забезпечується відповідною підготовкою і тренуваннями екіпажу, причому таким чином, щоб підтримувати чистоту і порядку в житлових і службових приміщеннях, а також на робочому місці, увійшло в звичний спосіб життя кожного члена суднової команди.

Кожен член екіпажу повинен знати, навіть найнезначніші несправності обладнання можуть стати причиною порізу, забиття або падіння.

Тому усунення виявлених дефектів або несправностей повинно проводитися негайно після їх виявлення. Також негайно повинні віддалятися протікання палива, мастила, вантажу.

Спеціальні вимоги щодо безпеки на танкерах. Головна відмінність танкера від будь-якого іншого типу судна в тому, що танкер перевозить вантажі, що представляють, як, пожежну небезпеку так і небезпека для здоров'я персоналу. Звідси і додаткові, більш жорсткі вимоги щодо забезпечення і контролю безпеки на судні.

Перш за все слід пам'ятати, що виникнення пожежі можливо тільки в тому випадку, якщо всі складові «пожежного трикутника»: кисень, горючий матеріал і джерело полум'я, будуть присутні в одному і тому ж місці в один і той же час!

Займисті або токсичні пари можуть бути присутніми в районі вантажний палуби не тільки під час вантажних операцій в порту, а й після їх закінчення. Небезпека отруєння або займання можлива навіть після дегазації вантажних танків. Якщо приміщення, в якому належить виконувати будь які роботи, являється дегазованим (вільним від парів вантажу), слід пам'ятати що це означає лише те, що під час контролю атмосфери приміщення приладами газового аналізу, парів вантажу в атмосфері приміщення не виявлено.

Наприклад, дегазований вантажний танк, в якому здійснювалося перевезення небезпечного вантажу, що не буде залишатися безпечним постійно. Будь яка зміна зовнішніх умов або виконання будь-яких робіт всередині танка можуть викликати появу в його атмосфері вибухонебезпечних і / або токсичних газів. Тому контроль атмосфери дегазованого приміщення повинен проводитися на регулярній основі.

Виділення токсичних і вибухонебезпечних парів в атмосферу танка може статися при:

§ Видаленні іржі з поверхні танка,

§ Відкриванні клапанів на вантажних магістралях,

§ Ремонті вантажних насосів,

§ Видаленні старого лакофарбового покриття або його зачистці,

§ Наявності в танку залишків вантажу або промивної води,

§ Відкриванні вентиляційних систем вантажних танків

Приміщення вважається повністю дегазованим тільки в тому випадку, якщо протягом усього часу проведення робіт, регулярні виміри складу його атмосфери не показали присутності займистих або токсичних газів. Тільки використання еталонних газоаналізаторів відповідного типу є схваленим методом перевірки і контролю атмосфери приміщення.

Після перевірки атмосфери приміщення приладами газового аналізу, обов’язково має бути оформлений спеціальний сертифікат, в якому було б зазначено, що приміщення є:

§ Безпечним для персоналу (нормальний вміст кисню, відсутність токсичних газів або утримання їх нижче ГДК- гранично допустимої концентрації)

§ Безпечним для проведення робіт (відсутність займистих газів або утримання їх нижче 1% від НПВ - нижньої межі займистості)

Коли говорять, що на танкері перевозять займисті або горючі рідини, слід мати на увазі, що запалюється не рідина, а паро-повітряна суміш, яка формується над її поверхнею. Більш того, займання пароповітряної суміші відбудеться тільки в тому випадку, якщо процентний вміст парів вантажу і кисню в ній, буде знаходитися в певній пропорції - в діапазоні займання. У загальному випадку, діапазон займання нафтових вантажів вважають від 1% до 10% об'ємного вмісту парів вантажу в повітряній атмосфері.

Саме такі особливості вантажів, що перевозяться на танкерах, обумовлюють досить специфічні вимоги і обмеження при виконанні судових робіт. Слід пам'ятати, що:

§ Всі рідини здатні переходити з рідкого стану в пароподібний (за рахунок випаровування і кипіння).

§ Інтенсивність пароутворення вантажу залежить від його фізичних властивостей (тиску насичених парів) і температури, при якій він знаходиться.

§ Пари практично всіх вантажів (за виключення пропілену оксиду і етилену оксиду) здатні до займання лише в суміші з повітрям. Середній вміст кисню в атмосфері землі приймається рівним 21%.

§ Якщо концентрація парів вантажу знаходиться за межами їх займання, навіть присутність джерела відкритого полум'я в такій суміші не викличе її загоряння.

§ Інертність (не активні) вважається середовище, в якому вміст кисню не перевищує 8% від обсягу.

Сигналізацією виявлення пожежі обладнуються житлові, службові, вантажні, виробничі приміщення, ліхтарні, малярні і т.д. Існує кілька видів суднових автоматичних систем виявлення пожежі: електричні, комбіновані. До складу автоматичних систем входить наступні елементи: датчики, станції прийому сигналів від сповіщувачів, джерела живлення. Зазвичай автоматичні системи сигналізації отримують живлення від двох джерел. Автоматичні системи виявлення пожежі включають основну та аварійний, джерела живлення приймальний пристрій пожежні сповіщувачі, звукові і світлові, сигнали. Не автоматичні димосигнальні пристрої виявлення пожежі бувають двох типів: оптичні та пристрої виявлення по запаху диму. Сигнал про виникнення пожежі в приміщенні, що охороняється подається на приймальну станцію за допомогою спеціального приладу або пристрою сповіщувача. Сповіщувачі можуть бути ручними і автоматичними.

Перш ніж розглядати засоби активного пожежогасіння, необхідно відзначити ще одну особливість газовозів. Всі вони обладнуються системою аварійного зупинки вантажних насосів, яка може бути приведена в дію за допомогою спеціальних вимикачів, розміщених в різних частинах судна, або автоматично. Автоматична зупинка вантажних насосів відбувається при спрацьовуванні плавких запобіжників, які встановлені над купівлі кожного танка, в компресорних приміщеннях.

До активних засобів гасіння пожеж на газовозі відносяться:

§ система водо гасіння

§ система порошкового гасіння

§ система піногасіння

§ системи об'ємного гасіння.

Система води гасіння. Вода універсальний і найдоступніший засіб гасіння пожеж на судні. Вогнегасну дію води полягає в охолодному ефекті, причому використовувати її можна самим різним чином.

§ Пущена компактної струменем води дозволяє збити полум'я і швидко охолодити поверхню. Іноді при гасінні палаючого газу пущена по ходу полум'я струмінь води з може бути полум'я і загасити займання.

§ Струмінь води у вигляді широкого конуса-ідеальна захист для персоналу, який бере участь в гасінні пожежі.

§ Розпилення води над розпеченій поверхнею сприяє охолодження поверхні і зменшення вмісту кисню в області горіння за рахунок утворення пари.

Однак водою не можна гасити палаючий скраплений газ і нафтопродукти, оскільки потрапляння її в зріджений газ викликає посилення його кипіння і відповідно виділення горючих парів. А при попаданні води на поверхню нафтопродуктів відбувається їх розбризкування і збільшення площі горіння.

Система порошкового гасіння. Крім води гасіння всіх газовоза обладнані стаціонарними системами порошкового гасіння.

Причому монітори цієї системи повинні бути розташовані таким чином, щоб перекривати діти району вантажний палуби. Як гасящий агент використовується звичайна харчова сода (бікарбонат натрію) під високим тиском відбувається розпорошення порошку на поверхні горіння. Ефект впливу ще дві точки при його попаданні в зону з високими температурами починається процес розкладання бікарбонату натрію з великим виділенням вуглекислого газу за рахунок чого відбувається зниження вмісту кисню в зоні горіння.

Вартість такої системи досить висока. Використовувати його доцільно тільки в початкових момент пожежі, коли ще не сталося нагрівання металу до температури, що здатні викликати повторне займання газу. Порошки нетоксичний, не корозійний, нетокопровідні , однак вони гігроскопічні і схильні до компонування .

Вельми ефективне використання порошку при гасінні пожеж у вигляді струменя газу під тиском : досить однієї атаки порошком за напрямком струменя - і пожежа буде ліквідована, правда, тільки якщо газ стосується розпеченим металом. Як показує практика, порошкове гасіння недостатньо ефективно при гасінні палаючих зріджених газів, що розвилися по палубі. Системи порошкового гасіння встановлювати на газовозах . Установка порошкового гасіння повинна забезпечувати подачу порошку під необхідним тиском як мінімум на два ствола, здатних перекрити всю небезпечну зону. В якості газу , що створює тиск у системі, азот. Система порошкового гасіння повинна складатися як мінімум з двох установок порошкового гасіння, які можна використовувати окреме і спільно. Швидкість подачі порошку через стаціонарний монітор повинна бути не нижче 10 кг\з, а через ручний ствол не нижче 3,5 кг\с.

Система піногасіння. Як відомо, говорити негорюча рідина, пари, яка утворюється при нагріванні, тобто між поверхнею рідини і полум'ям існує невелика простір. Піна являє собою скупчення невеликих бульбашок повітря, укладених в оболонку пінотворного агента. Питома вага піни дуже мало, це дозволяє їй розтікатися по палаючій поверхні, утворюючи покриття, перекривають доступ про зону горіння. Застосовуються різні види пінних концентратів і пін:

§ Стандартна білкова піна,

§ Фтористо-білкова піна ,

§ Синтетичний концентрати,

§ Піна, стійка до дії спиртів.

Системи об'ємного гасіння застосовуються для об'ємного гасіння пожеж в обмежених просторах (в машинному відділенні в приміщенні компресорів). Як гасячого агента використовується вуглекислий газ або деякі галогеноуглеводороды (хладони). До недавнього часу використовували фреон, який в даний час заборонено. Система об'ємного гасіння може бути запущена тільки вручну. При цьому передбачається відключення попереджувальної сигналізації приміщень, куди подаватиметься тушачий агент. Гасіння вуглекислим газом ефективно при використанні його в приміщеннях, обсяг яких не перевищує 1000 м3. Для успішного гасіння концентрація вуглекислого газу в приміщенні повинно бути не менше 28% за обсягом. При цьому слід пам'ятати, що при вмісті вуглекислого газу в атмосфері в приміщення понад 10% за об'ємом у людини настає втрата свідомості, параліч нервової системи. Вогнегасні дії хладонів полягає в тому, що вони діють як хімічні інгібітори полум'я. Додавання хладону в газову суміш остання стають негорючою навіть при незначних концентраціях хладону.

1.2. Методи отримання холоду

Ідея збереження продуктів за допомогою охолодження походить із стародавніх імперій. В XIX столітті холодильна техніка швидко перетворилася з довгого да затратного збору льоду і снігу до більш економічних залізничних вагонів з контрольованою температурою. Поява рефрижераторних вагонів сприяло просунення людей на захід Сполучених Штатів Америки, виникли поселення в районах, які не були на основних транспортних каналах. Поселення також з'явилися в безплідних та важко досяжних районах країни, але багатих на природні ресурси. Розвиток холодильної техніки сприяло будівництву великих міст, які стали процвітати в областях, де без холодильників і кондиціонерів життя було б м’яко кажучи важким.

Розвиток виробництва продуктів харчування, завдяки зберіганню продуктів протягом довгого часу, їх доступність для всього населення, мали великий вплив на харчування суспільства та на збільшення кількості населення. У більшості розвинених країн міста сильно залежать від холодильників в супермаркетах, виживання залежить від отримання їжі для щоденного споживання. Збільшення попиту на продукти харчування, які не псувалися досить довго, призвело до більшої продуктивності сільськогосподарських земель і зменшення кількості існуючих господарств.

Розглянемо методи отримання холоду. Отримання холоду можливе тільки при наявності теплового контакту між охолоджуючою речовиною (робочою речовиною) і охолоджуючим об’єктом (наприклад, водою). Таким чином для отримання холоду можливо використовувати любий природній процес, який супроводжується споживанням тепла зі сторони робочого тіла при температурі нижче ніж температура навколишнього середовища.

Різниця між теплом і холодом полягає в різній швидкості руху молекул та атомів, натомість фізична природа в них однакова. Чим більш нагріте тіло, тим більша швидкість руху буде в ньому.

Коли ми підводимо тепло до потрібного нам тіла , його рух зростає ,якщо відводимо зменшується. Таким чином теплова енергія впливає на рух молекул і атомів, тим що являться їх нею внутрішню енергією .

Відведенні від тіла тепла, що супроводжується зниженням температури, називається охолодженням тіла. Найпростішим способом охолодження для тіла є – теплообмін між тілом яке охолоджуємо і навколишнім середовищем. Навколишнім середовищем може виступати як зовнішнє повітря так і вода та ґрунт. Цей спосіб може знизити температуру тіла, всього до температурі навколишнього середовища .Саме тому такий спосіб охолодження називається природнім. Якщо ми хочемо знизити температуру нижче навколишнього середовища , ми будемо використовувати приховану теплоту ,що поглинається тілами коли вони змінюють свій агрегатний стан. Такий спосіб зниження температурі називаєтеся штучним.

Калоріями вимірюються кількість тепла та холоду . Калорія - це кількість тепла, яке необхідно підвести до тіла(наприклад води ) , для нагрівання 1 г води на 1 0С при нормальному атмосферному тиску .

Існують декілька способів отримання холоду штучним способом. Найпростіший - охолодження за допомогою льоду, танення якого супроводжується поглинанням тепла в великих кількостях. Якщо тепло притоки ззовні малі, а тепло передающей поверхню льоду відносно велика, то температуру тіла можна знизити майже до 0 °С. Практично в приміщенні, що охолоджується льодом, температуру повітря вдається підтримувати лише на рівні 5-8 ° С, через те що не можна повністю виключити тепло притоки до приміщення.

При охолодженні водним льодом відбувається зміна його агрегатного стану – плавлення. Плавлення – зміна агрегатного стану льоду , при охолодженні тіла. Питома теплота плавлення це охолоджуюча здатність речовини, в нашому випадку льоду.

Водний лід застосовується для охолодження і сезонного зберігання продовольчих товарів, в кліматичних зонах де його легко можна заготовити. Водний лід в якості охолоджувального засобу застосовується в спеціальних льодовиках і на крижаних складах. Крижане охолодження має суттєві недоліки:

§ Температура зберігання обмежена температурою танення льоду ;

§ льодовик необхідно закладати кількість льоду, достатню на весь період зберігання;

§ Додавати в міру необхідності;

§ Значні витрати праці на заготівлю і зберігання водного льоду;

§ Великі розміри приміщення для льоду, що перевищують приблизно в 3 рази розміри приміщення для продуктів;

§ Значні витрати праці на дотримання необхідних вимог, що пред'являються до зберігання харчових продуктів і відведення талої води.

Льдосоляне охолодження проводиться із застосуванням дробленого водного льоду і солі. Завдяки додаванню солі швидкість танення льоду збільшується, а температура танення льоду опускається нижче. Це пояснюється тим, що додавання солі викликає ослаблення молекулярного зчеплення і руйнування кристалічних решіток льоду. Танення льодосоляною суміші протікає з відбором теплоти від навколишнього середовища, в результаті чого навколишнє повітря охолоджується і температура його знижується. З підвищенням вмісту солі в льодосоляною суміші температура плавлення її знижується. Розчин солі з найнижчою температурою танення називається евтектичним, а температура його танення - кріогідратной точкою. Кріогідратная точка для льодосоляною суміші з кухонною сіллю -21,2 ° С, при концентрації солі в розчині 23,1% по відношенню до загальної маси суміші, що приблизно дорівнює 30 кг солі па 100 кг льоду. При подальшій концентрації солі відбувається не зниження температури танення льодосоляною суміші, а підвищення температури танення (при 25% -ної концентрації солі в розчині до загальної маси температура танення підвищується до -8 ° С).

При заморожуванні водного розчину кухонної солі в концентрації, що відповідає кріогідратной точці, виходить однорідна суміш кристалів льоду і солі, яка називається евтектичним твердим розчином.

Температура плавлення евтектичного твердого розчину кухонної солі -21,2 ° С, а теплота плавлення - 236 кДж / кг. У торгівлі льодосоляне охолодження широко застосовувалося до масового випуску обладнання з машинним способом охолодження.

Охолодження сухим льодом засноване на властивості твердої вуглекислоти сублімувати, т. Е. При поглинанні тепла переходити з твердого стану в газоподібний, оминаючи рідкий стан.

Сухий лід має наступні переваги в порівнянні з водним:

§ можна отримувати більш низьку температуру;

§ охолоджуючу дію 1 кг сухого льоду майже в 2 рази більше, ніж 1 кг водного льоду. при охолодженні не виникає вогкості, крім того, при сублімації сухого льоду утворюється газоподібна вуглекислота, яка є консервуючим засобом, що сприяє кращому збереженню продуктів.

Сухий лід застосовується для перевезення заморожених продуктів, охолодження фасованого морозива, заморожених фруктів і овочів.

Штучного охолодження можна досягти також, якщо змішати лід або сніг з розведеними кислотами.

Отримання штучного холоду за допомогою снігу або льоду, має суттєві недоліки:

§ Трудомісткість процесів заготівлі льоду,

§ Доставка,

§ Труднощі автоматичного регулювання,

§ Обмежені температурні можливості.

Останнім часом все більш актуальною стає проблема використання для холодильної обробки харчових продуктів нетрадиційних екологічно безпечних методів отримання холоду. Найбільш перспективним з них є вакуумний метод на базі рідкого і газоподібного азоту .

Безмашинному проточні системи азотного охолодження мають значні переваги: дуже надійні в експлуатації і мають високу швидкість заморожування, що забезпечує практично повне збереження якості і зовнішнього вигляду продукту, а також мінімальні втрати його маси за рахунок усушки.

Особливо слід відзначити екологічну чистоту таких систем (в атмосфері Землі міститься до 78% газоподібного азоту).

Найбільш поширеним і зручним в експлуатаційному відношенні способом охолодження є машинне охолодження.

Машинне охолодження - спосіб отримання холоду за рахунок зміни агрегатного стану холодоагенту, кипіння його при низьких температурах з відведенням від охолоджуваного тіла або середовища необхідної для цього теплоти пароутворення.

Для подальшої конденсації пари холодоагенту потрібне попереднє підвищення їх тиску і температури.

В основу машинного способу охолодження може бути покладено також адіабатичне (без підведення і відведення тепла) розширення стисненого газу. При розширенні стиснутого газу температура його значно знижується, так як зовнішня робота в цьому випадку відбувається за рахунок внутрішньої енергії газу. На цьому принципі заснована робота повітряних холодильних машин.

Основним недоліком діоксиду вуглецю є низька критична

температура і високі робочі тиску в області робочих температур, в силу

чого пред'являються спеціальні вимоги до обладнання. Однак висока

тиск визначає і переваги в порівнянні з іншими холодоагентами:

• холодопродуктивність компресора із заданою об'ємною продуктивністю при роботі на вуглекислому газі вище внаслідок високої щільності газу;

• так як крива фазового переходу більш полога в порівнянні з іншими холодоагентами, то втрати тиску в випарники слабо позначаються на зміні температури кипіння. Це дозволяє збільшити масовий витрата холодоагенту через випарник і підвищити ефективність тепловіддачі.

1.3. Холодильні агенти

У 1928 році Томас Мідглі синтезував діфтодіхлорметан, речовина, отримана з метану. Речовина була названа «фреон-12».

У 1987 році в світі було вироблено 1 млн 300 тис. Тонн різних синтетичних холодоагентів. Ці безбарвні, без запаху, нешкідливі для людини і хімічно стабільні речовини дозволили досягати температур до -130 ° С. Синтетичні холодоагенти стали застосовуватися також в якості пропиленів, ефективних розчинників, як ефективний засіб пожежогасіння.

Холодильний агент - робоча речовина холодильної машини, яка при кипінні забирає теплоту від охолоджуваного об'єкта і потім після стиснення передає її охолоджуючої середовищі за рахунок конденсації.

Важливою відмінністю є використання теплоносіїв в одному і тому ж агрегатному стані, в той час, як холодоагенти зазвичай використовують фазовий перехід.

Основними холодильними агентами є аміак, фреони і деякі вуглеводні. Слід розрізняти холодоагенти і кріоагента.

Один з основних питань, що виникають при створенні холодильних машин, вибір холодильних агентів, які сприяли б надійної та економічної роботи машини в заданому температурному діапазоні.

Робочі речовини, призначені для холодильних машин, повинні максимально відповідати таким основним вимогам:

§ Володіти хімічною стабільністю ;

§ Мати допустимі значення робочих тисків ;

§ Не чинити негативних впливів на навколишнє середовище і людину;

§ Бути негорючими і вибухобезпечними;

§ Мати високу ступінь термодинамічної досконалості, велику об'ємну холодопродуктивність;

§ Випускатися промисловістю і мати відносно низьку вартість.

Як правило, в холодильній машині застосовують робочі речовини, що задовольняють лише найбільш важливим вимогам. Крім перерахованих, важливою вимогою, яка пред'являється до холодильних агентам, є безпека експлуатації холодильного обладнання. У холодильних камерах певну небезпеку становлять витоку холодоагенту і їх шкідливий вплив на людей і зберігаються в них продукти.

Розрізняють природні і штучні холодильні агенти. До природних холодоагентів відносяться: аміак (R717), повітря (R729), вода (R718), вуглекислота (R744) та ін., До штучних - хладони (суміші різних фреонів).

За термодинамічних властивостях найкращим природним холодильним агентом вважається аміак. Тому в даний час на великих холодильних установках з помірно низькими температурами (-15 ...- 25 ° С) найбільш поширений аміак. У малих і середніх холодильних машинах і установках використовують хладон-12 і хладон-22.

У холодильних технологіях знаходять все велике застосування природні

холодоагенти, такі як вуглеводні, діоксид вуглецю і аміак. це викликано

обмеженням використання озон руйнуючих речовин відповідно до

Монреальським протоколом 1987 р а також внесенням в нього в 1990-і роки

поправок і коректив, в які були включені додаткові, в тому числі

викликають парниковий ефект холодоагенти.

Аміак є одним з кращих холодильних агентів і в даний час широко використовується в великих холодильних установках. Вуглеводні ще більш вибух пожежонебезпечні, ніж аміак, тому їх доцільно використовувати тільки в дуже малих холодильних машинах або на спеціальних нафтохімічних виробництвах. На цьому тлі, підвищений інтерес до діоксиду вуглецю стає цілком зрозумілим. Таким чином, діоксид вуглецю володіє наступними перевагами: володіє високою об'ємною холодопродуктивністю, не токсичний і безпечний, інертний до матеріалів, дешевий і доступний.

1.4. Класифікація холодильних установок

Холодильні установки - це велика область спеціальних знань, конструкцій і способів отримання низьких температур, від близьких до нуля до глибоко негативних значень. Ці низькі температури створюються в теплоізольованих від навколишнього середовища обсягах.

Установки для отримання низьких температур можна розділити на три групи:

а) встановлення для помірного охолодження (до мінус 1800С);

б) встановлення для вироблення глибокого холоду (до мінус 2700С);

в) установки для досягнення наднизьких температур (нижче мінус 2700С).

Установки для отримання глибокого холоду отримали застосування в експериментальній техніці, а також широко використовуються для скраплення газів і розділення газових сумішей.

Отримання наднизьких температур, близьких до абсолютного нуля, необхідно для деяких апаратів і приладів, які використовуються при вивченні надплинності, надпровідності і в інших фізичних дослідженнях.

Всі типи холодильних установок можна класифікувати по ряду подібних ознак. Кожен з них відображає лише одну характерну особливість установки, тому у визначенні холодильної установки може бути два і більше ознаки. Холодильні установки або станції можуть відрізнятися за такими показниками:

§ За призначенням: стаціонарні та пересувні з централізованим і децентралізованим охолодженням для холодопостачання, теплопостачання, змішаного тепло- і холодопостачання, для акумулювання теплової енергії та її транспорту;

§ По продуктивності: великі - продуктивністю понад 3,0 МВт, середні - до 1,00 МВт, дрібні - до 60 кВт;

§ За режимом роботи: стаціонарні, нестаціонарні, безперервні або циклічні, нестаціонарні з акумулятором теплової енергії.

§ За видом холодильного агента: аміачні, фреонові, метанова, пропанові, вуглекислотні, на сумішах холодильних агентів.

§ По виду охолодження: з безпосереднім, проміжним охолодженням.

§ За принципом дії: на компресорні холодильні машини, що вимагають для виробництва холоду витрати механічної роботи (від парового або електричного приводу) і абсорбція і пароежекторні установки, що вимагають для виробництва холоду витрати тепла.

Основним призначенням холодильних машин є вироблення штучного холоду або відведення тепла від охолоджуваного тіла в навколишнє середовище, що має більш високу температур. За допомогою холодильних установок можна знижувати температуру різних об'єктів або в обмежених обсягах підтримувати більш низьку температуру в порівнянні з навколишнім середовищем.

Роль холодильних машин в промисловості і народному господарстві в даний час дуже значна. Холодильні установки не тільки стали невід'ємним обладнанням харчових підприємств, а й слугує потужним засобом для інтенсифікації процесів в різних галузях техніки: в хімічній промисловості - виробництві пластмас і штучних волокон, на транспорті, особливо в авіації, - для кондиціонування повітря, в машинобудуванні - для низькотемпературної термічної обробки металів, в будівництві - для заморожування ґрунтів. Зараз холод широко застосовується для кондиціонування повітря в театрах, ресторанах, в цехах промислових підприємств, а також в медицині та медичної промисловості, в побуті на торгових базах і в магазинах.

Компресорні холодильні установки.

Найпоширенішими і досягли в конструктивному відношенні високого ступеня досконалості і економічності є поршневі компресорні холодильні машини. У цих машинах як робоче тіло використовуються рідини з низькими температурами кипіння. Робота ідеальної компресорної парової холодильної машини теоретично здійснюється по зворотному циклу Карно.

Основні елементи компресорних холодильних установок - компресори - поділяються на такі основні типи:

1. ротаційні;

2. поршневі;

3. відцентрові;

4. турбокомпресори.

У невеликих або середніх холодильних установках найбільше застосування отримали поршневі компресори.

§ Ротаційні компресори. Існують два основних типи ротаційних компресорів: з катящимся поршнем, у якого вісь вала збігається з віссю циліндра; і з лопатками або пластинами, притискають під дією відцентрової сили до циліндра, у якого ротор обертається навколо власної осі, яка не співпадає з віссю циліндра.

§ Поршневі компресори. Яскраво вираженою тенденцією в сучасному компрессостроеніі для холодильних установок є перехід до швидкохідних вертикальним прямоточним конструкціям. Прямоточним називається компресор, в якому холодоагент переміщається тільки в одному напрямку, тобто з одного боку циліндра засмоктується пар низького тиску, а з іншого виходить стислий пар при високій температурі. Прямоточні компресори допускають менше шкідливий простір, мають значну перетину клапанів, а отже, мають більший індикаторним ККД.

Охолодження парових компресійних машин залежить від температурних умов роботи і різко зменшується при зниженні температури випаровування. Тому одна і та ж холодильна машина має різну холодопроизводительность при високих і низьких температурах випаровування. Крім того, на величину холодопроизводительности впливають перегрів пари при всмоктуванні їх з випарника, а також температури конденсації і переохолодження конденсату.

§ Холодильні турбокомпресори. Турбокомпресор при роботі з загальноприйнятими хладоагентов успішно конкурує з поршневим компресором тільки при великій продуктивності, коли він володіє досить високим ККД, і при низьких температурах випаровування (від - 30 до - 1000С). Однак застосування нових хладоагентов: фреону-11 (СFCl3) і фреону-113 (C2F3Cl3) робить турбокомпресор більш економічним у порівнянні з поршневим компресором і при середній хладопроизводительности.

Переваги турбокомпресора:

§ Прямоточность руху хладоагента;

§ Зручність здійснення багатоступінчастого стискання, а також охолодження стискається агента між групами коліс;

§ Відсутність внутрішньої мастила, завдяки чому теплообмінники не забруднюються маслом і працюють з великим коефіцієнтом теплопередачі і меншими температурними напорами;

§ Відсутність клапанів, які є часто причиною незадовільної роботи поршневої машини;

§ Менша площа, займана компресором в приміщенні.

Принцип дії холодильного турбокомпресора наступний. Пари холодоагенту надходять в робоче колесо, на якому внаслідок відцентрового ефекту підвищується їх натиск, потім вони проходять через дифузор, в якому зменшується їх швидкість і знову підвищується натиск; направляючи пари через проміжний канал на друге робоче колесо і таким чином через ряд інших коліс, насаджених на один вал, представляється можливим стиснути пари холодоагенту до необхідного кінцевого тиску.

Абсорбційні холодильні установки.

Основною перевагою абсорбційних холодильних установок у порівнянні з компресійними є використання для вироблення холоду тепло виття енергії низького і середнього потенціалів, в той час як в компресійних холодильних установках для вироблення холоду використовується електрична або механічна енергія.

Абсорбцією називається процес поглинання пара одного речовини іншим (рідким) речовиною - абсорбентом; при цьому температура абсорбується пара може бути нижче температури абсорбенту. Процес абсорбції може протікати тільки при концентрації пара, рівною або більшою рівноважної концентрації абсорбується пара над абсорбентом.

Для створення холодильного циклу в абсорбційної холодильної установки рідкі абсорбенти повинні з достатньою швидкістю поглинати хладоагент і при однакових тисках температура кипіння їх повинна бути значно вище температури кипіння холодоагенту.

Найбільше застосування отримали водоаміачних абсорбція установки, в яких аміак є хладоагентом, а вода - поглиначем - абсорбентом. Аміак активно абсорбується водою, при 00С в одному об'ємі води розчиняється до 1148 обсягів пароподібного аміаку. Поглинання або абсорбція рідкого аміаку у воді супроводжується значним виділенням тепла (близько 190 ккал на 1 кг аміаку). Ще більшу кількість тепла виділяється при розчиненні у воді парів аміаку, так як при цьому відбувається виділення теплоти пароутворення, в середньому дорівнює 300 ккал / кг.

Абсорбні холодильні установки мають значні перспективи в умовах теплофікації міст і промислових підприємств. Водоаміачних абсорбція установки доцільно застосовувати в наступних випадках: а) якщо можливо отримання холоду на базі використання тепла димових газів; б) якщо потрібні низькі температури хладоагента (від - 30 до - 600С), так як в цих умовах багатоступінчасті компресійні установки за первинними і експлуатаційних витрат поступаються абсорбційним установкам; в) якщо холод потрібно в віддалених пунктах, де немає або недостатньо електроенергії; г) якщо можна використовувати гарячу воду з конденсатора холодильної установки для будь-яких побутових або технологічних цілей, це можливо, наприклад, в м'ясної чи молочної галузях промисловості, що вимагають більшу кількість гарячої води. У цих випадках може виявитися, що для компресорного отримання холоду і гарячої води будуть потрібні менші витрати тепла на абсорбційну установку, ніж для приготування тільки однієї гарячої води.

Аміачні холодильні установки, найпоширеніші і екологічно найбільш чисті, застосовують для холодопостачання підприємств харчової, хімічної, металургійної та інших галузей промисловості. Такі холодильні установки споживають велику кількість електричної енергії. Перед низькотемпературної енергетикою стоїть завдання використати для холодопостачання, особливо централізованого і для великих споживачів, абсорбція холодильні установки, які працюють на вторинних енергоресурсах.

В останні роки набули застосування бромістолітіевие (LiBr + H2O) абсорбція холодильні установки. Принцип дії їх не відрізняється від принципу роботи водоаміачних абсорбційних холодильних установок, з тією лише різницею, що в бромолітіевій установці водяна пара є легко закипаючим компонентом, відганяє в генераторі, а абсорбуючим речовиною є розчин бромистого літію в воді. Бромистий літій має високу температуру кипіння і не відганяється з водяними парами, тому ректифікації не потрібно.

Так як холодильним агентом є вода, яка замерзає при температурі 00С, то такі установки застосовуються зазвичай тільки для отримання холодної води з температурою + (1,7 ÷ 70С) в системах кондиціонування повітря, у виробництві синтетичних волокон і т.д.

Діючі бромістолітіевие холодильні установки мають продуктивність від 0,5 до 10 млн. Ккал / год.

Розглядаючи особливості холодильних установок в залежності від використовуваного чого тіла, слід зазначити, що їх специфіка визначається властивостями хладагентов. Однокомпонентні чисті холодоагенти, що знаходяться в експлуатації в сучасних холодильних установках, добре вивчені, і є достатня кількість рекомендацій, які відображають специфіку холодильних установок. У Монреалі підписано міжнародну угоду (1986 рік), яке вимагає поступового виключення застосування хлорфторуглеводородов в побуті і в промисловості через руйнування озонового шару в атмосфері Землі.

1.5. Головні елементи холодильної установки

Віддільник рідини

Віддільника рідини в холодильному обладнанні призначений для захисту компресора від гідравлічного удару рідкого холодоагенту або масла. Цей елемент холодильного контуру збирає рідкий холодоагент, запобігаючи його попадання в холодильний компресор, яке може статися з боку всмоктування після відтавання випарника або в результаті викиду рідкого холодоагенту з випарника. Віддільника рідини встановлюється в холодильних системах і в кліматичному обладнанні.

Принцип роботи вертикального апарату з приварним еліптичних днищем заснований на різкій зміні напряму і швидкості руху холодоагенту, в результаті якого відбувається відділення пара від частинок рідини. Конструкція виходу з віддільника рідини дозволяє парам холодоагенту надходити в компресор. Робоча речовина в рідкій фазі, залишається на дні віддільника.

Компресор

Компресор є одним з основних елементів холодильної установки. Його основною функцією є всмоктування пароподібного фреону з випарника, стиснення його з метою підвищення тиску і подача пароподібного холодоагенту з високим тиском і температурою в конденсатор.

Основною характеристикою компресора є ступінь стиснення і обсяг холодоагенту, який перекачується компресором. У побутових кондиціонерах використовуються два типи компресорів, що розрізняються за своїм конструктивним виконанням: поршневі і ротаційні компресори. У промислових кондиціонерах крім цих двох типів використовуються різновиди ротаційних компресорів - спіральні і гвинтові вони технологічно більш досконалі і більш потужні, ніж ротаційні.

Поршневі компресори набули найбільшого поширення. У ньому стиснення пароподібного холодоагенту відбувається при зворотно-поступальному русі поршня в циліндрі.

Основними недоліками поршневого компресора є:

по-перше, великі пускові струми, що призводить, як правило, до навмисного збільшення запасу по потужності і підвищеного зносу механічних вузлів і елементів компресора;

по-друге, має місце наявність пульсацій тиску парів фреону на виході з компресора, що також негативно позначається на функціонуванні деталей і вузлів, холодильної машини в цілому.

Ротаційні компресори всмоктування і стиснення пароподібного холодоагенту здійснюють за допомогою ексцентрично насажанную на валу ротора і пластин. Ротаційні бувають двох варіантів: зі стаціонарними пластинами і з обертовими пластинами.

У компресорі зі стаціонарними пластинами на валу встановлений ексцентрик ротор. Нерухомо закріплена в статорі пластина, має можливість переміщатися вертикально і піджимається до ротора пружиною. Пластина розділяє зони високого і низького тиску холодоагенту.

У компресорах з обертовими пластинами використовується ексцентрично насажанную на вал ротор, в тілі якого встановлено дві або більше підпружинені пластини. Пластини утворюють дві зони тиску.

Останнім часом стали широко застосовуватися модифікації ротаційних: спіральні і гвинтові компресори. У технологічному плані вони більш складні, тому вони знаходять поки обмежене застосування в холодильних машинах середньої і великої потужності. Залежно від конструкції компресори бувають герметичними, напівгерметичними і відкритими.

Конденсатор

Конденсатор служить для конденсації парів холодоагенту в рідину. При цьому виділяється велика кількість тепла, яке необхідно постійно відводити від конденсатора.

Теплова енергія конденсатора складається з двох складових:

тепла, поглиненого холодоагентом в випарнику;

тепла, що виробляється компресором при стисненні парів холодоагенту.

Загальна кількість тепла, яке виділяється конденсатором на 30-35% більше холодопроизводительности машини. Найбільшого поширення в побутових кондиціонерах отримали конденсатори з повітряним охолодженням.

Теплообмінник конденсатора виготовляють з мідних або алюмінієвих трубок діаметром від б до 20 мм з ребрами. Ребра трубок теплообмінника виконують з листового алюмінію товщиною 1,0-1,5 мм. Вибір матеріалу теплообмінника диктується: по-перше, високими показниками теплопровідності, по-друге, високу корозійну стійкість і високою технологічністю при механічній обробці. Мідь і алюміній повністю задовольняють всім цим вимогам.

Конденсатори зазвичай мають кілька рядів трубок, розташованих в напрямку проходження потоку охолоджуючого повітря. Швидкість повітряного потоку при цьому становить 1,0-3,5 м / сек. Гідравлічний опір минаючому потоку охолоджуючого повітря повинне бути по можливості мінімальним, при цьому буде потрібно встановлювати вентилятор меншої потужності.

Конденсатори з водяним охолодженням, як правило, застосовуються в холодильних машинах середньої і великої потужності і за своїм конструктивним виконанням бувають:

§ кожухотрубні;

§ теплообмінники типу «труба в трубі»;

§ пластинчасті.

Терморегулюючий вентиль

Терморегулюючі вентилі регулюють впорскування холодоагенту у випарник. Впорскування регулюється перегрівом холодоагенту. У номенклатуру терморегулювальних вентилів входять вентилі різної конструкції, яка визначається конкретним призначенням. Вентилі поставляються з конічними муфтами з мідного сплаву або з біметалічними муфтами з нержавіючої сталі і міді. Діапазон температур: від -60 ° С до +50°С.

Холодоагенти

Холодоагенти - робоча речовина холодильної машини, яка при кипінні і в процесі розширення віднімає теплоту від охолоджуваного об'єкта і потім після стиснення передає її охолоджуючої середовищі за рахунок конденсації. Існує думка, що холодоагенти отруйні. Це помилкове судження склалося через те, що десятки років назад в холодильних установках в якості холодоагенту практично повсюдно використовувався аміак, який дійсно отруйний. У сучасних комерційних холодильних машинах використовуються хлор, фтор вуглеводні. Їх токсичність нормується величиною гранично допустимої концентрації, яка становить 3000 мг / м3 для R22 і більшості інших фреонів. Для порівняння ГДК чадного газу протягом робочого дня в виробничому приміщенні становить всього 20 мг / м3. Різні марки фреонів володіють різними показниками продуктивності в залежності від параметрів холодильної установки. Ціни на фреони також різняться. Оптимальний вибір на основі розрахунків вам допоможуть зробити холодильщик наших партнерів. Найбільш популярними марками фреонів, які використовуються в комерційних холодильних установках, на справжній день є R22, R404a, R507 і інші.

Трубопроводи, запірна арматура і теплоізоляція

Трубопроводи призначені для переміщення рідкого і газоподібного холодоагенту між вузлами і агрегатами холодильної системи. У холодильній техніці по ряду причин в основному застосовуються мідні трубопроводи. Від якості труби безпосередньо залежить надійність і термін нормальної експлуатації вашої холодильної установки, а також витрати на ремонт і обслуговування. Тому ми настійно рекомендуємо вам вимагати від проектних і монтажних організацій використовувати у вашій холодильній установці трубу європейських виробників.

Запірна арматура використовується зокрема для відключення різних вузлів і споживачів (вітрин, камер, конденсаторів) від основного контуру холодильної установки для ремонту і обслуговування. Більша кількість запірних вентилів у потрібних місцях трубопроводу дозволить знизити втрати холодоагенту в разі витоків, дасть можливість обслуговувати окремі елементи розгалуженої системи без відключення всієї холодильної машини, а, значить без зупинки процесу торгівлі. Це дозволить вам в майбутньому скоротити свої витрат.

По ділянці трубопроводу від випарника до компресора рухається охолоджений холодоагент. В результаті чого в залежності від температури дану ділянку може обмерзати або покриватися конденсатом. Щоб уникнути цього процесу дана ділянка трубопроводу необхідно тепло ізолювати. Ми рекомендуємо використовувати теплоізоляцію зі спіненого каучуку яка не підтримує горіння, як оптимальну за такими показниками як екологічність, показники теплопровідності і володіє рядом інших переваг перед теплоізоляційними матеріалами зі спіненого поліетилену.

1.6. Цикл, схема проекту.

Дана схема працює за методом прямого скраплення. Метод прямого скраплення реалізується в зворотному термодинамічному циклі скраплення випаровується з вантажного танка вантажу. При цьому в якості холодильного агента використовуються пари вантажу у відкритому циклі. Найпростіша схема установки безпосередній реконденсації представлена ​​на малюнку.

Випаровується в вантажному танку газ засмоктується компресор 3 через віддільника рідини 2 і стискається до тиску конденсації, що визначається температурою забортної води. Далі стиснений газ через масловіддільник 4 проступає в конденсатор 5 і конденсується в ньому. Сконденсований газ проступає в ресивер 6, а звідти через регулюючий вентиль 7 дроселюється в вантажний танк. На схемі зображено для простоти одноступінчастий компресор. При відношенні тисків Pк / Pи, що перевищує 8, встановлюють двоступеневий компресор.

Вже згадана схема найбільш компактна, не вимагає вахтового обслуговування і має найбільш низькі значення початкової вартості і експлуатаційних витрат. Однак ці установки мають істотні недоліки. Наявність підвищеного тиску в системі повторного зрідження створює потенційну можливість витоку газу в компресорному відділенні і освіти вибухонебезпечних сумішей. Крім того, мастило компресора, потрапляючи в вантаж, що перевозиться, забруднює його, що в певний випадках неприпустимо. Самі компресори працюють в більш важких умовах: наявність летючих компонентів в газі сприяє підвищенню тиску і температури нагнітання, рідкі формації важких компонентів, потрапляючи в картер, розбавляють мастило. Деякі вуглеводні (бутадієн) викликають утворення смолистих опадів. Такі забруднення засмічують арматуру, осідають на клапанах і виводять з ладу прилади автоматики.

На представленій схемі діюча установка повторного зрідження, що працює за прямим методом зрідження. Вона використовується на багатоцільових газовозах, призначених для перевезення СНД і на метановозами для часткового зрідження (35%) природного газу. Установка може працювати в двох режимах.

1.Режим повного зрідження СНД.

Пари газу з вантажний ємності 7 відсмоктуються через повітронагрівач 5 (тут він нагрівається) підтискає компресор 11 і подаються до одного з дожимающих компресорів 1 або 4. В дожимающих компресорі газ стискається з проміжним охолодженням 2 до тиску конденсації і пропадає в конденсатор 3. Сконденсований в конденсаторі газ надходить в повітронагрівач 5, переохолоджується в ньому до температури близької до температури у вантажному трюмі і надходить в ресивер 6. З ресивера переохолоджену рідкий газ дроселюється в дросельному поплавковому клапані до тиску в вантажний ємності і надходить у вантажній трюм. Він виробляє пар для парової турбіни 12 приводу підтискає компресора 11. При перевезенні СНД котел 8 працює на рідкому паливі.

2.Режим часткового зрідження природного газу.

Природний газ відсмоктується з танка 7 через трехпотоковий повітронагрівач 10 (тут він нагрівається за рахунок теплоти часткової конденсації природного газу) підтискає компресора 11 і стискається в ньому до тиску 0,2 Мпа, при якому можлива подача газу в топку котла 8. Далі близько 55 % газу направляється в топку котла 8, а решта частина стискається двоступінчастим компресором 1 або 4 до тиску 4,2 Мпа. Під таким тиском природний газ проходить повітронагрівач 10, де конденсується і частково переохолоджується, а потім дроселюється до тиску 0,2 Мпа. Новоутворена п парорідинна суміш надходить в ресивер 9, де розділяється: утворився при дроселюванні пар направляється через регенеративний теплообменік10 в топку котла, а залишилася рідина дроселює до атмосферного тиску в дросельному поплавковому клапані і надходить в грозовий танк 7.

1.7. Обґрунтування обраного конструктивного рішення

Розділ 2. Аналітична частина.

2.1. Розрахунок холодопродуктивності

2.2. Тепловий розрахунок холодильної установки

2.3. Розрахунок елементів холодильної установки

2.4. Підбір елементів холодильної установки

Розділ 3. Економічна частина.

3.1. Розрахунок капітальних вкладень

3.2. Маркетингове обґрунтування

3.3. Розрахунок експлуатаційних витрат і собівартості виробництва холоду

3.4. Основні техніко-економічні показники проекту

Розділ 4. Охорона праці.

4.1. Охорона праці

4.2. Навчання і інструктаж.

4.3. Безпека на морському транспорті.

4.4. Організація пожежної безпеки судна.

Розділ 5. Екологія

5.1. Парниковий ефект

Проблема парникового ефекту

Багаторічні спостереження показують, що в результаті господарської діяльності змінюється газовий склад і запиленість нижніх шарів атмосфери. З розораних земель під час пилових бур піднімаються в повітря мільйони тон частинок ґрунту. При розробці корисних копалин, при виробництві цементу, при внесенні добрив і тертя автомобільних шин об дорогу, при спалюванні палива і викид відходів промислових виробництв в атмосферу потрапляє велика кількість зважених частинок різноманітних газів. Визначення складу повітря показують, що зараз в атмосфері Землі вуглекислого газу стало на 25% більше, ніж 200 років тому. Це, безумовно, результат господарської діяльності людини, а також вирубування лісів, зелене листя яких поглинають вуглекислий газ.

З підвищенням концентрації вуглекислого газу в повітрі пов'язаний парниковий ефект, який проявляється в нагрівання внутрішніх шарів атмосфери Землі. Це відбувається тому, що атмосфера пропускає основну частину випромінювання Сонця. Частина променів поглинається і нагріває земну поверхню, а від неї нагрівається атмосфера. Інша частина променів відбивається від поверхні Планети і це випромінювання поглинається молекулами вуглекислого газу, що сприяє підвищенню середньої температури Планети.

Дія парникового ефекту аналогічно дії скло в теплиці або парнику (від цього виникла назва "парниковий ефект").

Охорона навколишнього природного середовища та раціональне використання природних ресурсів - одна з актуальних глобальних проблем сучасності. Її рішення нерозривно пов'язане з боротьбою за мир на Землі, за запобігання ядерної катастрофи, роззброєння, мирне співіснування і взаємовигідне співробітництво держав.

Проблема вуглекислоти

Безумовно, найважливішим з парникових газів є двоокис вуглецю. Його основним джерелом служать процеси спалювання органічного палива (вугілля, газ, нафта і продукти її переробки, горючі сланці, дрова). За рахунок цього в атмосферу надходить до 80% двоокису вуглецю. Існує досить велика кількість прогнозів розвитку енергетики. Однак їх точність залишає бажати кращого. У своїй більшості прогнози дають явно завищені оцінки порівняно з реальними цифрами світового енергоспоживання.

Серед стоять перед людством глобальних екологічних проблем проблема СО2 - одна з найбільш дискусійних. Багато хто вважають її удаваною, надуманою. І дійсно, поки немає реальних ознак потепління клімату, яке прогнозується деякими кліматологами і фізиками. Потепління, на їх думку, має наступити через збільшення парникового ефекту, який, у свою чергу виникає в результаті накопичення в атмосфері вуглекислого газу антропогенного походження.

У четвертинний період, включаючи й наш час, вміст СО2 в повітрі характеризуються дуже малими величинами. У Х1Х ст. вміст СО2 в повітрі також було значно нижче сучасного. За останній час на земній кулі темпи накопичення цього газу в атмосфері безпрецедентно високі.

Багато сторони процесу глобального потепління можуть бути сприятливими для людства (підвищення продуктивності рослин, розширення можливостей господарського використання територій з холодним кліматом і т. д.). Однак слід враховувати неминучість ряду труднощів, які виникнуть у зв'язку із цим процесом. Головна з них - необхідність у відносно короткий термін пристосувати багато галузей господарської діяльності до умов мінливого клімату і інших компонентів природного середовища".

На думку фізика в. І. Лебедєва, збільшення концентрації СО2 в повітрі взагалі не повинно позначитися на земному кліматі, тоді як продуктивність наземної рослинності, і зокрема зернових, буде підвищуватися.

Фізик Б. М. Смирнов також вказує на можливість збільшення врожаїв. У зв'язку з цим накопичення вуглекислого газу в атмосфері їм розглядається як фактор, сприятливий для людства.

Питання про збільшення продуктивності наземних рослин в результаті зростання концентрації СО2 у повітрі, проте, далеко не так простий, як про це пишуть автори оптимістичних прогнозів.

Швидше за все невірні ті твердження деяких фізиків, що біосфера вже зараз виконує функцію буфера і асимілює тим більше СО2, чим більше його надходить у атмосферу. Біосфера поки не виконує такої функції. Навпаки, під дією зростаючого антропогенного навантаження вона руйнується і стає джерелом величезних кількостей СО2.

Песимістичні прогнози наслідків антропогенного потепління клімату засновані на уявленні про існування динамічної рівноваги між усіма компонентами природного середовища та небезпеки порушення цієї рівноваги. Зокрема, антропогенне потепління клімату і пов'язане з ним зменшення, а потім і зникнення мас снігу і льоду в високих широтах і на полюсах Землі значно послаблять меридіональну атмосферну циркуляцію і, як наслідок цього, зволоження материків. Якими б не були наслідки збільшення СО2 в повітрі, їх позитивний ефект не йде ні в яке порівняння з від'ємним (танення материкових льодовиків і деградація багаторічної мерзлоти), який неминучий у випадку "антропогенного перегріву" Землі.

Як вже зазначалося, за останні 250-300 років рівень Світового океану підвищувався в середньому на 1 мм в рік. У 20-х роках ХХ ст. піднесення його досяг 1,4-1,5 мм у рік, що еквівалентно щорічному збільшенню океанічної водної маси на 520-540 куб. км. Передбачається, що в 20-х роках ХХ1 ст. швидкість підвищення океанічного рівня перевищить 0,5 см в рік.

Найбільш значні масштаби прогнозоване антропогенне потепління клімату повинно мати в Арктиці і Субарктиці. Тут вже на початку ХХ1 ст. може відбутися деградація багаторічної мерзлоти і осідання вкритих кригою порід. Всім містам, селищам і комунікацій, побудованим на таких породах, загрожує руйнування.

Є всі підстави думати, що радикальні кліматичні зміни і відповідна їм деградація льодовиків будуть супроводжуватися також порушенням режиму процесів, що йдуть в глибинах Землі. Внаслідок танення льодовиків і перерозподілу водних мас від полюсів до низьких широт швидкість обертання Землі буде сповільнюватися на незначну величину. Тим не менш, це повинно викликати зміна її форми. Сплюснутість землі дещо зменшиться. В середніх і низьких широтах повинні вирости напруги стиснення. Чи зможуть імпульси додаткового стиснення, викликані антропогенним фактором, стимулювати вулканізм та землетрусу в Тихоокеанському поясі, Середземномор'ї і в інших подібних районах?

Якщо у зв'язку з розпадом Західно-антарктичного льодовикового щита стовп води в океані швидко виросте на 5-7 м, то цього може виявитися достатньо для активізації сейсмовулканических процесів у найбільш "чутливих" до зміни навантаження ділянках океану.

Підтоплення околиць материків і зміна географії їх вологих і посушливих зон позначаються і на підземній "гідросфері". Не будуть підняття і опускання земної кори в зонах нарощування та зменшення природних водонапірних горизонтів супроводжуватися порушенням сейсмічної активності? Дані про антропогенних осідання і підняттях земної поверхні, збуджуючих сейсмічність, свідчать про ймовірність таких подій.

Динамічна рівновага між земними оболонками, яке підтримується повільно йдуть геологічними і географічними процесами, може порушитися катастрофічно швидко, протягом сотень років. Таке порушення, безсумнівно, завдасть величезної шкоди світовому господарству, хоча технічний геній людства, напевно, зможе протистояти йому. Отже, чим раніше буде вжито заходів протидії збільшення концентрації атмосферного СО2, тим краще буде для біосфери і людини.

Причини зростання концентрації вуглекислоти

До недавнього часу більшість дослідників вважали спалювання викопного палива чи не єдиною причиною зростання вмісту СО2 в повітрі в Х1Х і ХХ ст.

Сьогодні серед процесів, що порушують редукцію ґрунтово-рослинного покриву суші стоять такі, як: 1) зведення лісів; 2) землеробство; 3) перевипас і ряд інших порушень.

Зведення лісів при будівництві. гірських розробках, створенні водосховищ і особливо перетворення лісових земель у сільськогосподарські вважається найважливішим процесом, що веде до невідновної втрат органічної речовини біосфери. 25% міститься в атмосфері вуглекислого газу зобов'язані своєю присутністю цього процесу. Зведення лісів і спалювання палива за масштабами продукованого СО2 зараз приблизно врівноважують один одного.

Дигресія лісів відбувається при надмірному використанні для відпочинку та туризму, при забрудненні повітря і в ряді інших випадків (інтенсивна пастьба, підтоплення місцевості, осушення прилеглих боліт та ін). Спостереженнями встановлено, що навіть незначна за часом навантаження викликає зміни у ґрунтово-рослинному покриві, порівнянні з тими, які відбуваються при тривалому використанні. Механічне пошкодження дерев призводить до розвитку хвороби і шкідників. При масовому відвідуванні лісів гинуть нижні яруси рослинності, витоптується ґрунтова підстилка і страждає гумусовий горизонт. Так, на стоянках та майданчиках для відпочинку в лісі запаси органічної речовини в ґрунті знижуються на 50% і більш.

Досить відчутно виродження лісів при значному забрудненні повітря. Летюча зола, вугільна і коксовий пил закупорюють пори листя, зменшують доступ світла до рослин і послаблюють процес асиміляції. Забруднення грунту викидами пилу металів, миш'яковистої пилом у поєднанні з суперфосфатом або сірчаною кислотою отруює кореневу систему рослин, затримуючи її ріст. Токсичний для рослин і сірчистий ангідрит. Повністю знищується рослинність під впливом димів і газів мідеплавильних комбінатів в безпосередній близькості від них. Збиток рослинного покрову, і в першу чергу лісів, наноситься при випаданні кислих опадів в результаті розносу сполук сірки на сотні і тисячі кілометрів. Регіональне деструктивний вплив на лісові ґрунти мають кислі опади. Відчутне зменшення біомаси лісів відбувається, мабуть, і з-за пожеж.

Землеробство в наш час - потужний процес, що веде до швидкого зменшення запасів гумусу в ґрунтах і виділення СО2. Найбільше гумусу втрачається в результаті сильної ерозії і видування.

Крім цього, оброблювані землі втрачають гумус з-за його окислення при розчахуванні ґрунту і випалюванні рослинності при підсічної-вогневої системи землеробства. Постійна втрата гумусу ґрунтами помічена, коли в них виснажуються запаси азоту, не заповнюють добривами.

У розвинутих країнах у наш час азотне виснаження ґрунтів компенсується внесенням мінеральних азотних добрив і посівами бобових культур.

Надлишкова пастьба в тундрах, лісах, на луках і особливо на посушливих землях призводить до їх руйнування. В даний час особливо великої шкоди завдає земель Африки. Євразії, Латинської Америки та Австралії. Одночасно з опустыниваемых площ поступово віддаляється ґрунт з її органічною речовиною.

Осушення боліт призводить до окислення частини накопиченого в торфовищах органічної речовини. Крім того, при видаленні метрового шару болотних вод з площі в 1 га додатково вивільняються і окислюються десятки тон розчиненої органічної речовини.

Зрошення земель також в ряді випадків призводить до втрат ґрунту в результаті іригаційної ерозії. У той же час правильна меліорація бідних пустельних земель, навпаки, захід, яке збільшує ресурси органічного речовини у ґрунті. В даний час щорічно 0,2-0,3 млн. га зрошуваних земель перетворюються в пустищі через засолення і заболочення. Після цього вони найчастіше швидко руйнуються.

Будівництво та зростання міст, створення комунікацій і гірські розробки ведуть, як правило, до повного руйнування ґрунтово-рослинного покриву, хоча потім на частини охоплених цими процесами територій створюються культурні ґрунти і рослинність. Це лише частково компенсує втрати органічної речовини. В даний час розмах будівництва міст і комунікацій і видобуток корисних копалин збільшуються так швидко, що кілька десятків мільйонів гектарів суші будуть представляти собою землі, порушені гірничими розробками. Очевидно, не буде перебільшенням вважати, що щорічно будівельні роботи та гірський видобуток руйнують ґрунтово-рослинний покрив на площі 5-10 млн. га, що веде до убутку запасів органічної речовини біосфери, яка обчислюється десятками і сотнями тон в сухому вазі з 1га. Навіть самий обережний підрахунок повинен дати сумарну цифру щорічних втрат в кілька сотень мільйонів тон органічної речовини.

Наслідки парникового ефекту:

1. Якщо температура на Землі буде і надалі підвищуватися, це матиме серйозний вплив на світовий клімат.

2. У тропіках буде випадати більше опадів, так як додаткове тепло підвищить вміст водяної пари в повітрі.

3. У посушливих районах дощі стануть ще більш рідкісними, і вони перетворяться на пустелі в результаті чого людям і тваринам доведеться їх покинути.

4. Температура морів, також зросте, що призведе до затоплення низинних областей узбережжя і до збільшення числа сильних штормів.

5. Підвищення температури на Землі може викликати підняття рівня моря так як:

а) вода, нагріваючись стає менш щільною і розширюється, розширення морської води призведе до загального підвищення рівня моря;

б) підвищення температури може розтопити частина багаторічних льодів, що покривають деякі райони суші, наприклад, Антарктиду або високі гірські ланцюги.

Утворилася вода в кінцевому підсумку стече у моря, підвищивши їх рівень. Слід, однак, зауважити, що танення льоду, плаваючого в морях, не викличе підвищення рівня моря. Крижаний покрив Арктики являє собою величезний шар плавучого льоду. Подібно Антарктиді, Арктика також оточена безліччю айсбергів.

Кліматологи підрахували, що якщо розтануть гренландський та антарктичні льодовики, рівень Світового океану підвищиться на 70-80 м.

6. Скоротяться житлові землі.

7. Порушиться водосолевой баланс океанів.

8. Зміняться траєкторії руху циклонів і антициклонів.

9. Якщо температура на Землі підвищиться, багато тварини не зможуть адаптуватися до кліматичних змін. Багато рослини загинуть від нестачі вологи і тваринам доведеться переселитися в інші місця у пошуках їжі і води. Якщо підвищення температури призведе до загибелі багатьох рослин, то слідом за ними вимруть і багато видів тварин.

Крім негативних наслідків глобального потепління, можна відзначити кілька позитивних На перший погляд більш теплий клімат представляється благом, так як можуть зменшиться рахунки за опалення і збільшення тривалості вегетаційного сезону у середніх і високих широтах. Збільшення концентрації діоксиду вуглецю може прискорити фотосинтез.

Однак, потенційний виграш у врожайності може бути знищений збитком від хвороб, викликаних шкідливими комахами, оскільки підвищення температури прискорить їх розмноження. Ґрунту в деяких областях виявляться малопридатними для вирощування основних культур. Глобальне потепління прискорило б, ймовірно, розкладання органічної речовини в ґрунтах, що призвело б до додаткового надходження в атмосферу діоксиду вуглецю і метану і прискорило парниковий ефект.

Екологічне прогнозування

В даний час обговорюються різні заходи, які могли б перешкодити наростаючому "антропогенному перегріву" Землі. Існує пропозиція витягувати надлишок СО2 з повітря, скраплювати і нагнітати в глибоководні шари океану, використовуючи його природну циркуляцію. Інша пропозиція полягає в тому, щоб розсіювати в стратосфері дрібні крапельки сірчаної кислоти і зменшувати тим самим прихід сонячної радіації на земну поверхню.

Величезні масштаби антропогенного редукції біосфери вже зараз дають підставу вважати, що рішення проблеми СО2 має здійснюватися шляхом "лікування" самої біосфери, тобто відновлення ґрунтового і рослинного покриву з максимальними запасами органічної речовини всюди, де це можливо. Одночасно повинен бути посилений пошук, спрямований на заміну викопного палива іншими джерелами енергії, в першу чергу екологічними нешкідливими, не вимагають витрати кисню, ширше використовувати водну, вітрову енергію, а для подальшої перспективи - енергію реакцію речовини і антиречовини.

Відомо, що не буває лиха без добра, і ось вийшло так, що нинішній промисловий спад в країні виявився корисний - екологічно. Зменшилися обсяги виробництва. і, відповідно, зменшилася кількість шкідливих викидів у атмосферу міст.

Шляхи вирішення проблеми чистого повітря цілком реальна. Перший - боротьба з скороченням рослинного покриву Землі, планомірне збільшення в його складі спеціально підібраних порід, очищають повітря від шкідливих домішок. В Інституті біохімії рослин експериментально доведено, що багато рослини здатні засвоювати з атмосфери такі шкідливі для людини компоненти, як алкани і ароматичні вуглеводні, а також карбонільні сполуки, кислоти, спирти, ефірні олії та інші.

Велике місце в боротьбі з забрудненням атмосфери належить зрошенню пустель та організації тут культурного землеробства, створення потужних лісозахисних смуг. Належить провести величезну роботу щодо зменшення та повного припинення викиду в атмосферу диму та інших продуктів згоряння. Все більш нагальними стають пошуки технології для "без трубних" промислових підприємств, що працюють по замкненій технологічній схемі - з використанням всіх відходів виробництва.

Діяльність людини настільки грандіозна за розмаху, що вже набула глобального природообразующий масштаб. Досі ми переважно шукали, як можна більше взяти у природи. Пошук у цьому напрямку буде продовжуватися. Але настає пора настільки ж цілеспрямовано попрацювати і над тим, як віддати природі те, що ми у неї забираємо. Немає сумніву, що геній людства здатний вирішити і цю грандіозну задачу. Шляхи зниження впливу парникового ефекту на стан клімату Землі

Головну міру щодо попередження глобального потепління можна сформулювати так: знайти новий вид палива або поміняти технологію використання нинішніх видів палива. Це означає, що необхідно:

- зменшити споживання викопного палива. Різко скоротити використання вугілля і нафти, які виділяють на 60 % більше діоксиду вуглецю на одиницю виробленої енергії, ніж будь-яке інше викопне паливо в цілому;

- використовувати речовини (фільтри, каталізатори) для видалення діоксиду вуглецю з викиду димових труб углесжигающих електростанцій і заводських топок, а також автомобільних вихлопів;

- підвищити енергетичний коефіцієнт корисної дії;

- вимагати, щоб у нових будинках використовувалися більш ефективні системи опалення та охолодження;

- збільшити використання сонячної, вітрової та геотермальної енергії;

- істотно уповільнити вирубку і деградацію лісових масивів;

- видалити з прибережних територій резервуари для зберігання небезпечних речовин;

- розширити площі існуючих заповідників і парків;

- створити закони, які забезпечують попередження глобального потепління;

- виявляти причини глобального потепління, спостерігати за ними і усувати їх наслідки.

Повністю знищити парниковий ефект не можна. Вважають, що якби не парниковий ефект, середня температура на земній поверхні склала б - 15 градусів за Цельсієм.

Я вважаю, що зараз всі сили треба кинути на те, щоб на кожному виробництві був розроблений замкнутий цикл, тобто щоб нічого не викидалося ні повітря, ні в річки, а все перероблялося і використовувалося. Від цього всі тільки виграють. Держава отримає додаткову продукцію, а люди будуть дихати чистим повітрям.

Ймовірно, перспектива парникового ефекту може стати каталізатором світового усвідомлення термінової необхідності початку дій по захисту нашої Землі.

5.2. Кіотський протокол

Проблема парникового ефекту

Багаторічні спостереження показують, що в результаті господарської діяльності змінюється газовий склад і запиленість нижніх шарів атмосфери. З розораних земель під час пилових бур піднімаються в повітря мільйони тон частинок ґрунту. При розробці корисних копалин, при виробництві цементу, при внесенні добрив і тертя автомобільних шин об дорогу, при спалюванні палива і викид відходів промислових виробництв в атмосферу потрапляє велика кількість зважених частинок різноманітних газів. Визначення складу повітря показують, що зараз в атмосфері Землі вуглекислого газу стало на 25% більше, ніж 200 років тому. Це, безумовно, результат господарської діяльності людини, а також вирубування лісів, зелене листя яких поглинають вуглекислий газ.

З підвищенням концентрації вуглекислого газу в повітрі пов'язаний парниковий ефект, який проявляється в нагрівання внутрішніх шарів атмосфери Землі. Це відбувається тому, що атмосфера пропускає основну частину випромінювання Сонця. Частина променів поглинається і нагріває земну поверхню, а від неї нагрівається атмосфера. Інша частина променів відбивається від поверхні Планети і це випромінювання поглинається молекулами вуглекислого газу, що сприяє підвищенню середньої температури Планети.

Дія парникового ефекту аналогічно дії скло в теплиці або парнику (від цього виникла назва "парниковий ефект").

Охорона навколишнього природного середовища та раціональне використання природних ресурсів - одна з актуальних глобальних проблем сучасності. Її рішення нерозривно пов'язане з боротьбою за мир на Землі, за запобігання ядерної катастрофи, роззброєння, мирне співіснування і взаємовигідне співробітництво держав.

Проблема вуглекислоти

Безумовно, найважливішим з парникових газів є двоокис вуглецю. Його основним джерелом служать процеси спалювання органічного палива (вугілля, газ, нафта і продукти її переробки, горючі сланці, дрова). За рахунок цього в атмосферу надходить до 80% двоокису вуглецю. Існує досить велика кількість прогнозів розвитку енергетики. Однак їх точність залишає бажати кращого. У своїй більшості прогнози дають явно завищені оцінки порівняно з реальними цифрами світового енергоспоживання.

Серед стоять перед людством глобальних екологічних проблем проблема СО2 - одна з найбільш дискусійних. Багато хто вважають її удаваною, надуманою. І дійсно, поки немає реальних ознак потепління клімату, яке прогнозується деякими кліматологами і фізиками. Потепління, на їх думку, має наступити через збільшення парникового ефекту, який, у свою чергу виникає в результаті накопичення в атмосфері вуглекислого газу антропогенного походження.

У четвертинний період, включаючи й наш час, вміст СО2 в повітрі характеризуються дуже малими величинами. У Х1Х ст. вміст СО2 в повітрі також було значно нижче сучасного. За останній час на земній кулі темпи накопичення цього газу в атмосфері безпрецедентно високі.

Багато сторони процесу глобального потепління можуть бути сприятливими для людства (підвищення продуктивності рослин, розширення можливостей господарського використання територій з холодним кліматом і т. д.). Однак слід враховувати неминучість ряду труднощів, які виникнуть у зв'язку із цим процесом. Головна з них - необхідність у відносно короткий термін пристосувати багато галузей господарської діяльності до умов мінливого клімату і інших компонентів природного середовища".

На думку фізика в. І. Лебедєва, збільшення концентрації СО2 в повітрі взагалі не повинно позначитися на земному кліматі, тоді як продуктивність наземної рослинності, і зокрема зернових, буде підвищуватися.

Фізик Б. М. Смирнов також вказує на можливість збільшення врожаїв. У зв'язку з цим накопичення вуглекислого газу в атмосфері їм розглядається як фактор, сприятливий для людства.

Питання про збільшення продуктивності наземних рослин в результаті зростання концентрації СО2 у повітрі, проте, далеко не так простий, як про це пишуть автори оптимістичних прогнозів.

Швидше за все невірні ті твердження деяких фізиків, що біосфера вже зараз виконує функцію буфера і асимілює тим більше СО2, чим більше його надходить у атмосферу. Біосфера поки не виконує такої функції. Навпаки, під дією зростаючого антропогенного навантаження вона руйнується і стає джерелом величезних кількостей СО2.

Песимістичні прогнози наслідків антропогенного потепління клімату засновані на уявленні про існування динамічної рівноваги між усіма компонентами природного середовища та небезпеки порушення цієї рівноваги. Зокрема, антропогенне потепління клімату і пов'язане з ним зменшення, а потім і зникнення мас снігу і льоду в високих широтах і на полюсах Землі значно послаблять меридіональну атмосферну циркуляцію і, як наслідок цього, зволоження материків. Якими б не були наслідки збільшення СО2 в повітрі, їх позитивний ефект не йде ні в яке порівняння з від'ємним (танення материкових льодовиків і деградація багаторічної мерзлоти), який неминучий у випадку "антропогенного перегріву" Землі.

Як вже зазначалося, за останні 250-300 років рівень Світового океану підвищувався в середньому на 1 мм в рік. У 20-х роках ХХ ст. піднесення його досяг 1,4-1,5 мм у рік, що еквівалентно щорічному збільшенню океанічної водної маси на 520-540 куб. км. Передбачається, що в 20-х роках ХХ1 ст. швидкість підвищення океанічного рівня перевищить 0,5 см в рік.

Найбільш значні масштаби прогнозоване антропогенне потепління клімату повинно мати в Арктиці і Субарктиці. Тут вже на початку ХХ1 ст. може відбутися деградація багаторічної мерзлоти і осідання вкритих кригою порід. Всім містам, селищам і комунікацій, побудованим на таких породах, загрожує руйнування.

Є всі підстави думати, що радикальні кліматичні зміни і відповідна їм деградація льодовиків будуть супроводжуватися також порушенням режиму процесів, що йдуть в глибинах Землі. Внаслідок танення льодовиків і перерозподілу водних мас від полюсів до низьких широт швидкість обертання Землі буде сповільнюватися на незначну величину. Тим не менш, це повинно викликати зміна її форми. Сплюснутість землі дещо зменшиться. В середніх і низьких широтах повинні вирости напруги стиснення. Чи зможуть імпульси додаткового стиснення, викликані антропогенним фактором, стимулювати вулканізм та землетрусу в Тихоокеанському поясі, Середземномор'ї і в інших подібних районах?

Якщо у зв'язку з розпадом Західно-антарктичного льодовикового щита стовп води в океані швидко виросте на 5-7 м, то цього може виявитися достатньо для активізації сейсмовулканических процесів у найбільш "чутливих" до зміни навантаження ділянках океану.

Підтоплення околиць материків і зміна географії їх вологих і посушливих зон позначаються і на підземній "гідросфері". Не будуть підняття і опускання земної кори в зонах нарощування та зменшення природних водонапірних горизонтів супроводжуватися порушенням сейсмічної активності? Дані про антропогенних осідання і підняттях земної поверхні, збуджуючих сейсмічність, свідчать про ймовірність таких подій.

Динамічна рівновага між земними оболонками, яке підтримується повільно йдуть геологічними і географічними процесами, може порушитися катастрофічно швидко, протягом сотень років. Таке порушення, безсумнівно, завдасть величезної шкоди світовому господарству, хоча технічний геній людства, напевно, зможе протистояти йому. Отже, чим раніше буде вжито заходів протидії збільшення концентрації атмосферного СО2, тим краще буде для біосфери і людини.

Причини зростання концентрації вуглекислоти

До недавнього часу більшість дослідників вважали спалювання викопного палива чи не єдиною причиною зростання вмісту СО2 в повітрі в Х1Х і ХХ ст.

Сьогодні серед процесів, що порушують редукцію ґрунтово-рослинного покриву суші стоять такі, як: 1) зведення лісів; 2) землеробство; 3) перевипас і ряд інших порушень.

Зведення лісів при будівництві. гірських розробках, створенні водосховищ і особливо перетворення лісових земель у сільськогосподарські вважається найважливішим процесом, що веде до невідновної втрат органічної речовини біосфери. 25% міститься в атмосфері вуглекислого газу зобов'язані своєю присутністю цього процесу. Зведення лісів і спалювання палива за масштабами продукованого СО2 зараз приблизно врівноважують один одного.

Дигресія лісів відбувається при надмірному використанні для відпочинку та туризму, при забрудненні повітря і в ряді інших випадків (інтенсивна пастьба, підтоплення місцевості, осушення прилеглих боліт та ін). Спостереженнями встановлено, що навіть незначна за часом навантаження викликає зміни у ґрунтово-рослинному покриві, порівнянні з тими, які відбуваються при тривалому використанні. Механічне пошкодження дерев призводить до розвитку хвороби і шкідників. При масовому відвідуванні лісів гинуть нижні яруси рослинності, витоптується ґрунтова підстилка і страждає гумусовий горизонт. Так, на стоянках та майданчиках для відпочинку в лісі запаси органічної речовини в ґрунті знижуються на 50% і більш.

Досить відчутно виродження лісів при значному забрудненні повітря. Летюча зола, вугільна і коксовий пил закупорюють пори листя, зменшують доступ світла до рослин і послаблюють процес асиміляції. Забруднення грунту викидами пилу металів, миш'яковистої пилом у поєднанні з суперфосфатом або сірчаною кислотою отруює кореневу систему рослин, затримуючи її ріст. Токсичний для рослин і сірчистий ангідрит. Повністю знищується рослинність під впливом димів і газів мідеплавильних комбінатів в безпосередній близькості від них. Збиток рослинного покрову, і в першу чергу лісів, наноситься при випаданні кислих опадів в результаті розносу сполук сірки на сотні і тисячі кілометрів. Регіональне деструктивний вплив на лісові ґрунти мають кислі опади. Відчутне зменшення біомаси лісів відбувається, мабуть, і з-за пожеж.

Землеробство в наш час - потужний процес, що веде до швидкого зменшення запасів гумусу в ґрунтах і виділення СО2. Найбільше гумусу втрачається в результаті сильної ерозії і видування.

Крім цього, оброблювані землі втрачають гумус з-за його окислення при розчахуванні ґрунту і випалюванні рослинності при підсічної-вогневої системи землеробства. Постійна втрата гумусу ґрунтами помічена, коли в них виснажуються запаси азоту, не заповнюють добривами.

У розвинутих країнах у наш час азотне виснаження ґрунтів компенсується внесенням мінеральних азотних добрив і посівами бобових культур.

Надлишкова пастьба в тундрах, лісах, на луках і особливо на посушливих землях призводить до їх руйнування. В даний час особливо великої шкоди завдає земель Африки. Євразії, Латинської Америки та Австралії. Одночасно з опустыниваемых площ поступово віддаляється ґрунт з її органічною речовиною.

Осушення боліт призводить до окислення частини накопиченого в торфовищах органічної речовини. Крім того, при видаленні метрового шару болотних вод з площі в 1 га додатково вивільняються і окислюються десятки тон розчиненої органічної речовини.

Зрошення земель також в ряді випадків призводить до втрат ґрунту в результаті іригаційної ерозії. У той же час правильна меліорація бідних пустельних земель, навпаки, захід, яке збільшує ресурси органічного речовини у ґрунті. В даний час щорічно 0,2-0,3 млн. га зрошуваних земель перетворюються в пустищі через засолення і заболочення. Після цього вони найчастіше швидко руйнуються.

Будівництво та зростання міст, створення комунікацій і гірські розробки ведуть, як правило, до повного руйнування ґрунтово-рослинного покриву, хоча потім на частини охоплених цими процесами територій створюються культурні ґрунти і рослинність. Це лише частково компенсує втрати органічної речовини. В даний час розмах будівництва міст і комунікацій і видобуток корисних копалин збільшуються так швидко, що кілька десятків мільйонів гектарів суші будуть представляти собою землі, порушені гірничими розробками. Очевидно, не буде перебільшенням вважати, що щорічно будівельні роботи та гірський видобуток руйнують ґрунтово-рослинний покрив на площі 5-10 млн. га, що веде до убутку запасів органічної речовини біосфери, яка обчислюється десятками і сотнями тон в сухому вазі з 1га. Навіть самий обережний підрахунок повинен дати сумарну цифру щорічних втрат в кілька сотень мільйонів тон органічної речовини.

Наслідки парникового ефекту:

1. Якщо температура на Землі буде і надалі підвищуватися, це матиме серйозний вплив на світовий клімат.

2. У тропіках буде випадати більше опадів, так як додаткове тепло підвищить вміст водяної пари в повітрі.

3. У посушливих районах дощі стануть ще більш рідкісними, і вони перетворяться на пустелі в результаті чого людям і тваринам доведеться їх покинути.

4. Температура морів, також зросте, що призведе до затоплення низинних областей узбережжя і до збільшення числа сильних штормів.

5. Підвищення температури на Землі може викликати підняття рівня моря так як:

а) вода, нагріваючись стає менш щільною і розширюється, розширення морської води призведе до загального підвищення рівня моря;

б) підвищення температури може розтопити частина багаторічних льодів, що покривають деякі райони суші, наприклад, Антарктиду або високі гірські ланцюги.

Утворилася вода в кінцевому підсумку стече у моря, підвищивши їх рівень. Слід, однак, зауважити, що танення льоду, плаваючого в морях, не викличе підвищення рівня моря. Крижаний покрив Арктики являє собою величезний шар плавучого льоду. Подібно Антарктиді, Арктика також оточена безліччю айсбергів.

Кліматологи підрахували, що якщо розтануть гренландський та антарктичні льодовики, рівень Світового океану підвищиться на 70-80 м.

6. Скоротяться житлові землі.

7. Порушиться водосолевой баланс океанів.

8. Зміняться траєкторії руху циклонів і антициклонів.

9. Якщо температура на Землі підвищиться, багато тварини не зможуть адаптуватися до кліматичних змін. Багато рослини загинуть від нестачі вологи і тваринам доведеться переселитися в інші місця у пошуках їжі і води. Якщо підвищення температури призведе до загибелі багатьох рослин, то слідом за ними вимруть і багато видів тварин.

Крім негативних наслідків глобального потепління, можна відзначити кілька позитивних На перший погляд більш теплий клімат представляється благом, так як можуть зменшиться рахунки за опалення і збільшення тривалості вегетаційного сезону у середніх і високих широтах. Збільшення концентрації діоксиду вуглецю може прискорити фотосинтез.

Однак, потенційний виграш у врожайності може бути знищений збитком від хвороб, викликаних шкідливими комахами, оскільки підвищення температури прискорить їх розмноження. Ґрунту в деяких областях виявляться малопридатними для вирощування основних культур. Глобальне потепління прискорило б, ймовірно, розкладання органічної речовини в ґрунтах, що призвело б до додаткового надходження в атмосферу діоксиду вуглецю і метану і прискорило парниковий ефект.

Екологічне прогнозування

В даний час обговорюються різні заходи, які могли б перешкодити наростаючому "антропогенному перегріву" Землі. Існує пропозиція витягувати надлишок СО2 з повітря, скраплювати і нагнітати в глибоководні шари океану, використовуючи його природну циркуляцію. Інша пропозиція полягає в тому, щоб розсіювати в стратосфері дрібні крапельки сірчаної кислоти і зменшувати тим самим прихід сонячної радіації на земну поверхню.

Величезні масштаби антропогенного редукції біосфери вже зараз дають підставу вважати, що рішення проблеми СО2 має здійснюватися шляхом "лікування" самої біосфери, тобто відновлення ґрунтового і рослинного покриву з максимальними запасами органічної речовини всюди, де це можливо. Одночасно повинен бути посилений пошук, спрямований на заміну викопного палива іншими джерелами енергії, в першу чергу екологічними нешкідливими, не вимагають витрати кисню, ширше використовувати водну, вітрову енергію, а для подальшої перспективи - енергію реакцію речовини і антиречовини.

Відомо, що не буває лиха без добра, і ось вийшло так, що нинішній промисловий спад в країні виявився корисний - екологічно. Зменшилися обсяги виробництва. і, відповідно, зменшилася кількість шкідливих викидів у атмосферу міст.

Шляхи вирішення проблеми чистого повітря цілком реальна. Перший - боротьба з скороченням рослинного покриву Землі, планомірне збільшення в його складі спеціально підібраних порід, очищають повітря від шкідливих домішок. В Інституті біохімії рослин експериментально доведено, що багато рослини здатні засвоювати з атмосфери такі шкідливі для людини компоненти, як алкани і ароматичні вуглеводні, а також карбонільні сполуки, кислоти, спирти, ефірні олії та інші.

Велике місце в боротьбі з забрудненням атмосфери належить зрошенню пустель та організації тут культурного землеробства, створення потужних лісозахисних смуг. Належить провести величезну роботу щодо зменшення та повного припинення викиду в атмосферу диму та інших продуктів згоряння. Все більш нагальними стають пошуки технології для "без трубних" промислових підприємств, що працюють по замкненій технологічній схемі - з використанням всіх відходів виробництва.

Діяльність людини настільки грандіозна за розмаху, що вже набула глобального природообразующий масштаб. Досі ми переважно шукали, як можна більше взяти у природи. Пошук у цьому напрямку буде продовжуватися. Але настає пора настільки ж цілеспрямовано попрацювати і над тим, як віддати природі те, що ми у неї забираємо. Немає сумніву, що геній людства здатний вирішити і цю грандіозну задачу. Шляхи зниження впливу парникового ефекту на стан клімату Землі

Головну міру щодо попередження глобального потепління можна сформулювати так: знайти новий вид палива або поміняти технологію використання нинішніх видів палива. Це означає, що необхідно:

- зменшити споживання викопного палива. Різко скоротити використання вугілля і нафти, які виділяють на 60 % більше діоксиду вуглецю на одиницю виробленої енергії, ніж будь-яке інше викопне паливо в цілому;

- використовувати речовини (фільтри, каталізатори) для видалення діоксиду вуглецю з викиду димових труб углесжигающих електростанцій і заводських топок, а також автомобільних вихлопів;

- підвищити енергетичний коефіцієнт корисної дії;

- вимагати, щоб у нових будинках використовувалися більш ефективні системи опалення та охолодження;

- збільшити використання сонячної, вітрової та геотермальної енергії;

- істотно уповільнити вирубку і деградацію лісових масивів;

- видалити з прибережних територій резервуари для зберігання небезпечних речовин;

- розширити площі існуючих заповідників і парків;

- створити закони, які забезпечують попередження глобального потепління;

- виявляти причини глобального потепління, спостерігати за ними і усувати їх наслідки.

Повністю знищити парниковий ефект не можна. Вважають, що якби не парниковий ефект, середня температура на земній поверхні склала б - 15 градусів за Цельсієм.

Я вважаю, що зараз всі сили треба кинути на те, щоб на кожному виробництві був розроблений замкнутий цикл, тобто щоб нічого не викидалося ні повітря, ні в річки, а все перероблялося і використовувалося. Від цього всі тільки виграють. Держава отримає додаткову продукцію, а люди будуть дихати чистим повітрям.

Ймовірно, перспектива парникового ефекту може стати каталізатором світового усвідомлення термінової необхідності початку дій по захисту нашої Землі.

5.3. Вплив холодильного агента та продукту на навколишнє середовище .

Питання про вплив атмосферного вуглекислого газу на клімат вивчався у двох циклах досліджень. Перший з них присвячено з'ясуванню зв'язку змін клімату в геологічному минулому з коливаннями концентрації СО2 в атмосфері. Дослідження цього напрямку були розпочаті наприкінці XIX ст. роботами Арреніуса і Чамберлина.

У другому циклі вивчався вплив зростання концентрації вуглекислого газу, зумовленого господарською діяльністю людини, на сучасний клімат. Ці дослідження, розпочаті у 30-х роках нашого століття Коллендером, придбали зараз великого значення в зв'язку з перспективою антропогенного зміни глобального клімату.

До недавнього часу роботи цих двох циклів були мало пов'язані між собою, що обмежувало можливості з'ясування впливу вуглекислого газу на клімат. В останні роки були знайдені шляхи спільного вивчення обох проблем.

Для кількісного пояснення змін клімату необхідно знати його чутливість до коливань зовнішніх кліматоутворюючих факторів. Зокрема, для з'ясування залежності клімату від концентрації СО2 в атмосфері потрібно оцінити чутливість до змін клімату припливу тепла, обумовлених коливаннями прозорості атмосфери для довгохвильової радіації.

До недавнього часу при визначенні чутливості клімату використовувалися головним чином розрахунки за моделями теорії клімату. Так як всі існуючі моделі клімату містять різні спрощення, точність таких розрахунків залишалася неясною, у зв'язку з чим іноді робився висновок про відсутність достатньо надійних оцінок чутливості до змін клімату припливу тепла.

В останні роки В цій області досягнуть значний прогрес у результаті застосування для оцінки чутливості до змін клімату припливу тепла ряду емпіричних методів, заснованих на використанні даних про зміни клімату в геологічному минулому, про сучасні зміни клімату та сезонні зміни метеорологічного режиму. Всі ці різні і абсолютно незалежні підходи дають близькі результати при оцінці параметрів, що характеризують чутливість клімату. Ці результати добре узгоджуються з даними розрахунків чутливості за моделями теорії клімату, включаючи детальні моделі загальної циркуляції атмосфери і схематизовані енергетичні моделі термічного режиму при визначенні їх параметрів за достатньо надійним емпіричним матеріалів.

Із загальних характеристик впливу вуглекислого газу на клімат часто застосовується величина — зміна глобальної середньої температури повітря біля земної поверхні при подвоєнні концентрації СО2 в порівнянні з її значеннями в кінці до індустріальної епохи.

Перша з цих оцінок, отримана в роботі Манабе і Везеролда, відноситься до умов земної кулі в цілому і не включає обліку зворотного зв'язку між полем температури і площею полярного сніжно-крижаного покриву. Так як цей зворотний зв'язок є позитивною, тобто підсилює чутливість термічного режиму до змін припливу тепла, відповідне значення параметра ∆Тс має бути дещо занижена. Дана зворотний зв'язок не врахована також в детальному розрахунку Аугустсона і Раманатана (оцінка 3). Оцінки 2 засновані на розрахунку розподілу середніх широтних температур, виконаного з урахуванням зазначеної зворотного зв'язку. Оцінка 4 отримана Раманатаном та ін. також при обліку цієї зворотного зв'язку.

Оцінки 5 і 7 знайдені в роботах Манабе і Везеролда. У першій з цих робіт виконано розрахунок зміни середніх широтних значень елементів метеорологічного режиму при підвищенні концентрації СО2 в атмосфері, що належить до середнім річним умов. У другій роботі вирішена більш загальна задача, що включає розрахунок як широтних, так і довготних змін метеорологічних елементів при ідеалізованої топографії континентів і океанів. Оцінка 6 отримано в дослідженні Манабе і Стоуфера, де враховано реальний розміщення континентів і океанів і прийнятий до уваги річний хід метеорологічних елементів. У цих роботах використана детальна модель загальної циркуляції атмосфери, що включає облік основних зворотних зв'язків між елементами клімату, в тому числі зворотного зв'язку між термічним режимом і сніжно-крижаним покривом.

Оцінка 8 заснована на аналізі емпіричних даних про сучасні зміни клімату. Оцінки 9-10 отримані за матеріалами про зміну клімату в геологічному минулому, коли ці зміни залежали від додаткових зворотних зв'язків між альбедо земної поверхні і термічним режимом, які не мають істотного значення для сучасного зміни клімату. До числа цих додаткових зв'язків належать зв'язку термічного режиму із змінами площі континентальних зледенінь і альбедо поверхні континентів, зайнятої рослинним покривом, які збільшують чутливість термічного режиму до коливань концентрації СО2. Ця поправка була прийнята до уваги при визначенні значень параметра ∆Тз в останній графі таблиці для забезпечення порівнянності цих оцінок з оцінками, відносяться до умов сучасного зміни клімату.

Середнє значення параметра ∆Тз, визначена різними способами, близько до 3°С, причому максимальне відхилення окремих оцінок від цього значення не перевищує 1 °С. Розрахунок середнього відхилення окремих оцінок від вказаного значення ∆Тс дозволяє припускати, що його ймовірна похибка становить близько 15%. В інших оглядах величина ∆Тз вважалася близькою до 2,5 °С, що лежить у межах зазначеного інтервалу можливої похибки.

Звертаючись до питання про використання емпіричних даних для вивчення впливу зростання концентрації СО2 на клімат, слід зазначити можливість застосування для цієї мети матеріалів про сучасне зміну клімату, про метеорологічному режимі в епоху кліматичного оптимуму голоцену, під час міжльодовикових епох і протягом третинного періоду.

Значення цих матеріалів для вирішення зазначеної задачі неоднаково. Зміна клімату за останнє сторіччя лише частково залежало від зростання концентрації СО2; потепління голоцену і міжльодовикових епох, мабуть, залежали від коливань елементів земної орбіти і нахилу земної осі. Хоча в роботах по теорії клімату встановлено, що зміни припливу тепла до системи Земля—атмосфера, зумовлені різними причинами, що призводять до подібних змін клімату, зазначене відмінність може бути джерелом додаткових похибок при вивченні залежності клімату від концентрації СО2.

З перерахованих вище випадків зміни клімату в минулому найбільш тісно пов'язане з коливаннями концентрації СО2 кайнозойське похолодання, дані про яких мають особливу цінність для вивчення залежності клімату від вмісту вуглекислого газу в атмосфері. Ця цінність значно зростає із-за великого інтервалу зміни середньої температури земної поверхні протягом кайнозойської ери, який становить близько 10 °С. Таке значення, набагато більше діапазонів коливань температури протягом інших перерахованих вище випадків зміни клімату, відповідає зміні концентрації СО2 в інтервалі, який приблизно дорівнює очікуваному зростанню концентрації СО2 під впливом господарської діяльності протягом найближчих століть.

Наведені знайдені у згаданих вище роботах значення концентрації вуглекислого газу в третинному періоді і верхній крейді порівняно з її сучасним значенням. З даних таблиці можна зробити висновок, що в пліоцені концентрація СО2 була більше сучасної майже в два рази, в міоцені — майже в чотири рази. Слід мати на увазі, що зміни концентрації вуглекислого газу за останні сто мільйонів років мали більш складну структуру, яка тільки частково охарактеризовано шістьма наведеними тут середніми значеннями, що належать до тривалих інтервалах часу. Мабуть, у минулому відбувалися неодноразові більш короткочасні коливання концентрації СО2 і термічного режиму.

Найбільш детальні дослідження впливу вуглекислого газу на термічний режим за допомогою моделей загальної циркуляції атмосфери виконані в роботах Манабе і Стоуфера і Манабе і Везеролда. Результати цих робіт не цілком збігаються. Якщо значення параметра ∆Тс, отримані у другій з них, добре узгоджуються з висновками ряду теоретичних і емпіричних робіт, то значення ∆Тз, знайдені Манабе і Стоуфером, дещо менше інших сучасних досліджень. Заслуговує уваги, що дана величина нижче значень параметра ∆Тз, отриманих при відсутності обліку зворотного зв'язку між термічним режимом і сніжно-крижаним покривом, яка, як зазначено вище, збільшує чутливість клімату до значень концентрації СО2.

Представлені різниці між середньою широтної температурою на різних широтах при подвоєнні концентрації СО2 і її сучасним значенням, за Манабе і Везеролду (крива 1), Тут зображено також результати визначення температури для середини пліоцену на різних широтах північної та південної півкуль за матеріалами емпіричних досліджень, узагальнених В. І. Борзенковой, М. В. Муратової та В. А. Суетовой. Середні широтні значення різниці температур в помірних і високих широтах, для яких були групи однорідних даних, представлені кривими 2. Для більш низьких широт використовувалися дані вимірювань температури тільки в чотирьох районах (зображені у вигляді точок). Крива 3 відповідає середньому розподілу температури за емпіричними матеріалів.

З зазначених матеріалів випливає, що середня для земної кулі температура повітря біля земної поверхні в середині пліоцену була вище за сучасну на 2,9 °С. Ця величина майже збігається зі значенням ∆Тз знайденим Манабе і Везеролдом. Відзначимо, що в пліоцені на термічний режим впливала зворотній зв'язок температур з відбивною здатністю континентів, залежить від стану рослинного покриву, яка не була прийнята в увагу в роботі Манабе і Везеролда. Облік цієї зворотного зв'язку збільшує значення параметра ∆Тз приблизно на 0,5 °С, тобто на порівняно невелику величину.

Залежність величини ДГ від широти за емпіричними даними та розрахунку Манабе і Везеролда виявляється дуже подібною. Можна відзначити, що емпіричні матеріали вказують на декілька більш значне збільшення різниці АТ з широтою порівняно з результатом теоретичного розрахунку.

Для з'ясування залежності термічного режиму від змін концентрації СО2 в широкому інтервалі її значень можна використовувати дані про палеотемпературах за останні сто мільйонів років, протягом яких концентрація СО2 зменшилася майже в десять разів. У попередніх роботах з цією метою були застосовані матеріали досліджень В. М. Синіцина, які до недавнього часу були єдиним джерелом, висвітлюють термічний режим значній частині поверхні земної кулі протягом всього фанерозою. Порівняння карт температур повітря, побудованих Синіциним, з матеріалами більш пізніх досліджень дозволяє припускати, що для третинного періоду мезозойської ери Синіцин дещо перебільшив різниці температур минулого та сучасної епохи у високих і середніх широтах і применшив ці різниці в низьких широтах. Однак середні для північної півкулі різниці температур повітря, розраховані при використанні карт Синіцина, виявляються досить достовірними.

На цьому малюнку у вигляді точок дані значення зазначеної вище різниці, знайденої за картками В. М. Синіцина, для пліоцену, міоцену, олігоцену, еоцену — палеоцену і верхньої крейди в залежності від відповідних концентрацій вуглекислого газу.

Емпіричні величини зміни температури можуть бути співставленні з результатами теоретичного розрахунку. У цьому розрахунку прийнято, згідно з результатами декількох сучасних досліджень, що при постійному альбедо подвоєння концентрації СО2 призводить до підвищення середньої температури повітря біля земної поверхні на 2,5 °С. Так як протягом останніх ста мільйонів років альбедо Землі змінювалося, ці зміни повинні бути прийняті до уваги при визначенні температур повітря в геологічному минулому.

Одна з причин зміни альбедо — аридизация континентів, яка сталася в кінці пліоцену і в плейстоцені. Як зазначено вище, це призвело до зниження середньої температури повітря приблизно на 0,5 °С. Інша причина — поява і поступове збільшення площі снігового та льодяного покрову у високих широтах. Хоча вплив цих покривів на термічний режим враховується в більшості сучасних теорій клімату, точність таких розрахунків зазвичай досить обмежена за схематичності параметризації відповідних процесів.

Вплив сніжних і крижаних покривів на термічний режим минулого можна оцінити на основі таких емпіричних даних.

З матеріалів супутникових спостережень випливає, що у високих широтах північної півкулі влітку в області, вільної від льоду, альбедо системи " Земля—атмосфера становить близько 0,40, тоді як середнє альбедо зони з крижаним покривом приблизно дорівнює 0,55. Враховуючи різниця цих значень, беручи до уваги площу постійних і сезонних сніжних і крижаних покривів, а також співвідношення величин радіації в зоні сніжно-крижаного покриву з її середнім глобальним значенням, за даними про чутливості середньої температури до зміни припливу тепла можна знайти, що існуючий зараз сніговий покрив і льоди знижують середню для всієї Землі температуру нижнього шару повітря приблизно на 2°С.

Відомо, що сніжно-крижаний покрив високих широт виник ще в палеогене у формі гірських зледенінь, які займали порівняно невелику площу і не чинили істотного впливу на глобальний клімат. В міоцені цей покрив займав значну частину території Антарктиди, що, як показують розрахунки, могло знизити середню глобальну температуру на 0,2—0,3 °С. Істотне розширення сніжно-крижаного покриву сталося в пліоцені і особливо в кінці пліоцену, коли виникли великі зони морських льодів і розширився сезонний сніговий покрив на континентах.

Зміни температури повітря в низьких широтах при коливаннях клімату порівняно невеликі. Тому для емпіричного дослідження змін клімату велике значення мають дані про підвищенні або зниженні температури в середніх і високих широтах, де коливання температури більше за абсолютною величиною і їх легше достовірно виявити.

Зіставляючи дані, можна відзначити хороше якісне узгодження цих незалежних матеріалів. Так, зокрема, на всіх трьох кривих помітно потепління, що відбулося протягом палеоцену—еоцену. На всіх кривих виявляється різке похолодання в олігоцені, максимум температури в міоцені, похолодання в пліоцені порівняно з міоцені. Деякі відмінності в положенні зазначених максимумів і мінімумів температури, встановлених за матеріалами різних досліджень, пояснюються неповним збігом часових шкал кожного дослідження, точність яких обмежена.

Поряд з головними закономірностями термічного режиму третинного часу з даних, можна знайти більш приватні особливості коливань клімату. Наприклад, на двох кривих після максимуму температури в міоцені помітно порівняно короткочасне друге підвищення температури в неогені. Так як часовий масштаб цього коливання клімату менше тривалості відділів третинного періоду, зіставити зазначена зміна термічного режиму з наявними матеріалами про зміст вуглекислого газу в атмосфері неможливо.

Хороше якісне і кількісне узгодження змін температури, встановлених емпіричними методами і знайдених за матеріалами про коливання концентрації СО2, дозволяє зробити висновок про достатню достовірність даних про концентрації вуглекислого газу, про задовільної точності матеріалів про палеотемпературах і про правильність використаних тут оцінок чутливості термічного режиму до змін кількості СО2 в атмосфері.

Висновок

Список використаних джерел інформації

Источник: портал www.KazEdu.kz

Каталог учебных материалов

Свежие работы в разделе

Наша кнопка

Разместить ссылку на наш сайт можно воспользовавшись следующим кодом:

Контакты

Если у вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь на email администратора: admin@kazreferat.info