Парниковий ефект

Відомо, що парник нагрівається на сонці, оскільки світлова енергія, яка проникає углиб крізь скло, поглинається і перетворюється на теплову (інфрачервоне випромінювання, менше за 1 мкм), що не проходить крізь скло. Поверхня Землі та атмосфера поглинають значну кількість випромінювання Сонця в діапазоні коротких хвиль, що призводить до їх нагрівання; одночасно вони випромінюють еквівалентну кількість енергії в діапазоні довгих хвиль (інфрачервоне теплове випромінювання) в космічний простір, тобто система знаходиться в стані радіаційної рівноваги. Температура земної поверхні залежить значною мірою від вмісту в атмосфері парів Н₂О, СО₂, Оз та інших газів, які легко пропускають випромінювання Сонця й досить ефективно відбивають інфрачервоні хвилі назад на поверхню Землі. Це явище називають природним парниковим ефектом. Якщо б не цей ефект, то середня температура земної поверхні не перевищувала б мінус 6-18°С, реально ж на даний момент вона досягає +15°С.

Концентрації природних та антропогенних парникових газів (СО2, СО, N₂0, N0x СH₄, С₂H₆, С₃H₈, С₄H₁₀, ХФВ) впливають на клімат. Частка газоподібних ЗР в парниковому ефекті оцінюється таким чином: СО₂ - 61%, СН₄ - 23%, ХФВ -12%, N0₃ - 4%.

Основні джерела та поглиначі парникових газів [33]: видобуток, транспортування та спалювання палива; промислові неенергетичні процеси; сільське господарство та рільництво; лісове господарство та землекористування; ТПВ, побутові та промислові стоки.

Забруднення атмосфери парниковими газами призводить до негативних наслідків в планетарному масштабі. Змінюється енергетичний баланс планети в зв'язку із зміною альбедо через забруднення атмосфери, збільшується відбита сонячна радіація від частинок пилу в атмосфері і зменшується відбиття від запилених льодовиків, що спричиняє їх танення. Щорічно в оточуючому природному середовищі розсіюється 14,2*10¹⁶ кДж тепла від спалювання палива, що веде до підвищення температури планети. Промислові викиди складають близько 5 млрд. т/рік; з них 50% залишаються в атмосфері, а інша частина поглинається в процесі фотосинтезу і Світовим океаном.

У останні роки відбувається глобальне підвищення температури атмосфери у зв'язку із постійним зростанням вмісту СО₂. Коли два століття тому почалася промислова революція, вміст СО₂ був оцінений у 0,028%. У 1959 р., коли почалися регулярні вимірювання, рівень СО₂ був 0,032% (13% за два століття), а у 1988 р. сягнув 0,037% (17% всього за 39 років). У середині XXI століття концентрація СО₂ може подвоїтись. Середня температура поверхні Землі також зросла; у 1969-1971 рр. вона була 13,99°С, а у 1996-1998 рр. - 14,43°С. Подвоєння вмісту СО₂ може привести до підвищення середньої температури на 1,5-4,5°С (за іншими даними при концентрації СО₂ 0,06% середня річна температура в північній півкулі підвищиться на 4-5"С, а рівень Світового океану підніметься на 5-7 метрів. Підйом рівня Світового океану викличе серйозні негативні наслідки (затоплення, підйом дзеркала ґрунтових вод, погіршення якості природних вод, зміна умов в агроекосистемах тощо). Математичне моделювання дозволяє прогнозувати, що середня температура на планеті зросте на 2-4°С; у помірних широтах сягне 10-15°С, в Арктиці 15-20°С. Наприклад, у Львові середня температура січня з -5"С збільшиться до +5''С - +10"С, а липня з +18°С до 28-33°С. Лише кількість кислотних опадів буде складати 100-200 мм на рік. Глобальне потепління призведе до швидкого танення покривних льодовиків Арктики і Антарктиди і при зменшенні їх об'ємів на 50% рівень Світового океану підніметься на 25-35 м. Це може призвести до екологічних наслідків, які значною мірою ускладнять існування людства.

Рамкова Конвенція 00Н про зміну клімату наголошує на тому, що невідкладним заходом по запобіганню негативним наслідкам очікуваних змін клімату є розробка глобальної стратегії реагування, зокрема, спільний пошук шляхів «стабілізації концентрації парникових газів в атмосфері на такому рівні, який не допускав би шкідливої о антропогенного впливу на кліматичну систему». На початку грудня 1997 р. у японському місті Кіото відбулася третя сесія Конференції Сторін Рамкової Конвенції 00Н про зміну клімату, яка стала визначною міжнародною подією. У Конференції брали участь 2200 офіційних делегатів та кілька тисяч представників недержавних організацій та засобів масової інформації. Українська делегація також брала участь у Конференції. Результатом напружених дискусій, що відбулися в ході роботи Конференції, було досягнення згоди щодо прийняття протоколу, згідно з яким промислове розвинуті країни мають знизити загальні викиди парникових газів принаймні на 5 відсотків порівняно з рівнями викидів 1990 р. протягом періоду дії зобов'язань з 2008 по 2012 рік. Загальне зниження викидів буде досягнуто шляхом диференційованого їх зменшення у різних країнах. Наприклад, на 8% - у багатьох країнах Європи, на 7 -у США, на 6% - у Канаді, Угорщині, Японії, Польщі. Україна, Росія, Нова Зеландія мають стабілізувати викиди на рівні 1990 р., а Норвегія може їх збільшити на 1 %, Австралія - на 8, Ісландія -на 10%. Протокол передбачає запровадження ряду механізмів, що сприятимуть досягненню кінцевої мети Конвенції - забезпечити дотримання їх кількісних зобов'язань щодо обмеження та скорочення викидів парникових газів. Це, зокрема, реалізація проектів спільного виконання зобов'язань, запровадження «механізму чистого розвитку», встановлення міжнародного режиму торгівлі квотами на викиди. Деталі щодо реальної дії цих механізмів ще мають бути розроблені та узгоджені.

Викиди всіх парникових газів були перераховані в еквівалентний викид вуглецю з урахуванням коефіцієнтів глобального парникового потенціалу. Сумарний викид парникових газів у вуглецевому еквіваленті станом на 1990 р. становив 232,88 млн. тонн. Визначено, що Україна займала у цьому році шосте місце в світі (після США, Китаю, Росії, Німеччини, Японії) по загальних викидах парникових газів та п'яте місце по викидах на душу населення, що значною мірою пояснюється успадкованою від колишнього СРСР деформованою структурою економіки і неефективністю енергетичних та індустріальних технологій. Попередні розрахунки показали, що викиди парникових газів у 1994 -1996 рр;

складали до 70% від викидів 1990 р. Це пояснюється загальним падінням рівня виробництва та споживання промислової продукції в державі. Розрахунки викидів парникових газів на перспективу до 2008-2012 рр. мають грунтуватися на прогнозах економічного розвитку на той самий період. Без таких прогнозів, зокрема для паливно-енергетичного комплексу, на який припадає левова частка викидів, неможливо скласти точний прогноз майбутніх викидів парникових газів. За базовим сценарієм розвитку економіки України рівень викидів парникових газів у 2000 р. з урахуванням збільшення поглинання СО₂ лісами становитиме 73,7% від рівня викидів 1990 р., а у 2015 р. - приблизно 80,9% [33].

Країни, які підписали Кіотський протокол, зобов'язались до 2012 р. зменшити на 5,2% викиди ЗР. За базовий рівень беруться обсяги викидів за 1990 рік. У 1990 р. викиди парникових газів в Україні склали 867,1 млн. т СО₂ -еквівалента (спалювання органічного палива - 76,4%, енергетика - 15,1%, сільське господарство - 5,4%, промислові процеси -3,7%), а депонування за рахунок лісних ЕС - 5,9%. На СО₂ припадало 74,2%, СH₄ - 22,6%, N₂ O -3,2%. Україна ратифікувала Кіотську угоду у 4.02.2004 р. і сьогодні має приблизно вдвічі менші викиди парникових газів в атмосферу. Україна має значний потенціал впровадження засобів ринкових механізмів у першому періоді дії Кіотського протоколу. За п'ять років дії Кіотського протоколу Україна може отримати приблизно 8,5 млрд. доларів США в якості компенсації та плати продаж надлишків квот на праникові гази [34].