Εικόνα 1 Το Φαινόμενο του Θερμοκηπίου Μία εργασία από τους μαθητές του Γ 1 Κωνσταντίνο Γκάρα, Λεωνίδα Γιόβα, Παναγιώτη Αυγέρη, Χρήστο Αυγέρη, Ελένη Γκρόπα και Λιτσολάρι Δημήτρη Εικόνα 2 1
1η Ενότητα ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1η Ενότητα : Περιεχόμενα...2 2η Ενότητα : Τι Είναι το φαινόμενο του Θερμοκηπίου;...3 3η Ενότητα : Γιατί είναι απαραίτητο;...4 4η Ενότητα : Συγκέντρωση του Διοξειδίου του Άνθρακα κατά το Φαινόμενο του Θερμοκηπίου...5 5η Ενότητα : Ποιές είναι οι επιπτώσεις του φαινομένου και πώς θα επηρεαστεί ο άνθρωπος;...6 6η Ενότητα : Πηγές...10 Εικόνα 3 2
2η Ενότητα Τι Είναι το Φαινόμενο του Θερμοκηπίου; Τo φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι μια φυσική διαδικασία. Το χρειαζόμαστε για να διατηρούμε τη Γη μας ζεστή, ώστε να υπάρχει ζωή και ανάπτυξη. Δίχως αυτό, η Γη θα ήταν κρύα περίπου -20 C, και δεν θα μπορούσε να υπάρχει ζωή. Αντιθέτως, η μέση θερμοκρασία της Γης διατηρείται στο επίπεδο των 15 C, χάρη στο φαινόμενο αυτό. Τα αέρια του θερμοκηπίου (που περιλαμβάνουν κυρίως το CO 2 και τους υδρατμούς) σχηματίζουν ένα ''στρώμα'' πάνω από το έδαφος της Γης σε ένα ορισμένο ύψος, ώστε αφού επιτρέψουν να εισέλθει η υπέρυθρη ακτινοβολία του ήλιου, αυτή απορροφάται κατά ένα μέρος από τη Γη και την ατμόσφαιρα. Εν συνεχεία την υπόλοιπη ακτινοβολία την επανεκπέμπει η Γη, που ένα τμήμα της φεύγει προς το διάστημα και το υπόλοιπο εγκλωβίζεται από το στρώμα των αερίων του θερμοκηπίου. Ένα μέρος λοιπόν της ηλιακής ακτινοβολίας κατά την είσοδο της, περνά αναλλοίωτη στην ατμόσφαιρα, φτάνει στην επιφάνεια του εδάφους και ακτινοβολείται προς τα πάνω με μεγαλύτερο μήκος κύματος. Ένα μέρος αυτής απορροφάται από την ατμόσφαιρα, τη θερμαίνει και επανεκπέμπεται στην επιφάνεια του εδάφους. Το στρώμα των αερίων λοιπόν, επιτρέπει τη διέλευση της ακτινοβολίας αλλά ταυτόχρονα την εγκλωβίζει, μοιάζει με τη λειτουργία ενός θερμοκηπίου και ο Γάλλος μαθηματικός Fourier το ονόμασε το 1822 «Φαινόμενο Θερμοκηπίου». Αποτελεί μια φυσική διεργασία που εξασφαλίζει στη Γη μια σταθερή θερμοκρασία επιφάνειας εδάφους γύρω στους 15C. Όμως τα τελευταία χρόνια λέγοντας φαινόμενο Θερμοκηπίου δεν αναφερόμαστε στη φυσική διεργασία, αλλά στην έξαρση αυτής, λόγω της ρύπανσης της ατμόσφαιρας από τις ανθρωπογενείς δραστηριότητες. Εικόνα 4 3 3η Ενότητα
Γιατί είναι απαραίτητο; Το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι απαραίτητο, γιατί χωρίς αυτό δεν θα μπορούσαμε να ζήσουμε. Αν δεν υπήρχε το φαινόμενο του θερμοκηπίου, η θερμοκρασία στην επιφάνεια της Γης θα ήταν κάτω από το σημείο πήξης του νερού. Με άλλα λόγια, αν δεν υπήρχε το φυσικό φαινόμενο του θερμοκηπίου, η ζωή στη Γη, τουλάχιστον με τη σημερινή της μορφή, δεν θα υπήρχε. Αν δεν υπήρχε η ατμόσφαιρα και θεωρήσουμε ότι όση ενέργεια απορροφά η Γη από τον Ήλιο κάθε χρονική στιγμή την επανεκπέμπει στο διάστημα, μπορούμε εύκολα να υπολογίσουμε ότι η μέση θερμοκρασία στην επιφάνεια της θα ήταν σχεδόν -20C! Σε τέτοιες πολικές συνθήκες θα ήταν φυσικά αδύνατον να δημιουργηθεί ζωή όπως τη γνωρίζουμε σήμερα μια που όλο το νερό του πλανήτη μας θα ήταν σε μορφή πάγου. Ευτυχώς για εμάς η ύπαρξη της ατμόσφαιρας και το φαινόμενο του θερμοκηπίου παγιδεύουν ένα μέρος της ακτινοβολίας που θα έφευγε ελεύθερη προς το διάστημα και ανεβάζουν τη μέση θερμοκρασία του εδάφους κατά 35 σχεδόν βαθμούς C, στο ευχάριστο περιβάλλον των +15C. Επιπλέον το φαινόμενο αυτό διασφαλίζει το ότι η μέση θερμοκρασία της Γης μεταβάλεται μόνο 10 με 20 βαθμούς από τη μέρα στη νύχτα. Στη Σελήνη η οποία βρίσκεται στην ίδια σχεδόν απόσταση από τον Ήλιο, αλλά δεν έχει ατμόσφαιρα, η αντίστοιχη μεταβολή της θερμοκρασίας είναι σχεδόν 280C βαθμοί! Προφανώς εάν το φαινόμενο του θερμοκηπίου γίνει πιο έντονο, λόγω της αύξησης στην ατμόσφαιρα μορίων όπως το διοξείδιο του άνθρακα που απορροφούν την υπέρυθρη ακτινοβολία, τότε η θερμοκρασία στο έδαφος θα μπορούσε να αυξηθεί πολύ περισσότερο. Αυτό θα προκαλούσε το λιώσιμο μεγάλου μέρους των πάγων στους πόλους της Γης και αύξηση του επιπέδου της θάλασσας, γεγονός που θα οδηγούσε σε σημαντικές δυσάρεστες αλλαγές τόσο στο κλίμα της Γης όσο και στη ζωή κοντά σε παραθαλάσσιες περιοχές. Εικόνα 5 4
4η Ενότητα Συγκέντρωση του Διοξειδίου του Άνθρακα κατά το Φαινόμενο του Θερμοκηπίου Αέριο Διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ) Επίπεδο από το 1998 Αύξηση από το 1750 Ποσοστό αύξησης 365 ppm 87 ppm 31% 1,46 Συνεισφορά στο φαινόμενο [W/m2] Δεδομένα από το World Resources Institute δείχνουν ότι οι ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν προσθέσει στην ατμόσφαιρα 2.3 τρισεκατομμύρια τόνους CO 2 τα τελευταία 200 χρόνια. Η μεγαλύτερη απόλυτη αύξηση στις εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα παρουσιάστηκε το 2004, όταν μόνο από την κατανάλωση των ορυκτών καυσίμων προστέθηκαν στην ατμόσφαιρα πάνω από 28 εκατομμύρια τόνοι διοξειδίου του άνθρακα. (Πηγή: WRI, Navigating the numbers, based on data from IEA, EIA, Marland et al, and BP.) Συνολικά, η συγκέντρωση του CO 2 στην ατμόσφαιρα έχει αυξηθεί κατά 31% από το 1750, δηλαδή από τη Βιομηχανική Επανάσταση. Οι εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα είναι πλέον περίπου 12 φορές υψηλότερες σε σχέση με το 1900, καθώς οι ανθρώπινες κοινωνίες ανά την υφήλιο καίνε αυξημένες ποσότητες γαιάνθρακα, πετρελαίου και φυσικού αερίου για την παραγωγή ενέργειας. Η αύξηση της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα οδηγεί στον εγκλωβισμό υπερβολικής ποσότητας θερμότητας με συνέπεια την αύξηση του πάχους της ''κουβέρτας του θερμοκηπίου''. Αυτό προκαλεί την αύξηση της θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας της γης, η οποία με τη σειρά της οδηγεί στην αλλαγή του κλίματος. Η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, κατά τις αρχές του αιώνα, υπολογίστηκε ότι κυμαινόταν μεταξύ των 260 & 280 ppm. Οι σημερινές μετρήσεις δείχνουν μια συγκέντρωση 350 ppm που παρουσιάζει ετήσια αύξηση 1,5 ppm και προβλέπεται στο τέλος του αιώνα να φθάσει κοντά στα 400 ppm (Firor, 1992 & Γεωργόπουλος, 1996). Στην αύξηση της συγκέντρωσης διοξειδίου του άνθρακα συντελούν οι καύσεις που δαπανούν κυρίως άνθρακα και πετρέλαιο. Κάθε χρόνο ελευθερώνουμε 5,5 έως 7 δισεκατομμύρια τόνους άνθρακα, εξαιτίας της χρήσης ορυκτών καύσιμων, καθώς και 0,4 έως 2,5 δισεκατομμύρια τόνους επιπλέον, ως αποτέλεσμα της συνεχούς αποψίλωσης των τροπικών δασών (Μπράουν 1991, Φίλης 1994 & Χατζημπίρος). 5
Πηγή: U.S. Energy Information Administration Εικόνα 6 6
5η Ενότητα Ποιές είναι οι επιπτώσεις του φαινομένου και πώς θα επηρεαστεί ο άνθρωπος; Οι κλιματολογικές μεταβολές που προέρχονται από την αύξηση των θερμοκρασιών λόγω του φαινομένου του θερμοκηπίου μπορεί να έχουν και άμεσες και έμμεσες επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Οι άμεσες επιπτώσεις μπορεί να οφείλονται σε ακραίες τιμές θερμοκρασίας, σε επιδράσεις στο αναπνευστικό σύστημα και σε προκύπτουσες "φυσικές καταστροφές". Οι έμμεσες επιπτώσεις μπορεί να προέρχονται από την τροποποιημένη κατανομή των παρασίτων και των διαβιβαστών λοιμωδών νοσημάτων, τη μειωμένη γεωργική παραγωγή, τις δημογραφικές μεταβολές και τις κοινωνικές αναταραχές. Οι άμεσες συνέπειες μπορούν να προκαλέσουν αντιδράσεις: Μικρές και βαθμιαίες μεταβολές στη θερμοκρασία και την υγρασία προκαλούν αντιδράσεις τόσο στη φυσιολογία όσο και στη συμπεριφορά. Οι υγιείς άνθρωποι διαθέτουν έναν αποτελεσματικό μηχανισμό ρύθμισης της θερμοκρασίας του σώματος, ο οποίος μπορεί να αντιμετωπίσει μέτρια αύξηση της θερμοκρασίας του άμεσου περιβάλλοντος. Όμως, τα ευπαθή ή ασθενή άτομα, τα οποία έχουν μικρότερη σωματική αντοχή, δε θα μπορέσουν να προσαρμοστούν τόσο καλά. Ως εκ τούτου, γενικά, η αύξηση της θερμοκρασίας αποτελεί μεγαλύτερο κίνδυνο για ανθρώπους με καρδιαγγειακές, αναπνευστικές, νεφρικές και ανοσοποιητικές διαταραχές, για παιδιά με ανώριμα ρυθμιστικά συστήματα και για εξασθενημένους ηλικιωμένους. Μικρή αύξηση στη μέση θερμοκρασία σημαίνει ότι θα υπάρξουν πολύ περισσότερες μέρες το χρόνο κατά τις οποίες οι μέγιστες θερμοκρασίες θα φτάνουν σε ακραίες τιμές. Θα εμφανίζονται συχνότερα κύματα καύσωνα. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες το καλοκαίρι θα οδηγήσουν σε αύξηση της συχνότητας σοβαρών νοσημάτων και θανάτων. Εικόνα 7 7
Η πιο άμεση συνέπεια της θερμότητας είναι το θερμικό στρες, το όποιο μπορεί να οδηγήσει σε εξάντληση από τη θερμότητα (χαρακτηρίζεται απο ζάλη, αδυναμία και κόπωση) και σε θερμοπληξία. Η θερμοπληξία είναι σοβαρότατη κατάσταση, στην οποία η εσωτερική θερμοκρασία του σώματος υπερβαίνει τους 41C και το άτομο βρίσκεται σε κατάσταση σύγχυσης, λήθαργου και τέλος απώλειας της συνείδησης. Το αποτέλεσμα της θερμοληξίας είναι συχνά μοιραίο. Τα κύματα καύσωνα διαταράσσουν επίσης την ψυχολογική ισορροπία: αυξάνει η συχνότητα εκρήξεων θυμού και εγκλημάτων πάθους και συμβαίνουν συχνά κοινωνικές αναταραχές. Η μεταβολή του κλίματος σε παγκόσμια κλίμακα θα έτεινε επίσης να αυξήσει τη συχνότητα εμφάνισης και άλλων προβλημάτων υγείας που σχετίζονται με υψηλές θερμοκρασίες. Η υψηλή υγρασία θα προκαλούσε αύξηση στις μυκητιάσεις του δέρματος και τα εκζέματα. Οι υψηλές θερμοκρασίες μπορεί επίσης να μειώσουν τη γονιμότητα των ανδρών και να επηρεάσουν δυσμενώς τα πρώτα στάδια ανάπτυξης των εμβρύων... Εικόνα 8 8
..η αύξηση της θερμοκρασίας της γης θα προκαλέσει μια σείρα φαινομένων: 1) Σταδιακό λιώσιμο στους πόλους 2) Ανύψωση της στάθμης των θαλασσών Αυτό τον αιώνα η στάθμη έχει ήδη αυξηθεί κατά12,5cm.η αύξηση της θερμοκρασίας κατά 1,5-5,5C θα προκαλέσει 20-165cm άνοδο της στάθμης (θερμική εκτόνωση των ωκεανών). Επίσης προβλέπεται ότι η καταστροφή του δυτικού παγετώνα θα πάρει 100 χρόνια μέχρι να συμβεί. 3) Ολόκληρες περιοχές σε νησιά ή παραθαλάσιες πόλεις θα εξαφανιστούν 4) Μετακίνηση των ζωνών βροχόπτωσης από τον Ισημερινό προς τον Βορρά 5) Ερημοποίηση περιοχών της εύκρατης ζώνης και λειψυδρία 6) Άνθιση επιδημιών 7) Εμφάνιση ακραίων καιρικών φαινομένων όπως τυφώνες, καταιγίδες, ξηρασίες Η αύξηση 0,3-0,7C στη μέση θερμοκρασία, που έχει παρατηρηθεί τα τελευταία 100 χρόνια, δεν μπορεί αναμφισβήτητα να αποδοθεί στην αύξηση του CO 2 από 280 ppvm στο σημερινό επίπεδο των 345 ppvm, αν και τα μοντέλα δίνουν 0,3-1,1C αύξηση στη μέση θερμοκρασία για τέτοια άνοδο του CO 2. 8) Οικονομικά και κοινωνικά προβλήματα 9) Πλημμύρες πολλών δέλτα ποταμών και συρρίκνωση των ποταμών 10)Εξαφάνιση πολλών θαλασσίων ειδών Εικόνα 9 9 6η Ενότητα
ΠΗΓΕΣ Για τις εικόνες https://www.google.gr/search?q=%cf%84%ce%bf+%cf%86%ce%b1%ce %B9%CE%BD%CE%BF%CE%BC%CE%B5%CE%BD%CE%BF+%CF%84%CE %BF%CF%85+%CE%B8%CE%B5%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%BA%CE %B7%CF%80%CE%B9%CE%BF%CF %85&espv=210&es_sm=93&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=AGQ9U7SnD4- Z0AXx44G4CQ&ved=0CAgQ_AUoAQ&biw=1024&bih=643 Τα πινακάκια και οι στατιστικές: https://climatechangeplanet.wordpress.com/tag/βιομηχανική-επανάσταση/, U.S. Energy Information Administration, Google διοξείδιο του Άνθρακα, WRI, Navigating the numbers, based on data from IEA, EIA, Marland et al, and BP. Για τα κείμενα: http://www3.aegean.gr/gympeir/thermokipio.htm http://www.cie.org.cy/sxoliko.html #menu1-2-2-2 http://el.wikipedia.org/φαινόμενο_του_θερμοκηπίου http://www.oikologos.gr/index.php?option=com_content&view=article&id= 154:0636&catid=34:climate&Itemid=202 Εικόνα 10 10