Всероссийское СМИ "Время Знаний". Возрастная категория 0+

Лицензия на осуществление образовательной деятельности № Л035-01213-63/00622379

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 - 63093 от 18.09.2015 г. (скачать)


Открытый урок. Тема Климат Приморья и влияние человека на климат.

Поделиться опытом организации и проведения открытого урока

Посмотреть публикацию
Скачать свидетельство о публикации
(справка о публикации находится на 2 листе в файле со свидетельством)

Скачать справку о публикации
Ваши документы готовы. Если у вас не получается скачать их, открыть или вы допустили ошибку, просьба написать нам на электронную почту konkurs@edu-time.ru (обязательно укажите номер публикации в письме)

краевое государственное автономное

профессиональное образовательное учреждение

«Приморский политехнический колледж»

План открытого урока

МДК 01.02 Природопользование и охрана окружающей среды.

Тема занятия: Климат Приморья и влияние человека на климат.

для студентов, обучающихся по специальности 20.02.01«Рациональное использование природохозяйственных комплексов»

(базовый уровень)

Группа Э-22

Преподаватель: Мироненко Т.Ф.

Владивосток

2019

План открытого урока

Дисциплина МДК 01.02 Природопользование и охрана окружающей среды.

Преподаватель Мироненко Татьяна Фоминична

Группа Э-22

Дата проведения: 31 мая 2019 года.

Тема занятия: Климат Приморья и влияние человека на климат.

Тип занятия: Обобщающий урок.

Вид занятий: Круглый стол.

Методическая цель урока: Организация деятельности студентов на достижение поставленных учебных целей. Расширение связи с организацией работодателей.

Учебная цель: Обобщить опыт студентов по использованию знаний по теме занятия.

Образовательные задачи:

1.Сформировать представление об изменениях климата в Приморском крае.

2. Проанализировать влияние человека на изменение климата.

3.Расширить знания студентов о факторах, влияющих на климат Приморья.

4.Сформировать знания о возможной угрозе изменения климата под влиянием человека.

Воспитательные задачи:

1.Студенты должны убедиться, что человек может оказывать негативное влияние на окружающую среду.

2.Воспитать стремление к познаванию нового.

3.Привитие навыков работы в коллективе.

Развивающие задачи:

1.Развивать глобальное мышление (о факторах и причинах изменения климата).

2.Развивать навыки работы в группе и умение принимать решение.

3.Привить навыки использования полученной информации в новых условиях, систематизации полученных знаний, поиска информации для решения задач, использования ИКТ в своей деятельности.

Формирование ОК: ОК 2, ОК 3,ОК 4,ОК 5,ОК 6,ОК 7

Используемые формы организации учебной деятельности: индивидуальная, фронтальная.

Используемые методы обучения:

1.Активный метод обучения (с анализом дополнительной литературы, подготовкой выступлений, презентаций).

2.Практический метод (демонстрация представленных презентаций).

3.Обсуждение устное.

Учебно-методическое оснащение занятия:

Дидактическое - презентации, сборник статей ПУГМС «Изменяется ли климат Приморского края».

Техническое – презентационное оборудование.

Самостоятельная работа студентов на уроке: активное слушание докладов, участие в дискуссии.

Межпредметные связи: метеорология.

Прогнозируемый результат: Освоение темы. Возможность использования полученных знаний в новых условиях.

Дидактическая структура занятия:

1.Организационный момент.

2.Постановка целей занятия. Актуализация знаний.

3.Обобщение знаний по проблеме занятия.

4.Применение знаний в новых условиях.

5.Обсуждение проблем по теме занятия .

6.Подведение итогов занятия.

ХРОНОЛОГИЯ ЗАНЯТИЯ:

время

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

60

65

70

75

80

85

90

структура

1

2

3

3

3

3

4

4

4

4

4

4

4

4

5

5

6

Этап урока

Задачи этапа

Содержание

Формы работы

Методы и приемы

Средства обучения

1.Организационный

-проверить готовность студентов к занятию

-установить тематические рамки занятия

мотивировать студентов к учебной деятельности

-приветствие

-создание условий для включения студентов в учебную деятельность

фронтальная

Метод организации.

диалогический

2.Постановка целей. Актуализация знаний.

актуализировать мыслительные процессы для формирования новых знаний и умений

-анализ знаний по изучаемой теме

-активизация студентов к активной деятельности .

формулирование темы, цели урока,

формирование ключевых понятий

-подготовка студентов к обсуждению полученных знаний

фронтальная

Метод побуждения.

монологический

3.Обобщение знаний по проблемам занятия.

сформировать знания по теме урока

-обеспечить восприятия знаний

-организация работы студентов по прослушиванию лекции

фронтальная

Эвристическая беседа.

Демонстрация презентации. Частично-поисковый

Электронная презентация

4.Применение знаний в новых условиях.

-организовать работу студентов по применению полученных знаний в измененной ситуации

-организация работы студентов по представлению докладов, презентаций,

обсуждение результатов

индивидуальная

Метод развития.

продуктивный.

демонстрация результатов.

Презентация

5.Обсуждение проблем темы занятия.

-организовать контроль уровня усвоения и качества усвоения знаний

-дискуссия

фронтальная

Метод контроля: устный опрос

6. Подведение итогов урока.

-зафиксировать содержания изученного материала

-оценить деятельность студентов на уроке

-обобщение полученных знаний

Выставление оценок

-анализ урока

фронтальная

Метод организации.

итоговая рефлексия

Этап

Деятельность педагога

Деятельность студентов

ОК

Показатели реального результата

1

-создает положительное эмоциональное поле

-приветствует студентов

-проверяет готовность к уроку

-сообщает тему урока

Формулирует цель

-объясняет план

-приветствуют преподавателя

-записывают тему

-совместная деятельность с преподавателем по определению целей урока

ОК 2 3 6

Готовность студентов и оборудования к уроку

2

-выявляет наличие опорных знаний для освоения новых

-отвечают на поставленные вопросы

-слушают участников беседы, дополняют друг друга

ОК4

Готовность студентов к учебно-познавательной деятельности на основе опорных знаний

3

-представитель ПУГМС. Начальник отдела формирует основные понятия

-демонстрирует презентацию

-слушают объяснение

-активно участвуют при объяснении

-следят за представленной презентацией

ОК 2 5

Активные действия с объемом учебного материала.

4

-организует деятельность студентов

По представлению выступления

Организует работу по представлению результатов

-демонстрируют и комментируют презентацию

-отвечают на вопросы

ОК 2 3 4 5 6 7

Самостоятельное выполнение презентации, требующей применения знаний в новой ситуации.

5

-задает вопросы по изучаемой проблеме

-отвечают на вопросы

ОК 2 7

Получение достоверной информации об усвоении вопросов.

6

-комментирует работу студентов на занятии

Делает выводы о полученных знаниях и приобретенных умениях

-выставляет оценки

-оценивают значимость изученной темы

-оценивают работу на уроке

ОК 3

Активность самооценки, получение студентами информации о реальных результатах обучения.

КОНСПЕКТ УРОКА

Программа.

Доклад Тесленко Е.И.- начальника отдела метеорологии и климата ПУГМС (с презентацией).

Выступление студентов (с презентацией).

1. Введение. Изменение параметров климата.

2.. Влияние загрязнения на парниковый эффект, озоновый слой, кислотные осадки, острова тепла.

3.. Тепловые острова, солнечная энергия, облачность, смог, влагообмен.

4.. Источники загрязнения, газы, их влияние на парниковый эффект.

5. Влияние антропогенных факторов на климат.

6. Сжигание топлива, аэрозоли, цементная промышленность, влияние на загрязнение.

7. Влияние асфальтовой поверхности на микроклимат.

8. Загрязнение в Приморье и Артеме и влияние на климат.

9. Загрязнение атмосферы в Приморье и Находке, влияние на климат.

10. Заключение. Антропогенное влияние на климат.

Введение.

Атмосфера является наиболее подвижной частью биосферы. Поэтому воздействие на нее множества рассредоточенных по поверхности Земли источников загрязнения и приобретает глобальный характер. Глобальными проблемами  загрязнения атмосферы следует считать: парниковый эффект, разрушение озонового слоя планеты и проблему кислотных дождей.               Антропогенное загрязнение атмосферы в России определяется главным образом потреблением ископаемых видов топлива – угля, нефти, природного газа и даже немного торфа, и с использованием вторичных энергоносителей, продуктами их переработки. Значительно меньший вклад вносят промышленные процессы. Упрощенно, тремя основными группами источников загрязнения атмосферы являются: транспорт, промышленные предприятия, и утилизация отходов.              В это количество ещё не вошли природные источники загрязнения атмосферы. В выбросах, как правило, прослеживается приоритет транспорта по отношению к остальным источникам.  Из отраслей промышленности главный объем выбросов в воздушную среду приходится на электроэнергетику, цветную и черную металлургию, нефтедобычу и нефтепереработку (90% от суммы загрязнений)Таблица1. Среднегодовые выбросы в атмосферу пяти главных загрязнителей в мире и в России в млн. тонн

Загрязнитель

Промышленность в мире

Мировой транспорт

Промышленность в России

Транспорт России

Твердые частицы

57

80

2,4

3.7

Окись углерода

177

200

3,6

9,3

Диоксид серы

99

0,7

5,4

0,04

Оксиды азота

68

20

1,5

2,4

Углеводороды

4

50

1,0

1,4

   ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ В ПРИМОРСКОМ КРАЕ И В НАХОДКЕ              В промышленности России  почти 30% загрязняющих выбросов  в атмосферу дает электроэнергетика, что очень актуально и для нашего края. На промышленных предприятиях Приморского края насчитывается 12990 стационарных источников выбросов в атмосферу, и потупило 224,11 тысяч тонн выбросов загрязняющих веществ 182-х наименований, или 112 кг за год на одного жителя края в год.

              Наша энергетика дала 64% суммарного загрязнения атмосферы и 21%  - котельные ЖКХ. Доля предприятий прочих отраслей промышленности не превышает 10% валового выброса загрязняющих веществ, еще меньше – предприятия транспорта и Министерства обороны РФ. Но эти данные не являются полными, так как действующее законодательство в области охраны окружающей среды не предусматривает учет воздействия на атмосферный воздух транспортных средств индивидуальных владельцев, доля которых в автомобильном парке края превышает 80%. 

Таблица 2. Показатели выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в в среднем за год от стационарных источников.

Наименования загрязняющих веществ

Поступило в атмосферу( в тысячах тонн)

Твердые вещества

113,11

Диоксид углерода

34,26

Сернистый ангидрид

48,48

Оксиды азота

23,10

Углеводороды (без ЛОС)

1,33

Летучие органические соединения (ЛОС)

1,74

Прочие жидкие и газообразные

110,99

ВСЕГО

224,11

              Анализ динамики поступления загрязняющих веществ в атмосферу в Приморье позволяет прогнозировать увеличение объемов выбросов загрязняющих веществ в период 2016-2018 годы, что связано с ростом числа автотранспортных средств, увеличением выработки энергии, использованием высокозольного и высокосернистого топлив в электроэнергетике и малых котельных края. Предполагается увеличение объемов переработки грузов в Восточном порту, роста производства в ОАО «Спасскцемент», продолжением строительства нового нефтепровода, нефтеперерабатывающего завода. Все это требует немалых энергетических и транспортных затрат и способствует увеличению выбросов загрязняющих веществ, и в частности, парниковых газов.             Находка является относительно благополучным в Приморье и в России по состоянию загрязнения  воздушного бассейна. Этому способствуют природно-климатические условия. Находкинская агломерация относится к муссонной области умеренного пояса. Благодаря  господству в течение года ветров разной направленности, и сравнительно открытого рельефа, все загрязняющие вещества атмосферы сравнительно легко рассеиваются, снижая свою концентрацию  непосредственно в самом городе. Основными загрязнителями воздуха в городе, а значит и поставщиками  парниковых газов, являются многочисленные котельные и интенсивный автотранспорт. Порядка 70 котельных разной мощности и принадлежности ежегодно сжигает сотни тысяч тонн угля или топочного мазута. На 185 тыс. человек приходится порядка 70 тысяч автомобилей .В летние месяцы эти цифры увеличиваются за счет приезда  к морю отдыхающих из других районов Дальнего Востока. Официально, в Находке повышенный уровень загрязнения, за счет: взвешенных веществ - 0,1% НП  и диоксида азота  - 0,3% НП. НП – это наибольшая повторяемость (в %) превышения ПДК по данным измерений на всех постах за всеми примесями за год. ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ И КЛИМАТ ПЛАНЕТЫСолнечная радиация обеспечивает 99,98% теплоты, поступающей на земную поверхность, что составляет 134 х 10 ккал. Из этого огромного количества тепла лишь 44% достигает земной поверхности, а остальная часть поглощается озоновым слоем - 13%, атмосферой - 7% и отражается обратно в космическое пространство - 36% Если бы естественный парниковый эффект не задерживал солнечное тепло, то средняя температура нижних слоев атмосферы составляла бы минус восемнадцать градусов, а значит огромные пространства земной поверхности были бы покрыты вечными ледниками .              Суть проблемы парникового эффекта заключается в нарушении теплового баланса атмосферы в результате увеличения содержания в воздухе так называемых парниковых газов, молекулы которых интенсивно поглощают и отражают тепловое излучение, исходящее от поверхности Земли, нагретой солнечными лучами. Часть этого поглощенного теплового излучения атмосферы излучается обратно к поверхности, создавая парниковый или тепличный эффект. Важнейшими парниковыми газами являются: диоксид углерода, метан, хлор-фторуглеводороды (фреоны), оксид азота(1) и некоторые другие газы, включая водяной пар и озон. Вклад этих веществ в увеличение средней глобальной температуры атмосферы оценивается следующими цифрами:  СО2 – 66%, СН4 – 18%, ФХУ – 8%,  N2О - 3%, остальных газов -5 % .Влияние на парниковый эффект разных газов существенно различается. Так, влияние молекулы метана в 25 раз, а фреонов в 11 тыс. раз сильнее, чем молекулы диоксида углерода. Но высокий вклад углекислого газа в создание парникового эффекта в атмосфере, связан со значительным увеличением содержания этого вещества в воздухе в результате сжигания в больших объемах всех видов ископаемого топлива и его производных. Если в начале ХХ века содержание СО2 в воздухе составляло 0,027%, то в 90-е годы ХХ века - уже 0,033%., т.е. относительный рост за это время составил 20% (Трифонова, 2005). Рост населения и увеличения потребления природных ресурсов, в частности, топлива, увеличивает поступления углекислого газа в атмосферу. Накоплению диоксида углерода способствует так же массовая вырубка лесов на планете и уменьшение продуктивности фитопланктона в океане из-за локального загрязнения, так как все это приводит к уменьшению связывания СО2 в процессе фотосинтеза. Установлено, что зеленые растения поглощают в год около 220 млрд. т. СО2. Двуокись углерода – основа процесса фотосинтеза растений, важный фактор выветривания горных пород, литогенная основа карбонатов.             

Другие парниковые газы поступают в атмосферу в меньших количествах, но влияют на температуру атмосферы не намного меньше, т.к. поглощают инфракрасное излучение в 50-100 раз сильнее, чем СО2. Достаточно большой вклад в парниковый эффект вносит метан. Его антропогенные источники: рисовые поля, крупный рогатый скот, свалки бытовых отходов. Значительное количество метана поставляет горное производство, те же угольные месторождения. Увеличение содержания в атмосфере оксида азота объясняется, в основном, возрастанием производства и применения азотных удобрений в сельском хозяйстве. Широкое применение в промышленности фреонов, особенно в прошлые годы, и длительное существование их в атмосфере усиливает парниковый эффект.               Несмотря на установившееся в атмосфере равновесие в балансе водяного пара, могут появляться регионы с выраженным нарушением такого равновесия по природным или антропогенным причинам. Массовые лесные пожары формируют высокую приземную температуру, концентрацию влаги в облаках, а перенос этих дождевых облаков на большие расстояния ветром обеспечивает выпадение обильных осадков совсем в других регионах. Антропогенное воздействие на изменение климата

Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат. В некоторых случаях причинно-следственная связь прямая и недвусмысленная, как, например, при влиянии орошения на температуру и влажность, в других случаях эта связь менее очевидна. Различные гипотезы влияния человека на климат обсуждались на протяжении многих лет.

Главными проблемами сегодня являются: растущая из-за сжигания топлива концентрация СО2 в атмосфере, аэрозоли в атмосфере, влияющие на её охлаждение, и цементная промышленность. Другие факторы, такие как землепользование, уменьшение озонового слоя, животноводство и вырубка лесов, также влияют на климат.

Сжигание топлива

Начав расти во время промышленной революции в 1850-х годах и постепенно ускоряясь, потребление человечеством топлива привело к тому, что концентрация СО2 в атмосфере возросла с ~280 чнм до 380 чнм. При таком росте спроецированная на конец 21-го века концентрация будет составлять более 560 чнм. Известно, что сейчас уровень СО2 в атмосфере выше, чем когда-либо за последние 750 000 лет. Вместе с увеличивающейся концентрацией метана эти изменения предвещают рост температуры на 1.4-5.6°С в промежутке между 1990 и 2040 годами.

Аэрозоли

Считается, что антропогенные аэрозоли, особенно сульфаты, выбрасываемые при сжигании топлива, влияют на охлаждение атмосферы. Полагают, что это свойство является причиной относительного «плато» на графике температур в середине XX века.

Цементная промышленность

Производство цемента является интенсивным источником выбросов СО2. Диоксид углерода образуется, когда карбонат кальция (CaCO3) нагревают, чтобы получить ингредиент цемента оксид кальция (СаО или негашёная известь). Производство цемента является причиной приблизительно 5 % выбросов СО2 индустриальных процессов (энергетический и промышленный сектора). При затворении цемента то же количество СО2 поглощается из атмосферы при протекании обратной реакции СаО + СО2 = СаСО3. Поэтому производство и потребление цемента изменяет только локальные концентрации СО2 в атмосфере, не изменяя среднее значение.

Землепользование

Существенное влияние на климат оказывает землепользование. Орошение, вырубка лесов и сельское хозяйство коренным образом меняют окружающую среду. Например, на орошаемой территории изменяется водный баланс. Землепользование может изменить альбедо отдельно взятой территории, поскольку изменяет свойства подстилающей поверхности и тем самым количество поглощаемого солнечного излучения.

Последствия от загрязнения атмосферы.

В результате хозяйственной деятельности человека ежегодно в атмосферу поступает огромное количество загрязняющих веществ. Например, за год на нашей планете в атмосферу было выброшено 400 млн. тонн соединений серы, азота, углерода и твердых частиц. Предприятия металлургического комплекса и энергетики, а также нефтехимические заводы дают здесь около 70 % загрязнения атмосферы. На втором месте находится автотранспорт. Выбросы диоксида углерода, оксидов азота, метана, диоксида серы, фреона и других загрязняющих веществ оказывают влияние на глобальный климат и вызывают негативные экологические последствия, то есть парниковый эффект, разрушение озонового слоя, кислотные дожди и т. д.

Кроме отрицательных последствий потепления климата, связанных с повышением уровня Морового океана, имеются и положительные последствия. Повышение температуры воздуха над континентами местами может привести к увеличению количества атмосферных осадков, что благоприятно скажется на природных экосистемах, усилится процесс фотосинтеза, увеличится урожайность сельскохозяйственных культур.

Вторым глобальным негативным последствием загрязнения атмосферы является разрушений озонового слоя под влиянием выбросов фреонов и оксидов азота, то есть продуктов неполного сгорания топлива в двигателях реактивных самолетов. Как установлено, фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, подвергаются фотохимическому разложению с образованием окиси хлора, интенсивно разрушающей озон. Выбросы фреона в атмосферу сейчас достигли на нашей планете 1,4 млн. т/год. Истощение озонового слоя приводит к увеличению потока ультрафиолетовых лучей на земную поверхность, что опасно для всего живого на планете.

Третья глобальная проблема, возникающая при загрязнении атмосферы - это кислотные дожди, то есть атмосферные осадки, имеющие pH меньше 5,6. Выпадение кислотных дождей связано с выбросами в атмосферу диоксида серы и оксида азота, общий объем которых в настоящее время составляет 225 млн. т/год. Многообразны негативные последствия кислотных дождей: подкисление почв, повреждение лесов, ускорение коррозии мостов, плотин, зданий, вред здоровью людей и т. д.

Тепловое загрязнение атмосферы в городе.

Увеличение производства энергии на Земле приводит к тепловому загрязнению окружающей среды. Так, в районе крупных городов возникают «острова тепла», где температура на 1-4°С выше естественной. Существенно влияет на климат орошение и осушение земель, лесопосадки, строительство водохранилищ и т.д. Так, в засушливых районах при орошении больших площадей земель за счет затрат тепла на испарение снижается температура земной поверхности, что приводит к понижению температуры воздуха и повышению его относительной влажности. Водохранилища оказывают заметное влияние на микроклимат прилегающих территорий: уменьшается континентальность климата, увеличивается влажность воздуха и количество осадков. С развитием на Земле человеческого общества появился новый фактор, влияющий на климат планеты. В городах температура воздуха выше, чем в окрестностях. Запыленность воздуха способствует образованию туманов, облаков, что ведет к сокращению продолжительности солнечного сияния и выпадению осадков. Хозяйственная деятельность человека порой имеет необратимое пагубное влияние на климат. К примеру, загрязнение атмосферы двуокисью серы и окислами азота породило такое явление, как кислотные дожди, отравляющие почву и водоемы, губящие леса. Эти загрязнения переносятся на большие расстояния воздушными массами и вместе с осадками выпадают далеко от источников загрязнения. Только в США и Западной Европе ими уничтожено уже более 30 млн. га, являющихся легкими планеты. Кислотные дожди выпадают и на территории России.

Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат. В некоторых случаях причинно-следственная связь прямая и недвусмысленная, как, к примеру, при влиянии орошения на температуру и влажность, в других случаях эта связь менее очевидна. Различные гипотезы влияния человека на климат обсуждались на протяжении многих лет. В конце 19-го века в западной части США и Австралии была, к примеру, популярна теория дождь идёт за плугом (англ. rain follows the plow).

Главными проблемами сегодня являются: растущая из-за сжигания топлива концентрация СО2 в атмосфере, аэрозоли в атмосфере, влияющие на её охлаждение, и цементная промышленность. Другие факторы, такие как землепользование, уменьшение озонового слоя, животноводство и вырубка лесов, также влияют на климат.

Изменение микроклимата в городах.

Между городом и окрестностями существует разница не климата вообще, а только микроклимата, т.к. в целом факторы, определяющие климат, для города и его окрестностей остаются одними и теми же.

Параметры микроклимата, изменяющиеся в крупных городах:

1. температура (об этом параметре говорилось выше);

2. ветровой режим ( нарушен);

3. воздухообмен (затруднен);

4. режим осадков (слабые чаще, чем за городом);

5. изменения в облачном покрове, прозрачности воздуха (туманы с дальностью видимости до 1 км в больших городах бывают реже, чем в окрестностях )

В окрестностях крупных городов туманов ежегодно бывает больше, чем в самих городах.

Повышение температуры городского воздуха по сравнению с окрестностями заметно снижает относительную влажность воздуха, а, следовательно, и вероятность достижения воздухом состояния насыщения, необходимого для возникновения туманов.

Так увеличение температуры на 1° С при том же содержании в воздухе Н20 приводит к снижению относительной влажности воздуха на 10%.

Если плотных туманов в крупных городах с видимостью менее 1 км бывает в 2 - 3 раза меньше, чем за городом, то дымок с видимостью от 1 до 9 км бывает в 2 - 3 раза больше, чем в окрестностях.

Энергия солнечных лучей в крупных городах ослаблена по сравнению с загородной местностью примерно на 0,2.

В утренние и вечерние часы при низком положении солнца над горизонтом (зимой - и в дневное время ) количество Солнечной радиации ниже в городе в 2 раза.

Причина: городской дым и пыль. Они задерживают самую важную часть солнечного спектра для живых организмов - ультрафиолетовую.

Обилие в городском воздухе частичек твердых веществ стимулирует образование капелек и снежинок. Это приводит к образованию облаков, в результате чего чаще выпадают осадки .

«тепловые острова», почему раньше о  них ничего не было слышно, а теперь говорят все чаще и чаще? Этот термин вошел в обиход еще в 30-х годах прошлого столетия, когда климатологи обнаружили устойчивое превышение температуры воздуха на территории крупных городов мира над его температурой в прилегающих к городам местностях. На общем фоне климатических условий промышленно развитых стран города с населением свыше 1 млн. человек выделяются как своеобразные острова с более высокой средней годовой температурой. Это и побудило назвать их «тепловыми островами». В прошлом крупных городов было сравнительно немного, и факты повышенной температуры воздуха в них не привлекали большого внимания, хотя и были известны еще в минувшем столетии. В наше время на земном шаре число городов с миллионным населением приближается к 200, а к концу столетия превысит 300, и с этим климатологам уже приходится считаться. Насколько в крупных городах теплее, чем в окрестностях? Средние годовые температуры воздуха в больших городах, выше, чем в окружающей их сельской местности, на 1—2° С. Но это средние характеристики. В разное время года и суток, как и при различных условиях погоды, это различие может колебаться в широких пределах: в отдельных случаях в городах может быть даже на 8 — 10° С теплее, чем в окрестностях, в другие дни, например при плотной низкой облачности, разница иногда не ощущается совсем или даже приобретает противоположный знак, то есть в городе может быть на доли градуса холоднее, чем в окрестностях. В ясную, малооблачную погоду, как летом, так и зимой в городах обычно теплее, чем за городом, на несколько градусов. Это бывает особенно заметно в ночное время суток. Чем объясняется повышение температуры воздуха в больших городах? Крупные города «потеплели» за последние 100 лет примерно на 2 С. В чем же тут дело? Хотя в городах больше, чем в сельской местности, сжигается топлива и, следовательно, больше тепла отдается окружающему воздуху,— главная причина повышения температуры воздуха в городах другая. Специальные исследования этого вопроса показали, что примерно на 9/10 повышение температуры в городах связано с задымленностью воздуха городов и особенно с увеличением содержания в городском воздухе углекислого газа, водяного пара и других примесей, создающих так называемый парниковый эффект. Дело в том, что некоторые газы, в частности указанные выше, имеющие трехатомную молекулярную структуру, отличаются избирательной способностью поглощения лучистой энергии. Пропуская беспрепятственно большинство лучей коротковолновой части спектра, направленных «сверху вниз», то есть от Солнца к земной поверхности, они поглощают значительную часть излучаемой земной поверхностью длинноволновой лучистой энергии, то есть излучения, направленного «снизу вверх». Поэтому отдача тепла земной поверхностью в космическое пространство уменьшается, тепло остается в пределах нижнего приземного слоя воздуха, что особенно ощутимо в ясные ночи. Таким образом, главная причина повышения температуры воздуха в городах — в изменении условий радиационно-теплового баланса над территорией города по сравнению с территорией окрестностей. Теплоотдача городских отапливаемых построек также играет свою роль, но эта роль, вопреки сложившемуся и кажущемуся внешне вполне убедительным мнению, второстепенная: на нее приходится лишь около 10% общей разности температуры между городом и окрестностями. Чем еще, кроме режима температуры, отличается климат больших городов от климата сельской местности? Следует уточнить, что между городом и окрестностями существуют различия не климата вообще, а только микроклимата, так как в целом факторы, определяющие климат, для города и его окрестностей остаются одними и теми же.

Другие параметры микроклимата городов.

Помимо режима температуры воздуха в больших городах нарушается ветровой режим, затруднен воздухообмен; изменяется режим осадков, особенно слабых,— они наблюдаются в городах чаще, чем за городом; есть изменения в облачном покрове, прозрачности воздуха, пониженной за счет частых дымок, при которых дальность видимости из-за помутнения воздуха уменьшается (но сохраняется больше 1 км).

Туманы с дальностью видимости менее 1 км в больших городах теперь бывают реже, чем в окрестностях, хотя еще недавно считалось, что туманы более присущи городам, чем сельской местности. Как часто наблюдаются туманы в больших городах? Для каждого большого города характерны свои цифры повторяемости туманов, и при этом в разные годы цифры эти могут сильно отличаться от средних многолетних. В пригороде туманов ежегодно бывает значительно больше, чем в самих городах: повышение температуры городского воздуха по сравнению с окрестностями заметно уменьшает относительную влажность воздуха, а следовательно, и вероятность достижения воздухом состояния насыщения, необходимого для возникновения тумана. Так, повышение температуры на 1° С при том же содержании в воздухе водяного пара влечет за собой уменьшение относительной влажности почти на 10% (точнее, от 6 до 8% в диапазоне значений температуры воздуха + 20 ...-20° С). Дело в том, что энергия солнечных лучей в многомиллионном городе ослабляется по сравнению с загородной местностью примерно на одну пятую. В утренние и вечерние часы при низком положении Солнца над горизонтом (как, кстати, и в дневное время зимой) количество солнечной радиации уменьшается в городе вдвое. При этом, что очень важно, городской дым и пыль задерживают самую важную для живых организмов часть солнечного спектра — ультрафиолетовую, которая как раз и образует солнечный загар. Облака дыма и мглы сокращают продолжительность солнечного сияния над городом на 100—200 ч в год; такое сокращение наиболее заметно в зимние месяцы, но оно значительно и летом. Обилие в городском воздухе загрязняющих его мелких твердых частичек стимулирует образование облачных капелек и снежинок, так как эти частички легко аккумулируют влагу. В результате в городе больше облаков и чаще выпадают осадки (особенно небольшие — морось, слабый снег), чем за городом. Наиболее ощутимо это различие в городских районах, находящихся на подветренной стороне по отношению к преобладающим ветрам. Все это делает прием солнечных ванн в большом городе малоэффективным... Почему за городом дышится легче, чем в городе? Практически все городские жители, выезжая за город, чувствуют себя там лучше, чем в городе. Пассажиры самолетов, приближающихся к большим городам, имеют возможность наблюдать над городами облака дыма и копоти, из-за которых детали городской застройки практически неразличимы с борта самолета. Облака эти распространяются вверх до высоты 400—500 м.

Что представляет собой смог? Смог — это ядовитая смесь дыма и газовых отходов химических предприятий с туманом или не менее ядовитая смесь продуктов сгорания топлива в двигателях транспорта и котельных промышленности с пылью и другими видами городских загрязнений воздуха без тумана. Смог с туманом называют еще влажным, или лондонским, смогом, а смог без тумана — сухим. От последнего страдают особенно сильно крупные города на западе США, в том числе город Лос-Анджелес, а также столица Японии Токио. В отличие от влажного смога, образующегося обычно в сырую погоду зимой, сухой смог возникает чаще всего летом и в начале осени, в послеполуденные часы, при температуре 25—30° С. Возникновению смога способствуют такие условия погоды, когда создается застойное состояние воздуха, при котором улицы и площади города практически не вентилируются. Это, в частности, бывает при антициклонах, при штилевой погоде вообще и при выхолаживании самого нижнего слоя воздуха, когда в верхних слоях на некоторой высоте воздух оказывается теплее, чем в нижних (то есть наблюдается температурная инверсия). Города, расположенные в понижениях местности, отличаются повышенной повторяемостью температурных инверсий, и, следовательно, при высоком уровне индустриального загрязнения воздуха они предрасположены к образованию смога. Могут ли большие города влиять на погоду в окрестностях? Когда большие города достаточно удалены друг от друга и число их в стране относительно невелико, изменение микроклимата ощущается только в пределах границ городов и в ближайших к ним окрестностях (на подветренной по отношению к преобладающим ветрам стороне городов это заметно больше всего). Если города так разрастаются, что местами уже сливаются друг с другом, образуя сплошные промышленные комплексы — мегаполисы, простирающиеся на многие десятки километров. Кроме того, наблюдается тенденция к созданию больших промышленных объектов, таких, как крупные тепловые электростанции, химические предприятия и т. п., за пределами городов, в сельской местности. Таким образом, процессы изменения погоды и микроклимата, выявленные в больших городах, могут проявить себя и за пределами их, то есть в значительно больших масштабах.

Может ли климат на Земле измениться под влиянием человеческой деятельности? Это может произойти в том случае, если человечество окажет на естественные факторы формирования климата настолько серьезное влияние, что нарушится баланс прихода — расхода тепла и влагообмена такой большой и сложной системы, как наша Земля в целом и окружающая ее атмосфера. Какие это факторы? Приток солнечного тепла к земной поверхности и способность последней к его поглощению и отражению, а также способность атмосферного воздуха и содержащихся в нем примесей пропускать лучистую энергию и усваивать ее. Для упрощения задачи (иначе нам с нею не справиться) мы должны принять количество приходящей к Земле лучистой энергии Солнца неизменным в пределах того времени, для которого мы решаем задачу о возможности изменения климата (в противном случае, при изменении интенсивности солнечного излучения климат Земли изменится и без вмешательства человека). Некоторым, хотя и не очень большим, утешением для нас могут служить расчеты ученых, показывающие, что человечество вскоре прекратит сжигать в таких, как сейчас, и все возрастающих количествах органическое топливо: его запасов на Земле едва ли хватит более чем на 100—150 лет. Волей-неволей людям придется найти другие виды энергии, использование которых, как, например, атомной энергии, не связано ни с расточительным расходованием кислорода, ни с выделением больших количеств углекислого газа... Что же касается озона — мощного заслона от губительной космической радиации, основная масса которого сосредоточена в нижней стратосфере, на высоте около 23 км, то до последнего времени считалось, что его существованию угрожает все увеличивающееся количество окислов азота, заносимых на эти высоты самолетами (окислы азота возникают при сгорании в авиационных двигателях топлива). В последние годы установлено, что несравненно большую опасность для слоя озона представляет другой продукт человеческой деятельности — фреоны (фторхлоруглеродистые соединения, широко применяемые в холодильной промышленности), а окислы азота сравнительно быстро нейтрализуются, взаимодействуя с водяным паром, в изобилии образующимся при сгорании авиационного топлива... Хотя количественных характеристик антропогенных изменений содержания в атмосфере кислорода, углекислого газа и озона еще недостаточно, тем не менее,закрывать глаза на угрозу таких изменений нельзя: изменения налицо, вопрос только в том, чтобы по возможности точно их учесть, а также оценить возможное их влияние на условия жизни на Земле, в том числе и на климат нашей планеты. Сумеет ли человечество приспособиться к новому климату? Предсказания антропогенного изменения климата.

Антропогенные изменения климата трудно предсказать. Но даже если изменения климата количественно окажутся очень скромными, масштабы их могут быть впечатляющими. В самом деле: если, как утверждают некоторые ученые, увеличение содержания в воздухе углекислого газа, зафиксированное к настоящему времени, будет продолжаться и приведет в будущем столетии к увеличению средней годовой температуры воздуха «всего» на 2° С, то растают льды Арктики и Антарктики, из-за чего уровень Мирового океана повысится на 70—75 м, а это значит, чтомногие крупнейшие города мира, расположенные на берегах морей и океанов, окажутся затопленными; вместе с ними под водой окажутся огромные пространства прибрежных низменностей и равнин, ныне густонаселенных...

Если же, как утверждают другие ученые, потепления не произойдет, а из-за уменьшения прозрачности воздуха в связи с наблюдающимся ростом его загрязненности, наоборот, начнется похолодание, то те же несколько градусов понижения средней годовой температуры способны вызвать новое оледенение — наступление полярных льдов на умеренные и низкие широты... Единой точки зрения на этот вопрос не существует. Ряд ученых склоняется к мнению, что на Земле с учетом антропогенных воздействий возможны три варианта климата: 1) очень теплый и влажный, аналогичный климату предледникового периода — миоплиоцена; 2) менее теплый, соответствующий межледниковой эпохе; 3) очень сухой, суровый и холодный, соответствующий климату последнего оледенения. Есть, однако, и противники этой точки зрения, высказывающиеся в пользу принципиальной возможности существования на Земле множества состояний ее климата, в том числе и таких, которые до сих пор на Земле не были известны. В прошлом нашей планеты уже были значительные, длительные по времени, и менее существенные, относительно кратковременные похолодания, сопровождавшиеся оледенением многих географических районов в обоих полушариях Земли. Все они не были связаны с человеческой деятельностью, а вызывались (во всяком случае многие из них) вспышками вулканической деятельности на Земле, когда в воздух выбрасывалось большое количество вулканической пыли, длительно сохранявшейся в стратосфере и уменьшавшей прозрачность атмосферы, то есть ее способность пропускать солнечные лучи к земной поверхности. Насколько серьезна угроза изменения газового состояния земной атмосферы? По мнению ряда ученых, наиболее серьезную проблему для человечества представляет изменение содержания в атмосферном воздухе кислорода и углекислого газа, а также возможность уменьшения содержания озона.

Источником энергии атмосферных процессов является солнечная радиация. К земной поверхности приходит коротковолновая радиация, тогда как нагреваемая таким образом Земля испускает в атмосферу и далее за ее пределы энергию в виде длинноволнового (инфракрасного, или теплового) излучения.

Некоторые газы в атмосфере, включая водяной пар, отличаются парниковым эффектом, то есть способностью в большей степени пропускать к поверхности Земли солнечную радиацию по сравнению с тепловым излучением, испускаемым нагретой Солнцем Землей. В результате температура поверхности Земли и приземного слоя воздуха выше, чем она была бы при отсутствии парникового эффекта. Средняя температура поверхности Земли равна плюс 15°С, а без парникового эффекта она была бы минус 18°! Парниковый эффект - один из механизмов жизнеобеспечения на Земле.

Ведущую роль в парниковом эффекте играет водяной пар, находящийся в атмосфере. Удивительно, что большую роль играют также газы, не отличающиеся высокой концентрацией в атмосфере. К основным парниковым газам относятся: углекислый газ (диоксид углерода) (С02), метан (СН4), оксиды азота, в особенности N20, и озон (Оз). В эту же категорию следует включить не встречающуюся в природе группу газов, синтезируемых человеком, под общим названием хлорфторуглероды.

Например, при удвоенной концентрации углекислого газа по сравнению с концентрацией в начале промышленной революции (1750— 1800 гг.) и при отсутствии других факторов эффект радиационного воздействия составил бы 4 вт/м2, а компенсационное повышение температуры было бы около 1°. При более полном учете факторов и обратных связей между ними оказывается, что удвоение концентрации углекислого газа привело бы к повышению температуры на 2,5°С . Эффект радиационного воздействия при удвоенной концентрации С02, равный 4 вт/м2, составляет 1,7% от величины коротковолновой солнечной радиации, поглощаемой атмосферой и поверхностью Земли и равной в среднем 240 вт/м2. Нарушение баланса приходящей и уходящей радиации всего лишь на 1,7% приводит, как видим, к очень серьезным изменениям климата. Это еще один пример высокой степени сбалансированности механизмов жизнеобеспечения экосферы, т.е. ее устойчивости.

Деятельность человека за последние 200 лет, и в особенности после 1950 г., привели к продолжающемуся и в настоящее время повышению концентрации в атмосфере газов, обладающих парниковым эффектом . Неизбежно последовавшая за этим реакция атмосферы заключается в антропогенном усилении естественного парникового эффекта.

Парниковый эффект каждого из таких газов зависит от трех основных факторов:

а) ожидаемого парникового эффекта на протяжении ближайших десятилетий или веков (например, 20, 100 или 500 лет), вызываемого единичным объемом газа, уже поступившим в атмосферу, по сравнению с эффектом от углекислого газа, принимаемым за единицу;

б) типичной продолжительности его пребывания в атмосфере,

в) объема эмиссии газа.

Комбинация первых двух факторов носит название “Относительный парниковый потенциал” и выражается в единицах от потенциала С02. Она является удобным показателем текущего состояния парникового эффекта и используется в международных дипломатических переговорах. Относительная роль каждого из парниковых газов весьма чувствительна к изменению каждого фактора и к их взаимозависимости, и потому определяется весьма приближенно.

Основные особенности газов с парниковым эффектом в атмосфере. приведены в табл.

Газ

Концентрация, частей на миллиард

Прирост концентрации, % за год

Относительный парниковый потенциал газа на ближайшие 20 лет

Продолжительность существования в атмосфере, гг.

Антропогенное усиление парникового эффекта, ватт/м2

Диоксид углерода, С02

358000

0,4

1

50-200

1,56

Метан,

СН4

1720

0,6

12

12-17

0,47

Оксид азота, N20

312

0,25

290

120

0,14

Хлорфтор-

углероды*

0,1-0,3

0-5

300-8000

12-50

0,15

¦ Для понимания глобального парникового эффекта необходимо понять роль каждого из газов. Как видим, картина отличается большой сложностью и изменчивостью во времени.

Состав атмосферы и ее влияние на климатические факторы.

Роль водяного пара, содержащегося в атмосфере, в общемировом парниковом эффекте велика, но трудно определима однозначно. При потеплении климата содержание водяного пара в атмосфере будет увеличиваться, тем самым усиливая парниковый эффект.

Диоксид углерода, или углекислый газ (СО2), отличается, по сравнению с другими парниковыми газами, относительно низким потенциалом парникового эффекта, но довольно значительной продолжительностью существования в атмосфере - 50-200 лет и сравнительно высокой концентрацией. Доля диоксида углерода в парниковом эффекте составляет в настоящее время около 64%, но эта относительная величина неустойчива, поскольку зависит от изменяющейся роли других парниковых газов.

Концентрация углекислого газа в атмосфере в период с 1000 по 1800 гг. составляла 270-290 частей на миллион по объему (ppmv). Затем она стала неуклонно увеличиваться с соответствующим возрастанием парникового эффекта. Расчеты показывают, что при современном уровне эмиссии углекислого газа концентрация его в атмосфере будет неуклонно увеличиваться,. Стабилизация концентрации может быть достигнута посредством значительного сокращения объема выбросов.

Рассмотрим причины наблюдаемого роста концентрации, основываясь на антропогенной части глобального биогеохимического цикла углерода.

Основной источник поступления углекислого газа в атмосферу - сжигание горючих ископаемых (угля, нефти, газа) для производства энергии. Около 80% всей энергии в мире производится за счет тепловой энергетики.

Сокращение лесов тропического и экваториального пояса, деградация почв, другие антропогенные трансформации ландшафтов приводят в основном к высвобождению углерода, которое сопровождается его окислением, то есть образованием С02. В атмосфере в результате деятельности человека ежегодно дополнительно накапливается 3,3+0,2 млрд. т углерода в виде углекислого газа.

Мировой океан поглощает из атмосферы (растворяет, химически и биологически связывает) около 2,0+0,8 гигатонн углерода в виде углекислого газа. Суммарные величины поглощения углекислого газа океаном пока непосредственно не измеряются. Они рассчитываются на основе моделей, описывающих обмен между атмосферой, поверхностным и глубинным слоями океана.

Метан (СН4) также играет заметную роль в парниковом эффекте, составляющую приблизительно 19 % от общей его величины (на 1995 г.). Метан образуется в анаэробных условиях, таких как естественные болота разного типа, толща сезонной и вечной мерзлоты, рисовые плантации, свалки, а также в результате жизнедеятельности жвачных животных и термитов. Оценки показывают, что около 20% суммарной эмиссии метана связаны с технологией использования горючих ископаемых (сжигание топлива, эмиссии из угольных шахт, добыча и распределение природного газа, переработка нефти).

Всего антропогенная деятельность обеспечивает 60-80 % суммарной эмиссии метана в атмосферу.

В атмосфере метан неустойчив. Он удаляется из нее вследствие взаимодействия с ионом гидроксила (ОН) в тропосфере. Несмотря на этот процесс, концентрация метана в атмосфере увеличилась примерно вдвое по сравнению с доиндустриальным временем и продолжает расти со скоростью около 0,8 % в год.

Текущая роль оксида азота (N20) в суммарном парниковом эффекте составляет всего около 6%. Концентрация оксида азота в атмосфере также увеличивается. Предполагается, что его антропогенные источники приблизительно вдвое меньше естественных. Источниками антропогенного оксида азота является сельское хозяйство (в особенности пастбища в тропиках), сжигание биомассы и промышленность, производящая азотсодержащие вещества. Его относительный парниковый потенциал (в 290 раз выше потенциала углекислого газа) и типичная продолжительность существования в атмосфере (120 лет) значительны, компенсируя его невысокую концентрацию.

Хлорфторуглероды (ХФУ) - это вещества, синтезируемые человеком, и содержащие хлор, фтор и бром. Они обладают очень сильным относительным парниковым потенциалом и значительной продолжительностью жизни в атмосфере. Их итоговая роль в парниковом эффекте составляет, на середину 1990-х гг., приблизительно 7%. Производство хлорфторуглеродов в мире в настоящее время контролируется международными соглашениями по защите озонового слоя, включающими и положение о постепенном снижении производства этих веществ, замене их на менее озонразрушающие с последующим полным его прекращением. В результате концентрация ХФУ в атмосфере начала сокращаться.

Озон (Оз) - важный парниковый газ, находящийся как в стратосфере, так и в тропосфере. Он влияет как на коротковолновую, так и на длинноволновую радиацию, и потому итоговые направление и величина его вклада в радиационный баланс в сильной степени зависят от вертикального распределения содержания озона, в особенности на уровне тропопаузы, где надежных наблюдений пока недостаточно. Поэтому определение вклада озона в парниковый эффект сложнее по сравнению с хорошо перемешиваемыми газами. Оценки указывают на положительную результирующую(приблизительно +0,4 ватт/м2).

Аэрозоли - это твердые частицы в атмосфере диаметром от 10'9 до 10‘5 м, или от 10'3 до 101 микрон (цм). Они образуются вследствие ветровой эрозии почвы, извержений вулканов и других природных процессов, а также благодаря деятельности человека (сжигание горючих ископаемых и биомассы).

Антропогенные аэрозоли двояко влияют на радиационный баланс Земли:

а) непосредственно, через поглощение и рассеивание солнечной радиации, и

б) косвенно, так как аэрозоли действуют как ядра конденсации, играющие важную роль в образовании и развитии облаков, влияющих, в свою очередь, на радиационный баланс.

Существует много неопределенностей в понимании роли аэрозолей в парниковом эффекте из-за высокой региональной изменчивости их концентрации и химической композиции, при малом количестве непосредственных наблюдений. В целом можно сказать, что антропогенные аэрозоли снижают величину радиационного баланса, то есть несколько компенсируют антропогенный парниковый эффект. В отличие от парниковых газов, типичный срок существования аэрозолей в атмосфере не превышает нескольких дней. Поэтому их радиационный эффект быстро реагирует на изменения эмиссии загрязнений и столь же быстро прекращается.

В отличие от глобального воздействия газов с парниковым эффектом эффект атмосферных аэрозолей является локальным. Географическое распространение сульфатных аэрозолей в воздухе в основном совпадает с промышленными районами мира. Именно там локальный охлаждающий эффект аэрозолей может значительно уменьшить и даже свести практически на нет глобальный парниковый эффект.

Гидроклиматические последствия антропогенного парникового эффекта

Накопление парниковых газов в атмосфере и последующее усиление парникового эффекта приводит к повышению температуры приземного слоя воздуха и поверхности почвы. Анализ глобальных данных по температурам воздуха позволил сделать обоснованный вывод о том, что наблюдаемый рост температуры обусловлен не только естественными колебаниями климата, но и деятельностью человека. Можно полагать, что прогрессирующее антропогенное накопление парниковых газов в атмосфере приведет к дальнейшему усилению парникового эффекта. (Некоторые ученые полагают, что, наоборот, повышения температуры воздуха первичны. Они вызывают прогрессирующее накопление углекислого газа.)

В соответствии со сценарием наиболее вероятной величины эмиссии парниковых газов, средняя мировая температура приземного слоя воздуха за период с 1990 по 2100 гг. увеличится приблизительно на 2°С. По сценариям низкой и высокой эмиссии рост температуры составит соответственно 1°С и 3,5°С. В любом варианте, потепление будет значительнее, чем все колебания климата в течение голоцена, то есть последних 10000 лет, и будет очень серьезной проблемой для человечества.

Вследствие термической инерции океанов средняя температура воздуха будет повышаться и после 2100 г., даже если концентрация парниковых газов к этому времени стабилизируется.

Прогнозируемые изменения климата по регионам отличаются от средних глобальных, но надежность прогнозов регионального климата в основном невелика. При удвоении содержания углекислого газа в атмосфере по сравнению с преиндустриальным периодом повышение температуры воздуха в различных регионах будет в пределах между 0,6°С и 7°С. Суша будет нагреваться больше, чем океаны. Наибольшее повышение температуры ожидается в арктических и субарктических поясах, в особенности зимой, в основном вследствие сокращения площади морского льда.

Рост температуры воздуха будет сопровождаться увеличением количества осадков, хотя картина пространственного изменения распределения осадков будет более пестрой, чем распределение температуры воздуха. Вариация изменения осадков будет находиться в пределах от -35% до +50%. Надежность оценки изменений влажности почвы, что столь важно для сельского хозяйства, также значительно ниже, чем оценки изменения температуры воздуха.

Очень важно также, что относительно небольшие изменения средних показателей климата будут, по всей вероятности, сопровождаться повышением частоты редких, катастрофических событий, таких как тропические циклоны, штормы, засухи, экстремальные температуры воздуха и пр.

Природная среда в Приморском крае и АГО

Основное воздействие на природную среду в Приморском крае и АГО оказывают выбросы в атмосферу загрязняющих веществ, сброс загрязненных стоков в водные объекты и на территорию округа, загрязнение территории отходами производства и потребления, организация стихийных свалок бытовых отходов.

Так проведенный анализ статистических данных показал, что в целом по краю увеличились выбросы загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников и от передвижных источников в атмосферный воздух

Таблица 1 - Выбросы загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников и от передвижных источников в атмосферный воздух по Приморскому краю за 2012-2015 годы (тыс. тонн).

Показатели

2012

2013

2014

2015

Масса выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников.

27,4

25,9

27,0

28,9

Масса выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от передвижных источников (автотранспортными средствами).

9,0

9,11

9,396

9,8

Больше всего воздух в городах загрязнён бензапиреном, окислами азота, взвешенными веществами и формальдегидом.

Среднегодовые концентрации бензапирена превышают допустимую норму в Уссурийске - в 3,8 раза, Партизанске - в 3,0 раза, во Владивостоке - в 2 раза, в Находке - в 1,5 раза.

По сравнению с прошлым годом среднегодовые концентрации бензапирена уменьшились в городах Владивосток, Партизанск и Уссурийск.

Среднегодовые концентрации диоксида азота превышали допустимую норму в Уссурийске - в 2,2 раза, в Артеме - в 2,1 раза, во Владивостоке - в 2,0 раза, в Спасске - Дальнем - в 1,1 раза.

Одним из наиболее значимых факторов среды, оказывающих влияние на климат, является атмосферный воздух.

Высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха в городах, где осуществляются систематическое наблюдение Приморским Управлением по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, отмечен в Уссурийске и Владивостоке, ориентировочно высокий - в Партизанске, Артеме, в других городах края уровень загрязнения оценен как низкий.

Артем занимает 3 место по Приморскому краю по выбросам загрязняющих веществ на душу населения. Ситуация выглядит следующим образом.

Таблица 2 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу на 1 км 2 площади и на душу населения по АГО

Выбросы загрязняющих веществ, тонн на 1 км 2 площади

Выбросы загрязняющих веществ на душу населения, кг

2011

2012

2013

2014

2015

2011

2012

2013

2014

2015

55,8

54,1

51,2

53,4

57,1

252,9

244,9

232,6

240,9

258,0

Исходя из данной таблицы можно сделать вывод о том, что динамика выбросов загрязняющих веществ с 2011 по 2013 шла на спад, но за последние года стремительно растёт.

Автотранспорт является одним из основных загрязнителей окружающей среды оксидами азота NOx (смесь NO и NO2) и угарным газом, содержащихся в выхлопных газах. Доля транспортного загрязнения составляет более 60% по CO и более 50% по NOx от общего загрязнения атмосферы этими газами. Выбросы вредных веществ от автотранспорта характеризуются количеством основных загрязнителей воздуха, попадающих в атмосферу из выхлопных газов за определённый промежуток времени. (таблица 3).

Таблица 3 - Выбросы загрязняющих веществ автотранспортом предприятий район 17 км государственной трассы Владивосток – Находка

СО

СН

NO2

C

2014

1790640

128520

147960

10123,2

2015

2371680

961200

321120

18673

Рост количества автотранспорта год от года ведет к увеличению загрязнения воздуха, что подтверждается проведенными замерами выбросов в районе 17 км государственной трассы Владивосток – Находка атмосфера загрязнена в 1,3 раза больше СО; в 7,5 раза больше выбросов СН; 2,2 раза больше выбросов NO2 и в 1,8 раза больше выбросов С.

Если десять и более лет назад главным фактором изменения климата считали увеличение выбросов парниковых газов, что повлекло за собой политические решения о квотах на выбросы, то сейчас позиция большинства ученых претерпела серьезные изменения. Главный вывод заключается в том, что неожиданные изменения климата в прошлом, очевидно, связаны с нелинейными процессами, в частности теми, которые влияют на формирование глубоких вод в Атлантике. Неустойчивость теплого климата может значительно расширить свои границы. В кернах сохранились следы быстрого потепления: подъем температуры на 5°С мог происходить за немногие десятилетия.

Если глобальный тепловой баланс Земли серьезно зависит от парникового эффекта, накладывающегося на космические закономерности поступления энергии от Солнца с присущими им изменениями (а именно таков главный вывод анализа керна из скважины на станции Восток), то региональные особенности климата определяются прежде всего колебаниями циркуляции вод океана в масштабах десятилетий. В оценке глобальных изменений циркуляции и их связи с климатом интерес сейчас в значительной мере смещается от циркуляции в атмосфере к циркуляции в океане. Океан играет важную роль в меридиональном переносе тепла к полюсам, меняя глобальный климат. Неверным оказалось предположение, что изменения в океане происходят очень медленно.

Влияние антропогенных факторов на изменение климата

По-видимому, основными факторами антропогенного воздействия на климат являются увеличение концентрации парниковых газов, а также увеличение выбросов аэрозолей в атмосферу. Основные парниковые газы - это водяной пар (Н2О), углекислый газ (СО2), метан (СН4), окись азота (N2O), озон (О3) и, в меньшей степени, ряд хлорфторуглеводородных соединений. Увеличение концентрации этих газов приводит к увеличению поглощения излучения от Земли, которое имеет место в инфракрасной области спектра, (максимум излучения в области 8 - 13 мк). Это вызывает подогрев атмосферы и, следовательно, в свою очередь, поверхности Земли.

Влияние главных парниковых газов: водяного пара и углекислого газа, с одной стороны, являющихся главным условием существования жизни на Земле, а с другой стороны, на долю которых приходится более 95 % всего парникового эффекта, подогревающего атмосферу на 33 о С. Между ними есть принципиальная разница. Водяной пар в атмосфере является наименьшей по массе частью свободной воды, находящейся в гидросфере и криосфере в основном в жидкой и твердой форме. Масса водяного пара определяется притоком солнечной радиации и температурой воздуха и не может существенно изменяться при постоянстве этих факторов

Естественно, что локальное влияние на климат антропогенной и техногенной деятельности человека (создание искусственных водохранилищ, плотин на реках, вырубка лесов и др.) может быть существенно большим. Однако и здесь не стоит переоценивать человеческие возможности по сравнению с природными факторами, такими, как извержение вулканов, землетрясения, колебания уровня воды морей и внутренних водоемов (озер) и т.д.

Антропогенное изменение климата.

Наряду с естественными факторами на глобальные климатические условия оказывает всевозрастающее влияние хозяйственная деятельность.

В исследованиях установлено, что влияние хозяйственной деятельности на глобальный климат связано с действием нескольких факторов, из которых наибольшее значение могут иметь:

Увеличение количества атмосферного углекислого газа, а также некоторых других газов, поступающих в атмосферу в ходе хозяйственной деятельности, что изменяет парниковый эффект в атмосфере.

Увеличение массы атмосферного аэрозоля, усиливающего рассеивание и поглощение радиации на его частицах.

Рост количества образуемого в ходе хозяйственной деятельности тепла, расходуется на нагревание атмосферы.

Рост концентрации углекислого газа в атмосфере в значительной мере определяется образованием СО2 в результате сжигания угля, нефти и других видов топлива. Значительно меньшее количество СО2 поступает в атмосферу при изготовлении цемента.

Кроме углекислого газа на парниковый эффект атмосферы может влиять обусловленное хозяйственной деятельностью увеличение количества ряда малых примесей в атмосферном воздухе – фреонов, окислов азота и некоторых других газов. Хотя сравнительно небольшие концентрации этих газов могут оказать заметное влияние на климат, выброс всех газов такого типа можно контролировать, то есть поддерживать на сравнительно низком уровне экономически доступными способами. В связи с этим их влияние на климат будущего проявится только при отсутствии контроля за состоянием атмосферного воздуха. В таком случае рост концентрации указанных газов приведет к дополнительному потеплению, усиливающему потепление, обусловленное ростом концентрации углекислого газа.

Если влияние естественных факторов на современный климат характеризуется сравнительно небольшими изменениями средней глобальной температуры – на десятые градуса, то антропогенные факторы в течение нескольких десятилетий могут оказать влияние на изменение этой температуры на несколько градусов, то есть на величину, соответствующую различиям между климатом ледниковых и межледниковых эпох. Такое изменение климата приведет к крупным изменениям всей среды, окружающей человека, и окажет глубокое влияние на его хозяйственную деятельность.

Проблемы, связанные с загрязнением атмосферы и их влияние на климат.

Среди проблем охраны окружающей природной среды проблема охраны атмосферного воздуха занимает особое место. Это обуславливается несколькими причинами. Во-первых, исключительной важностью атмосферного воздуха для всего живого на Земле. Во-вторых, высокой чувствительностью атмосферы к антропогенным воздействиям и огромной подвижностью воздушных масс, с которыми могут переноситься вредные примеси.

Главными по интенсивности и эффектам антропогенными воздействиями на атмосферу являются:

Выброс огромного количества различных антропогенных веществ в атмосферу (что ведет к изменению ее состояния, изменению физических и химических свойств).

Прямой нагрев и изменение радиационных характеристик атмосферы за счет антропогенного изменения подстилающей поверхности.

По масштабам воздействия необходимо выделить в этой проблеме локальные загрязнения (нередко до значительного уровня), региональные и загрязнения атмосферы глобального масштаба, а также эффекты, вызываемые этим загрязнением.

Локальные загрязнения представляют собой важнейшую практическую проблему для городов, промышленных районов и некоторых сельскохозяйственных зон, где загрязнения от отдельных источников (промышленные предприятия, транспорт) могут достичь заметных величин.

При борьбе с загрязнением атмосферы в такой ситуации необходимо иметь в виду, что некоторые низко расположенные источники и даже мелкие (например, большое количество низких труб жилых домов) могут повлиять на локальный уровень загрязнения более существенно, чем высоко расположенные источники (выбросы из высоких труб).

В атмосферном воздухе городов существенные уровни загрязнения отмечаются по двуокиси серы, окислам азота, пыли, окислам углерода (доля этих загрязнений достигает 85 %). Остальное количество приходится на долю ряда веществ, которые связаны с работой отдельных специфических предприятий. К таким веществам относятся сероводород, хлор, сероуглерод, аммиак, соединения фтора.

Антропогенные воздействия и результаты этих воздействий в глобальном масштабе оказывают влияние как на здоровье человека, так и на экологические системы, а также на климат и биосферу в целом.

Из крупномасштабных – глобальных или приближающихся к ним последствий антропогенного воздействия на атмосферу необходимо выделить:

Возможное изменение климата;

Дальнее, трансграничное распространение загрязняющих веществ, ведущее к повсеместному выпадению кислотных дождей;

Изменение электрических свойств атмосферы;

Возможное нарушение озонного слоя Земли

Микроклимат города

Большой современный город сильно влияет на климат. Он формирует свой местный климат, а на отдельных его улицах и площадях создаются своеобразные микроклиматические условия, определяемые городской застройкой, покрытием улиц, распределением зеленых насаждений и др.

Большой город, особенно с сильно развитой промышленностью, загрязняет атмосферу над собой, увеличивает ее мутность и тем самым уменьшает приток солнечной радиации. За счет увеличения мутности может теряться до 20% солнечной радиации. Снижение солнечной радиации еще усиливается высокой застройкой в узких улицах. Вследствие той же пелены дыма и пыли на территории города снижено эффективное излучение, а значит, и ночное выхолаживание. В то же время в городе к рассеянной радиации присоединяется радиация, отраженная стенами и мостовыми.

Крыши и стены домов, мостовые и другие элементы города, поглощая радиацию, нагреваются в течение дня сильнее, чем почва и трава, и отдают тепло воздуху, особенно вечером. Поэтому температуры воздуха в городах в 70–80% случаев выше, чем в сельской местности. Поле температуры над городом характеризуется одной или несколькими замкнутыми изотермами, получившими название городского острова тепла. Лучше всего контрасты температуры между городом и окружающей сельской местностью выражены в спокойную антициклональную погоду. Они исчезают при сильном ветре или сплошной облачности. Особенно повышает город минимальные температуры. Разность минимальных температур на городской и загородной станциях может достигать нескольких градусов. С ростом города, т.е. с увеличением его застройки, температура в городе растет.

Испарение, а следовательно, и влажность в городе меньше, чем в сельской местности, вследствие покрытия улиц и стока воды в канализацию. Так как территория города нагрета больше, чем окружающая местность, и обладает большой шероховатостью, над городом усиливается конвекция и больше развиваются облака, что также уменьшает число часов солнечного сияния и количество ясных дней. Наблюдается и увеличение осадков над городом.

Система городских улиц и площадей приводит к изменениям направления ветра в городе. Ветер преимущественно направляется вдоль улиц. В общем , скорость ветра в городе ослабевает, но в узких улицах усиливается; на улицах и перекрестках легко возникают пыльные вихри и поземки.

В тихую антициклоническую погоду на перегретой территории города наблюдается так называемый городской бриз. Слабые ветры направлены днем от окружающей местности к центру города при усилении восходящего движения воздуха над городом. Если общий перенос воздуха достаточно силен, бриз незаметен.

При устойчивой стратификации атмосферы, в особенности при инверсиях температуры, дым может накапливаться в приземном слое атмосферы в таком количестве, что оказывает вредное физиологическое воздействие. Известен задымленный воздух крупных портовых и промышленных городов. Ядовитые дымы и газы, являющиеся отходами производства, могут накапливаться в нижних слоях, особенно если этому благоприятствует рельеф местности, и вызывать массовые отравления.

Этот материал студенты обрабатывают, представляют в виде презентации и выступления по одной из проблем.

САМОАНАЛИЗ ОТКРЫТОГО ЗАНЯТИЯ

в гр. Э-22 Мироненко Т.Ф.

Данное занятие проходило в группе Э-22, в которой студенты имеют средний уровень обучаемости.

Я провела занятие по МДК 01.02 Природопользование и охрана окружающей среды.

Тема занятия: Климат Приморья и влияние человека на климат.

Тип занятия: Обобщающий урок.

Вид занятий: Круглый стол.

В рамках занятия необходимо было решить

Образовательные задачи:

1.Сформировать представление об изменениях климата в Приморском крае.

2. Проанализировать влияние человека на изменение климата.

3.Расширить знания студентов о факторах, влияющих на климат Приморья.

4.Сформировать знания о возможной угрозе изменения климата под влиянием человека.

Воспитательные задачи:

1.Студенты должны убедиться, что человек может оказывать негативное влияние на окружающую среду.

2.Воспитать стремление к познаванию нового.

3.Привитие навыков работы в коллективе.

Развивающие задачи:

1.Развивать глобальное мышление (о факторах и причинах изменения климата).

2.Развивать навыки работы в группе и умение принимать решение.

3.Привить навыки использования полученной информации в новых условиях, систематизации полученных знаний, поиска информации для решения задач, использования ИКТ в своей деятельности.

На занятии использовались такие формы организации учебной деятельности: индивидуальная, фронтальная.

Используемые методы обучения:

1.Активный метод обучения (с анализом дополнительной литературы, опережающими заданиями, подготовкой выступлений, презентаций).

2.Практический (демонстрация представленных презентаций).

3.Обсуждение устное.

Большое значение имеет мотивация проведенного занятия, студентам поясняется , что знание факторов , влияющих на состояние окружающей среды, можно использовать для анализа и прогнозирования проблемы , связанной с изменением климата. Мы со студентами постарались подобрать материал для анализа достаточно актуальный, охватывающий все сферы окружающей среды, используя материалы исследования проблемы для различных регионов Приморского края.

Положительным для занятия является проведение его с приглашением специалиста ПУГМС Тесленко Е.И., которая грамотно рассмотрела и научно обосновала проблемы, связанные с изменением климата в Приморье.

Активность была на хорошем уровне. Такая активность проявлялась и при подготовке студентов к занятию, все отнеслись серьезно и ответственно.

Все что планировалось, было выполнено, поэтому, считаю, что занятие поставленной цели достигло.

Занятие имело направленность обобщение знаний и использование их в новых условиях, что позволило реализовать поставленные образовательные задачи.

Преподаватель Мироненко Т.Ф.

АНАЛИЗ УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ

Дата «31» мая 2019 г.

Присутствуют на занятии : председатель ЦК Бурая О.В., Гостева О.В.-преподаватель, Отрощенко Т.Г.- зам директора по УВР, Миронова Н.В.- методист.

Цель посещения: Уровень усвоения обучающимися программного материала и возможности его использования в новых условиях.

Ведет занятие (Ф.И.О.): Мироненко Татьяна Фоминична

Наименование специальности: Рациональное использование природохозяйственных комплексов

Наименование дисциплины: МДК 01.02 Природопользование и охрана окружающей среды.

Курс 2; группа Э-22; Количество студентов17 чел.

Тема учебного занятия: Климат Приморья и влияние человека на климат.

Цели учебного занятия: Образовательные: Сформировать представления об изменениях климата в Приморье. Проанализировать влияние человека на изменения климата. Расширить знания о факторах, влияющих на климат края. развивающие: учиться анализировать, обобщать и систематизировать, развивать навыки самостоятельной, познавательной деятельности; поиска информации и использование этой информации в новых условиях.

воспитательные: воспитание стремления к познаванию нового. Привитие навыков работы в коллективе.

Тип занятия: Обобщающий урок.

Вид учебного занятия: Круглый стол

1. Организация занятия:

• начало занятия (своевременность, расход времени на организационную часть);

Занятие началось своевременно.

Преподаватель озвучила тему занятия и определила цель: Познакомить студентов с проблемой изменения климата в Приморье, обобщить опыт студентов по использованию знаний по теме в новых условиях.

• готовность преподавателя и студентов к занятию, в том числе подготовленность материальной базы;

Преподаватель и обучающиеся полностью готовы к занятию. На занятии активно используется презентационное оборудование..

• оценка структуры занятия и

целесообразности затраченного на каждый этап времени;

Занятие структурно построено верно в соответствии с видом учебного занятия – круглый стол с использованием ТСО.

Постановка целей , актуализация знаний 5 мин.

Выступление с демонстрацией презентации начальника отдела ПУГМС Тесленко Елены Ивановны 15 мин

Выступление студентов по 3-5 минут

Обобщение материала, обсуждение проблемы 10 мин.

Подведение итогов 5 мин.

• выполнение плана занятия;

Занятие спланировано верно. Обучающиеся мотивированы на успешное усвоение материала. Актуализация опорных знаний и умений произведена в начале занятия.

• своевременность окончания занятия.

Занятие закончилось своевременно.

2. Проведение занятия:

• правильность сообщения темы и постановки цели. Работа по усвоению цели занятия студентами;

Тема занятия сообщена преподавателем в начале урока, цель занятия полностью достигнута – все студенты справились с опережающим заданием. Преподаватель активно использует дифференцированный подход к обучающимся. Для тех, кто успешно осваивает курс вопросы для сообщений более сложные, требующие аналитического подхода. Большая часть студентов приняла участие в подготовке заданий ,что свидетельствует о хорошей подготовке студентов по этой дисциплине.

• подготовка студентов к активному восприятию нового материала, связь его с ранее изученным материалом;

В ходе всего занятия прослеживается постоянная связь с ранее изученным материалом. Межпредметные связи очевидны, прежде всего, с такой дисциплиной как «Метеорология».

• методы сообщения и закрепления новых знаний. Оценка их с точки зрения активности студентов;

Обучающиеся активны на занятии. Работа их на занятии представляет собой активное прослушивание вопроса с последующим обсуждением.

• научность, направленность и

убедительность в изложении материала;

Тесленко Е.И. научным языком, логично и доступно объясняет тему. Тема занятия актуальна, т.к. современный специалист должен обладать хорошими знаниями в области изучаемой проблемы изменения климата, знать проблему, связанную с климатом в Приморском крае.

• организация и методика

инструктирования студентов перед проведением занятия;

Преподаватель проинструктировала студентов перед проведением занятия, помогла подобрать материал по предложенной проблеме, проверила готовность студентов, представленные презентации.

• организация самостоятельной работы студентов на занятии;

Преподаватель использует опережающие задания при подготовке к уроку.

• проверка и оценка знаний, умений и навыков, студентов на занятии;

Оценки за участие студентов на занятии поставлены объективно.

• воспитательное воздействие занятия;

В конце занятия преподаватель прокомментировала участие студентов, их уровень подготовленности и сделала выводы. Преподавателем выставлены объективные оценки за работу на занятии.

3. Поведение преподавателя и студентов на занятии:

• внешний вид и поведение преподавателя;

Внешний вид преподавателя соответствует требованиям педагогической этики, она тактична, доброжелательна.

• речь преподавателя и его

контроль за речью студентов;

Преподаватель по ходу урока тактично корректирует речь студентов.

• педагогический такт и

требовательность преподавателя;

Преподаватель тактична. Студенты выполняют все требования преподавателя на занятии.

• умение владеть группой;

Преподаватель владеет вниманием группы в полной мере, умеет организовать работу, поэтому у студентов повышенный интерес к изучению дисциплины.

• дисциплина студентов на занятии.

Хорошая дисциплина на занятии.

2. Заключение по занятию:

Занятие проведено на высоком профессиональном уровне с использованием презентационного оборудования. У студентов в ходе занятия сформирован навык по применению имеющихся знаний в новых условиях. Тема занятия отвечает профессиональной направленности обучения. Цели занятия достигнуты в полном объеме. Студенты показали высокие результаты работы по опережающим заданиям, обучающиеся развивают свои коммуникативно-технические навыки, получают навыки самостоятельной работы. Преподаватель активно использует дифференцированный подход к обучающимся во время подготовки к занятию. Положительным является сотрудничество при проведении занятия с будущими работодателями. Хорошо проявляется мотивация обучения по данной дисциплине.

.

Председатель ЦК Бурая О.В.

Гостева О.В.-преподаватель

Отрощенко Т.Г.- зам директора по УВР

Миронова Н.В.- методист.

Ознакомлен:

Преподаватель Мироненко Т.Ф.

Время Знаний

Россия, 2015-2024 год

Всероссийское СМИ - "Время Знаний"
Выходные данные
Издатель: ИП Воробьев И.Е.
Учредитель и главный редактор: Воробьев И.Е.
Электронная почта редакции: konkurs@edu-time.ru
Возрастная категория 0+
Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС 77 - 63093 от 18.09.2015 г.
выдано Роскомнадзор
Обновлено по состоянию на: 29.03.2024


Правообладатель товарных знаков
ВРЕМЯ ЗНАНИЙ (Св-во №779618)
EDUTIME (Св-во №778329):
Воробьев И.Е.

Лицензия на осуществление образовательной деятельности № Л035-01213-63/00622379 выдана Министерством образования и науки Самарской области