Коллеги - педагогический журнал Казахстана
Учительские университеты
| Главная » Статьи » В помощь учителю » Экология |
Изменение климата и последствия для человечества
| Изменение климата и последствия для человечества Задачи: формирование экологической грамотности учащихся; получение знаний о том, как сберечь энергию и уменьшить выделение парниковых газов в атмосферу; применение полученных знаний в жизни. Прежде чем рассматривать сложную проблему взаимосвязи общества и природы, тенденций в их взаимоотношениях, следует определить основные понятия. Среди массы различных подходов и определений природы одно из наиболее устоявшихся — понимание природы (в широком смысле слова) как всего окружающего нас мира во всем бесконечном многообразии его проявлений. Природа представляет собой объективную реальность, которая существует вне и независимо от сознания человека. В узком же смысле слова, а именно в соотношении с понятием «общество», под «природой» понимают весь материальный мир, за исключением общества, как совокупность естественных условий его существования. Общество же как форма совместной жизнедеятельности людей является обособившейся частью природы и в то же время неразрывно с ней связано. Уровень воздействия человека на окружающую среду зависит в первую очередь от технической вооруженности общества. Она была крайне мала на начальных этапах развития человечества. Однако с развитием общества, ростом его производительных сил ситуация начинает меняться кардинальным образом. XX век — это век научно-технического прогресса. Связанный с качественно новым взаимоотношением науки, техники и технологии, он колоссально увеличивает возможные и реальные масштабы воздействия общества на природу, ставит перед человечеством целый ряд новых, чрезвычайно острых проблем, в первую очередь — экологическую. Что такое экология? Под этим термином, впервые употребленным в 1866 г. немецким биологом Э.Геккелем (1834—1919), понимается наука о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой. Ученый полагал, что новая наука будет заниматься только взаимоотношениями животных и растений со средой их обитания. Начнем с температуры. Температура – один из важных абиотических факторов, влияющих на все физиологические функции всех живых организмов. Температура на земной поверхности зависит от географической широты и высоты над уровнем моря, а также времени года. Что происходит с человеческим организмом, когда температурные параметры изменяются? В этом случае он вырабатывает специфические реакции приспособление относительно каждого фактора, то есть адаптируется. Адаптация – это процесс приспособления к условиям среды. Как же происходит адаптация к изменениям температуры? Температура тела в большей или меньшей степени влияет на весь организм (на все органы и системы). Соотношение температуры внешней среды и температуры тела определяет характер деятельности системы терморегуляции. Природа парникового эффекта Парниковый эффект атмосфер обусловлен их различной прозрачностью в видимом и дальнем инфракрасном диапазонах. На диапазон длин волн 400—1500 нм в видимом свете и ближнем инфракрасном диапазоне приходится 75 % энергии солечного излучения, большинство газов не поглощают в этом диапазоне; рэлеевское рассеяние в газах и рассеяние на атмосферных аэрозолях не препятствуют проникновению излучения этих длин волн в глубины атмосфер и достижению поверхности планет. Солнечный свет поглощается поверхностью планеты и её атмосферой (особенно излучение в ближней УФ- и ИК- областях) и разогревает их. Нагретая поверхность планеты и атмосфера излучают в дальнем инфракрасном диапазоне: так, в случае Земли при равном 300 K, 75 % теплового излучения приходится на диапазон 7,8—28 мкм, для Венеры при равном 700 K — 3,3—12 мкм. Атмосфера, содержащая многоатомные газы (двухатомные газы диатермичны — прозрачны для теплового излучения), поглощающие в этой области спектра (т. н. парниковые газы — H2O, CO2,CH4 и пр).- существенно непрозрачна для такого излучения, направленного от её поверхности в космическое пространство, то есть имеет в ИК-диапазоне большую оптическую толщину. Вследствие такой непрозрачности атмосфера становится хорошим теплоизолятором, что, в свою очередь, приводит к тому, что переизлучение поглощённой солнечной энергии в космическое пространство происходит в верхних холодных слоях атмосферы. В результате эффективная температура Земли как излучателя оказывается более низкой, чем температура её поверхности. Влияние парникового эффекта на климат планет Степень влияния парникового эффекта на приповерхностные температуры планет (при оптической толщине атмосферы < 1) зависит от оптическтойи плотности парниковых газов и, соответственно, их парциального давления у поверхности планеты. Таким образом, парниковый эффект наиболее выражен у планет с плотной атмосферой, составляя у Венеры ~500 K. Планета Атм. давление у поверхности, атм. Концентрация CO2, % атм. Венера ~ 93 ~ 96,5 ~ 89,8 504 Земля 1 0,038 0,038 39 Марс ~ 0,007 95,72 ~ 0,0067 8 Вместе с тем следует отметить, что величина парникового эффекта зависит от количества парниковых газов в атмосферах и, соответственно, зависит от химической эволюции и изменений состава планетарных атмосфер. • Ребята, что вы знаете о Венере? • Какие условия на этой планете? Вене́ра — вторая внутренняя планета Солнечной системы с периодом обращения в 224,7 земных суток. Названа именем Венеры, богини любви из римского пантенома. Это единственная из восьми основных планет Солнечной системы получившая название в честь женского божества. Земля и Венера в сравнении Атмосферное давление на поверхности Венеры в 92 раза больше, чем на Земле. Детальное картографирование поверхности Венеры проводилось в течение последних 22 лет, в частности проектом «Магеллан» Поверхность Венеры носит яркие признаки вулканической деятельности, а атмосфера содержит много серы. Некоторые эксперты полагают, что вулканическая деятельность на Венере продолжается и сейчас. Однако явных доказательств этому не было найдено, поскольку пока ни на одной из вулканических впадин —кальдер— не было замечено лавовых потоков. Удивительно низкое число ударных кратеров говорит в пользу того, что поверхность Венеры относительно молода: ей приблизительно 500 миллионов лет. Никаких свидетельств тектонического движения плит на Венере не обнаружено, возможно, потому что её литосфера из-за отсутствия воды слишком вязкая и, следовательно, недостаточно подвижна. Полагают также, что Венера постепенно теряет внутреннюю высокую температуру. При наличии парникового эффекта эта планета мало изучена. Смелая гипотеза говорит о том, что когда-то Венера была такой же, как и наша Земля. Но вследствие катаклизмов превратилась в планету с губительной атмосферой. Парниковый эффект и климат Земли Климатические индикаторы за последние 0,5 млн лет: изменение уровня океана (синий), концентрация 18O в морской воде, концентрация CO2 в антарктическом льду. Деление временной шкалы — 20 000 лет. Пики уровня моря, концентрации CO2 и минимумы 18O совпадают с межледниковыми температурными максимумами. По степени влияния на климат парникового эффекта Земля занимает промежуточное положение между Венерой и Марсом: у Венеры повышение температуры приповерхностной атмосферы в ~13 раз выше, чем у Земли, в случае Марса — в ~5 раз ниже; эти различия являются следствием различных плотностей и составов атмосфер этих планет. При неизменности солнечной постоянной и, соответственно, потока солнечной радиации, среднегодовые приповерхностные температуры и климат, определяются тепловым балансом Земли. Для теплового баланса выполняются условия равенства величин поглощения коротковолновой радиации и излучения длинноволновой радиации в системе Земля—атмосфера. В свою очередь, доля поглощенной коротковолновой солнечной радиации определяется общим (поверхность и атмосфера) альбедо Земли. На величину потока длинноволновой радиации, уходящей в космос, существенное влияние оказывает парниковый эффект, в свою очередь, зависящий от состава и температуры земной атмосферы. Основными парниковыми газами, в порядке их оцениваемого воздействия на тепловой баланс Земли являются водяной пар, углекислый газ, метан и озон Основные парниковые газы атмосферы Земли Газ Формула Вклад (%) Водяной пар H2O 36 — 72 % Диоксид углерода CO2 9 — 26 % Метан CH4 4 — 9 % Озон O3 3 — 7 % Главный вклад в парниковый эффект земной атмосферы вносит водяной пар или влажность воздуха тропосферы, влияние других газов гораздо менее существенно по причине их малой концентрации. В наше время парниковый эффект в среднем на 78% обусловлен парами воды и только на 22% углекислым газом. То есть в приземном слое атмосферы, где собственно и реализуется «парниковый эффект», на 10 весовых частей водяного пара, создающих 78% «парникового эффекта», приходится 1 весовая часть углекислого газа, создающая, однако, 22% «парникового эффекта». Тем не менее одна весовая часть углекислого газа в 2,82 раза более эффективна в создании «парникового эффекта», чем одна весовая часть пара воды. Из изложенного выше легко определить суммарный вклад выбросов водяного пара и углекислого газа в «парниковый эффект» для различных энергетических установок. Если вместо использования воды для отвода «сбросного тепла» на электростанциях будет использоваться воздушное охлаждение («сухие» градирни), то (без учета изменения КПД): для ТЭС на угле суммарный «парниковый эффект» в CO2-эквиваленте составит 1340 (100%)г. Экологические проблемы Казахстана на современном этапе. Человек с давних времен оказывает влияние на окружающую среду. В результате этого разносторонняя многовековая деятельность человека наложила глубокие следы на современный почвенный и растительный покров, воздушную и питьевую (водную среду), животный мир. Республика Казахстан не является в этом смысле исключением. Неумелое хищническое вмешательство человека в природу нередко практиковалось в дореволюционный и советский периоды, да и далеко не изжито и сейчас. Антропогенный фактор или антронический, антронокультурный (терминология еще в литературе не устоялась) - может воздействовать прямо (преследование или истребление животных, отравление водоемов, завоз и акклиматизация, охрана и т.п.) и косвенно главным образом, через изменение ландшафта, вырубка лесов, распашка степей и т.д. По классификации имеющихся в стране экологических проблем их можно разделить на множество групп по степени их влияния на природную среду: 1. Глобальные экологические проблемы (результативный фактор влияния всех в остальных проблем, выраженный в виде резкого потепления климата или так называемые "озоновые дыры"); 2. Национальные экологические проблемы (Аральский и Семипалатинские регионы); 3. Исторические загрязнения; 4. Истощение и загрязнение водных ресурсов, а также связанные с интенсивным освоением ресурсов шельфа Каспийского моря; 5. Трансграничные экологические проблемы; 6. Влияние полигонов Военно-космического и испытательного комплексов. С их последствиями влияния на окружающую среду: радиоактивное, бактериологическое и химическое заражение (изменение состава крови, онкология, раннее старение, падение иммунитета, мутации); 7. Локальные экологические проблемы (загрязнение воздушного - водного бассейнов, промышленные и бытовые отходы, почвенная экология и т.д.) 8. Чрезвычайные ситуации природного и технологического характера. Конечно, список этот можно продолжать бесконечно, но мы же ставим себе такую цель -начать работу прежде всего с себя. Еще одним направлением для решения экологической проблемы, и может быть в перспективе — самым важным из всех, является формирование в обществе экологического сознания, понимания людьми природы как другого живого существа, над которым нельзя властвовать без ущерба для него и себя. Экологическое обучение и воспитание в обществе должны быть поставлены на приоритетное место. Закрепление Учащиеся на стикерах пишут как уменьшить выбросы парниковых газов и экономно использовать энергию (по их мнению). Курение Сбор макулатуры Экономичное сжигание органического топлива Сохранение болот Мусор – вторичное использование Экологическая культура Экономия электроэнергии Посадка деревьев Уменьшение выхлопных газов – переход на альтернативные источники энергии Создание безотходных технологий и их внедрение Установка фильтров на предприятиях (ТЭЦ) Вывод: не смотря на то, что мы небольшое сообщество, но мы тоже можем хоть и немного принести пользу окружающей среде. Может и по нашим стопам пойдут многие. Прежде чем рассматривать сложную проблему взаимосвязи общества и природы, тенденций в их взаимоотношениях, следует определить основные понятия. Среди массы различных подходов и определений природы одно из наиболее устоявшихся — понимание природы (в широком смысле слова) как всего окружающего нас мира во всем бесконечном многообразии его проявлений. Природа представляет собой объективную реальность, которая существует вне и независимо от сознания человека. В узком же смысле слова, а именно в соотношении с понятием «общество», под «природой» понимают весь материальный мир, за исключением общества, как совокупность естественных условий его существования. Общество же как форма совместной жизнедеятельности людей является обособившейся частью природы и в то же время неразрывно с ней связано. Приложение Анкета для школьников (можно и для родителей) 1. Считаете ли Вы важной проблему экономного использования ресурсов и вторичной их переработки? (Да___ Нет___). 2. Возможно ли, на Ваш взгляд решить эту проблему личным участием каждого человека? (Да___ Нет___). 3. Готовы ли Вы сортировать и раздельно сдавать различные виды отходов? (Да___ Нет___. Комментарий. Виды отходов: стекло, бумага, пластик.) 4. Примете ли Вы участие в акции по сбору вторсырья? (Да___ Нет___. Почему?). 5. Какой газ необходим для дыхания? 6. Что такое загрязнители? 7. Что такое парниковый эффект? 8. Какие газы относятся к парниковым? Для домашнего задания предлагается приготовить сообщения по темам экологии Сообщение 1 Иногда в нашем мире рождаются телята с двумя головам, мухи без крыльев, дети без рук и ног. Все это называется мутациями. Они появляются под действием особо повреждающего фактора – мутагена – потом передаются из поколения в поколение. Мутагенами могут быть химические вещества (разные пестициды и гербициды, применяемее в сельском хозяйстве, может быть радиация или ультрафиолетовое солнечное излучение). Термин «природопользование» придумал человек, который конечно не может не использовать природу для своих нужд. Человек разрабатывает месторождения полезных ископаемых, потребляет огромное количество воды для питья, мытья посуды и автомобилей, работы бесчисленных фабрик и заводов. Не все, что мы берем у Природы можно восполнить. Например, для образования месторождения полезных ископаемых требуются миллионы лет и такие геологические условия, которые даже самое разумное хозяйствование дать не может. Поэтому нужно пользоваться этими самыми ископаемыми экономно. Также количество воды на земле ограничено и чистой воды становится все меньше и меньше. Поэтому так важно использование, как говорят ученые, оборотных вод, уже поработавших в быту или производстве и очищенных, пригодных для повторного потребления. И леса нужно рубить с умом: настоящий лес вырастает за столетия, а иногда он никогда не вырастает на прежнем месте, сколько бы вы не старались засеять семенами оголившуюся землю. С помощью фотосинтеза растения выделяют в атмосферу кислород для дыхания всех живых организмов. Ежегодно в результате фотосинтеза на Земле образуется около 150 млн. тонн органического вещества, усваивается 300 млрд. тонн углекислоты и выделяется около 200 млрд. тонн свободного кислорода. Сегодня на Земле сложился экологический кризис. И сегодня очень важной задачей является поиск путей выхода из него. Экологический кризис сегодня – это Чернобыльская катастрофа, гибель Арала, авария нефтяных танкеров в морях, отравленные ядовитыми стоками промышленных предприятий реки, исчезающие леса, загрязненный воздух и т.д. Можно закрыть предприятия, загрязняющие атмосферу и водоемы, и отказаться от применения химических веществ в сельском хозяйстве. Значит, будут остановлены практически все промышленные предприятия. Перестанут работать тепло- и электростанции, замрет транспорт. Города и села погрузятся во мрак и холод. Останется без механизации, минеральных удобрений и средств защиты растений сельское хозяйство. Наступит хаос, голод, нищета. Таким образом, невозможно заповедником сделать всю планету. Нужно искать компромиссное решение. Выход такой. Чтобы выжить, человечество должно научиться жить на Земле по-новому. Именно к этому призвала Всемирная конференция Организации Объединенных Наций по окружающей среде, принявшая в 1992 году в Рио-де-Жанейро «Повестку дня на XXI век» - программу работ на следующее столетие, предусматривающую гармоническое достижение двух целей: высокого качество окружающей среды и здоровой экономики для всех народов мира. Для успешного выполнения этой программы недостаточно усилий государств и их руководителей. Каждому человеку планеты Земля необходимо овладеть минимальным набором экологических знаний и способов деятельности, для того чтобы его поведение было экологически осмысленным. Сообщение 2 Сохраним болото. Болото является естественной средой обитания для сотен видов цветковых растений, мхов, многочисленных насекомых, моллюсков и других беспозвоночных животных, различных видов водоплавающих птиц, рыб, зверей. Благодаря болотам сохраняются леса и реки, растительный и животный мир. Вблизи рек заболоченные территории регулируют годовой сток, запасая воду во время паводка и дождей, а впоследствии отдавая ее. В результате уменьшается опасность наводнений, сохраняется полноводность рек в засушливый период. Многие реки вообще берут начало из крупных болот. Задерживая воду, болота способствуют её поступлению в подземные горизонты и тем самым пополняют их запасы. Большинство людей не представляет важность существования болот. В результате мелиорационных работ в большинстве стран многие болота были осушены и превращены в поля. На их месте возникли жилые кварталы и автомагистрали. А некоторые болота превратились в мусорные свалки. Таким образом, уничтожение болотных экосистем разрушило места обитания многих растений и животных и обернулось угрозой вымирания для многих видов. Сообщение 3 Сохраним атмосферу. Современная атмосфера Земли сформировалась в результате длительного исторического развития. Наибольшее значение для биосферы имеют три атмосферных газа: кислород, углекислый газ и азот, участвующие в биогеохимических циклах. Баланс газов в атмосфере поддерживается главным образом за счет постоянно идущих процессов и их использования живыми организмами. Последние годы изменяется баланс газа в атмосфере за счет хозяйственно деятельности людей, в результате которой происходит загрязнение воздуха. Для сохранения кислорода в атмосфере необходимо сажать деревья, т.к. они выделяют кислород в атмосферу и поглощают углекислый газ. Люди и животные, наоборот, вдыхают кислород, а выдыхают углекислый газ. Таким образом, поддерживается относительно постоянный состав воздуха. В последнее время вследствие сжигания большого количества топлива в промышленности и на транспорте происходит нарушение теплового баланса на планете, т.к. углекислый газ относится к парниковым газам. Сообщение 4 Сохраним водоемы. Водоемы загрязняются сточными водами промышленных и коммунальных предприятий при заготовке, обработке и сплаве лесоматериалов, рудных шахт, рудников, нефтепромыслов, выбросами водного и железнодорожного транспорта. Широкое применение синтетических моющих средств в быту и промышленности приводит к увеличению их концентрации в сточных водах. Опасными загрязнителями водоемов являются соли тяжелых металлов: свинца, железа, меди ртути. Ионы тяжелых металлов вначале поглощают водные растения. Далее по цепочкам питания они поступают к растительноядным животным, затем к хищным. Иногда концентрация металлов в теле рыбы в десятки и сотни раз превышает их концентрацию в водоеме. Природная вода обладает способностью к самоочищению под влиянием естественных факторов: солнечного света, атмосферных газов, жизнедеятельности организмов – бактерия, грибов, зеленых растений, животных. При сильном загрязнении самоочищение воды не происходит из-за гибели организмов и нарушения естественных биологических процессов. Вода находится в непрерывном процессе перемещения, включающем накопление, испарение и перераспределения воды, известном как гидрологический цикл или круговорот воды. Важнейшее значение в решение проблемы охраны водных ресурсов играют водоохранные зоны. Так называют территории с особым режимом хозяйственно деятельности. Они необходимы для того, чтобы предотвратить истощение и загрязнение водных объектов. К важнейшим водоохранным зонам относятся лесные насаждения на водосборах и по берегам водоемов. | |
| Просмотров: 866 | Комментарии: 2 | |
Понедельник, 2024-05-06, 5:28 PM
Приветствую Вас Гость
Приветствую Вас Гость
Форма входа |
|---|
Социальные закладк |
|---|
Поиск |
|---|
Друзья сайта |
|---|
Теги |
|---|
Статистика |
|---|