Effet de serre

Quel est l'effet de serre?

Il effet de serre C'est un processus naturel dans lequel l'atmosphère conserve une partie du rayonnement infrarouge émis par la terre et le réchauffe ainsi. Ce rayonnement infrarouge provient du-up chaud que le rayonnement solaire génère à la surface de la Terre.

Ce processus se produit parce que la Terre en tant que corps opaque absorbe le rayonnement solaire et émet de la chaleur. En même temps, lorsqu'il y a une atmosphère, la chaleur ne s'échappe pas complètement dans l'espace.

Une partie de la chaleur est absorbée et est réduite dans toutes les directions par les gaz qui composent l'atmosphère. Ainsi, la Terre maintient un certain équilibre thermique qui établit une température moyenne de 15 ° C garantissant une plage variable dans laquelle la vie peut se développer.

Le terme «effet de serre» est une comparaison avec des serres pour la culture des plantes dans les climats où la température ambiante est inférieure à ce qui est nécessaire. Dans ces maisons de culture, le toit en plastique ou en verre permet le passage de la lumière du soleil, mais empêche la sortie de chaleur.

L'effet de serre est-il bon ou mauvais?

L'effet de serre est essentiel pour la vie sur Terre, car il garantit la plage de température appropriée pour son existence. La plupart des processus biochimiques nécessaires à la vie nécessitent des températures entre -18 ºC à 50 ºC.

Dans les fluctuations du passé géologiques dans la température moyenne des terres se sont produites, qu'ils augmentent ou diminuent. Au cours des deux derniers siècles, une augmentation soutenue de la température mondiale est donnée.

La différence est qu'actuellement, le taux d'augmentation est particulièrement élevé et semble être associé à l'activité humaine. Ces activités génèrent des gaz à effet de serre qui accentuent le phénomène.

Comment est l'effet de serre?

Le processus par lequel l'effet de serre est produit a les principaux éléments du soleil, de la terre et des gaz atmosphériques. Le soleil est la source d'énergie, la terre le récepteur de ladite énergie et émetteur de chaleur et de gaz.

Énergie solaire

Une partie de l'énergie solaire atteint la surface de la terre et la chauffe, une autre se reflète vers l'espace. Une autre partie est absorbée par les couches de l'atmosphère, qui émettent un rayonnement partout et chauffent la terre

Le Sun émet fondamentalement un rayonnement à haute énergie, c'est-à-dire correspondant à la longueur d'onde visible et ultraviolette du spectre électromagnétique. La température des émissions de cette énergie atteint 6.000 ºC, mais la plupart se dissipent sur le chemin de la Terre.

De l'énergie solaire 100% qui atteint l'atmosphère, environ 30% se reflètent dans l'espace (effet d'albédo). 20% sont absorbés par l'atmosphère, principalement par les particules en suspension et la couche d'ozone, et les 50% restants se lèvent la surface de la Terre. 

La terre

La Terre reflète une partie importante du rayonnement solaire en raison de son albédo (ton clair ou blanc). Cet albédo est fondamentalement donné par les nuages, les plans d'eau et de glace.

En tenant compte de l'albédo et de la distance de la planète au soleil, la température de la Terre doit être de -18 ºC (température efficace). La température effective se réfère à ce qu'un corps ne devrait considérer que l'albédo et la distance.

Cependant, la température réelle moyenne de la Terre est d'environ 15 ºC avec une différence de 33 ºC avec la température effective. Dans cette différence marquée entre la température efficace et réelle, l'atmosphère a un rôle fondamental.

L'atmosphère

La clé de la température de la Terre est son atmosphère, si elle n'existait pas, la planète serait congelée en permanence. L'atmosphère est transparente pendant une grande partie du rayonnement des ondes courtes, mais pas pour une grande proportion de rayonnement à ondes longues (infrarouge).

En laissant passer le rayonnement solaire, la terre est chauffée et émet un rayonnement infrarouge (chaleur), mais l'atmosphère absorbe une partie de cette chaleur. De cette façon, les couches de l'atmosphère et les nuages ​​chauffent et émettent de la chaleur dans toutes les directions.

Peut vous servir: stratégies de durabilité pour la gestion des ressources naturelles

Effet de serre

Le processus de chauffage de la planète pour la rétention atmosphérique du rayonnement infrarouge est ce que l'on appelle un effet de serre.

Le nom provient de serres agricoles, où les espèces qui nécessitent une température plus grande que celle existante dans la zone de production sont cultivées. Pour cela, ces maisons de culture ont un toit qui permet le passage de la lumière du soleil mais conserve la chaleur émise.

De cette façon, il est possible de créer un microclimat chaud pour les espèces qui l'exigent dans sa croissance.

Causes de l'effet de serre

Certaines industries génèrent la plupart des gaz à effet de serre

Bien que l'effet de serre soit un processus naturel, il est modifié par l'action de l'être humain (action anthropique). Par conséquent, il est nécessaire de différencier les causes naturelles du phénomène et des altérations anthropes.

- Causes naturelles

Énergie solaire

Rayonnement électromagnétique à onde courte (haute énergie) du soleil est celui qui chauffe la surface de la Terre. Ce chauffage provoque l'émission de rayonnement à ondes longues (infrarouge), c'est-à-dire la chaleur vers l'atmosphère.

Énergie géothermique

Le centre de la planète est à incandescence et génère de la chaleur supplémentaire à celle causée par l'énergie solaire. Cette chaleur est transmise à travers la croûte terrestre, en particulier à travers les volcans, les fumaroles, les geysers et autres sources chaudes.

Composition atmosphérique

Les propriétés des gaz qui composent l'atmosphère déterminent que le rayonnement solaire atteint la terre et que le rayonnement infrarouge est partiellement conservé. Certains gaz tels que la vapeur d'eau, le CO2 et le méthane sont particulièrement efficaces dans la rétention de la chaleur atmosphérique.

Contributions naturelles du gaz d'hiver

Les gaz qui conservent le rayonnement infrarouge du chauffage de la surface de la Terre sont appelés gaz à effet de serre. Ces gaz se produisent naturellement, comme le CO2 qui est apporté par le souffle des êtres vivants.

De plus, les océans échangent de grandes quantités de CO2 avec l'atmosphère et les incendies naturels fournissent du CO2. Les océans sont une source naturelle d'autres gaz à effet de serre tels que l'oxyde d'azote (NOX).

D'un autre côté, l'activité microbienne dans les sols est également une source de CO2 et de NOx. De plus, les processus digestifs des animaux fournissent de grandes quantités de méthane à l'atmosphère.

- Causes produites par l'être humain (anthropique)

Activités industrielles

L'industrie en général émet l'atmosphère de chaleur supplémentaire, ainsi que divers gaz qui affectent l'effet de serre. Ces gaz peuvent absorber et émettre de la chaleur (par exemple: CO2) ou détruire la couche d'ozone (par exemple.: NOX, CFC et autres).

Transit automobile

Les grandes concentrations de véhicules dans les villes sont responsables de la plupart des CO2 ajoutés à l'atmosphère. Le trafic automobile contribue à environ 20% du CO2 total généré par la combustion de combustibles fossiles.

Production d'électricité et de chauffage

Les dérivés du charbon, du gaz et du pétrole pour la production d'électricité et le chauffage contribuent près de 50% du CO2.

Industrie de la fabrication et de la construction

Ces activités industrielles contribuent près de 20% du CO2 produit par la combustion de combustibles fossiles.

Feux de forêt

Les incendies de forêt proviennent également des activités humaines et libèrent des millions de tonnes de gaz à effet de serre à l'atmosphère chaque année.

Gaspillage

L'accumulation de processus de déchets et de fermentation qui se produisent ainsi que la combustion de tels déchets sont une source de gaz à effet de serre.

Agriculture

L'activité agricole fournit plus de 3 millions de tonnes de méthane métane par an à l'atmosphère. Parmi les cultures qui contribuent le plus à cet égard est le riz.

Une autre culture dont la manipulation génère des gaz à effet de serre est la canne à sucre, car elle brûle avant la récolte et produit une grande quantité de CO2.

Bétail des ruminants

Les ruminants tels que la vache consomment l'herbe fibreuse par des processus de fermentation réalisés par les bactéries dans son système digestif. Cette fermentation libère quotidiennement 3 à 4 litres de méthane de gaz à l'atmosphère pour chaque animal.

Peut vous servir: l'atmosphère de la Terre: composition, couches, fonctions

L'intégration des bovins est estimée à une contribution équivalente à 5% des gaz à effet de serre.

- Réaction en chaîne

L'augmentation de la température mondiale causée par l'augmentation des gaz à effet de serre, induit une réaction en chaîne. En augmentant la température des océans, la libération de CO2 est augmentée dans l'atmosphère.

De même, la fusion des poteaux et du pergélisol libère du CO2 qui y a été tenu. Toujours à une plus grande température ambiante, il y a une plus grande occurrence des incendies de forêt et plus de CO2 est libéré.

Gaz à effet de serre

Les gaz CO2, l'eau et la vapeur de méthane reflètent le rayonnement solaire

Certains gaz tels que la vapeur d'eau et le CO2 agissent dans le processus naturel de l'effet de serre. Pour sa part, d'autres gaz participent au processus anthropique en plus du CO2.

Le protocole Kyoto envisage les émissions de six gaz à effet de serre, y compris le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane (CH4). De plus, l'oxyde nitreux (N2O), l'hydrofluorocarbone (HFC), l'hydrocarbure perfluré (PFC) et l'hexafluorure de soufre (SF6).

Vapeur d'eau

La vapeur d'eau est l'un des gaz à effet de serre les plus importants pour sa capacité à absorber la chaleur. Cependant, l'équilibre est généré parce que l'eau à l'état liquide et à l'état solide reflète l'énergie solaire et refroidit la terre.

Dioxyde de carbone (CO2)

Le dioxyde de carbone est le principal gaz à effet de serre à long terme dans l'atmosphère. Ce gaz est responsable de 82% de l'augmentation de l'effet de serre qui s'est produit au cours des dernières décennies.

Méthane (ch4)

Le méthane est le deuxième gaz à effet de serre le plus important, contribuant à environ 17% du chauffage. 40% du méthane est produit par des sources naturelles, principalement des marécages, tandis que les 60% restants sont générés par des activités humaines.

Oxydes d'azote (NOx)

Nox contribue à la destruction de l'ozone stratosphérique, augmentant la quantité de rayonnement ultraviolet pénétrant la terre. Ces gaz proviennent de la production industrielle d'acide nitrique et d'acide adipique ainsi que de l'utilisation d'engrais.

Chlorofluorocarbonados (CFC)

D'anciens aérosols libérés CFC

Le CFC est un puissant gaz à effet de serre qui endommage l'ozone stratosphérique et est régulé dans le cadre du protocole de Montréal. Cependant, dans certains pays comme la Chine, il est toujours utilisé dans divers processus industriels.

Hydrofluorocarbones (HFC)

Ces gaz sont utilisés dans diverses applications industrielles remplaçant CFC. Cependant, les HFC affectent également la couche d'ozone et ont une permanence active très élevée dans l'atmosphère.

Hydrocarbure perfliné (PFC)

Les PFC se produisent dans les installations d'incinération pour le processus de fusion en aluminium. Comme les HFC ont une permanence élevée dans l'atmosphère et affectent l'intégrité de la couche d'ozone stratosphérique.

Soufre Hexafluoruro (SF6)

Ce gaz a également un effet négatif sur la couche d'ozone, ainsi qu'une forte persistance dans l'atmosphère. Il est utilisé dans l'équipement haute tension et la production de magnésium.

Conséquences de l'effet de serre par contamination

L'une des conséquences du réchauffement climatique est le dégel des pôles

La contamination produite par l'être humain fournit des quantités supplémentaires de gaz à effet de serre brisant l'équilibre dynamique naturel. Bien que ces montants soient bien inférieurs à ceux générés par la nature, ils sont suffisants pour briser ce solde.

Cela entraîne de graves conséquences pour l'équilibre thermique planétaire et à son tour à la vie sur Terre.

Réchauffement global

Une concentration accrue de gaz à effet de serre génère une augmentation moyenne de la température mondiale. En fait, on estime que la température mondiale moyenne a augmenté de 1,1 ºC depuis l'ère pré-industrielle.

Fonte des glaces

L'augmentation de la température entraîne la fusion de la glace polaire et des glaciers dans le monde entier. Cela implique une augmentation du niveau de la mer et l'altération des courants de mer.

Peut vous servir: l'élevage étendu: caractéristiques, avantages et inconvénients

Changement climatique

Bien qu'il n'y ait aucun accord complet sur le processus de changement climatique du réchauffement climatique, la réalité est que le climat de la planète change. Cela est mis en évidence dans l'altération des courants de mer, des schémas de vent et des précipitations, entre autres aspects.

Déséquilibres de la population

L'altération des habitats due à l'augmentation de la température, affecte la population et le comportement biologique de l'espèce. Dans certains cas, il existe des espèces qui augmentent leurs populations et élargissent leur plage de distribution.

Cependant, les espèces qui ont des gammes de température très étroites pour la croissance et la reproduction peuvent réduire largement leurs populations.

Diminution de la production alimentaire

De nombreuses zones agricoles et d'élevage sont une production réduite car les espèces sont affectées par l'augmentation de la température. D'un autre côté, les modifications écologiques entraînent la prolifération des ravageurs agricoles.

Santé publique

En augmentant la température planétaire moyenne, certains vecteurs d'animaux des maladies élargissent sa plage géographique. Ainsi, des cas de maladies tropicales se produisent au-delà de leur aire de répartition naturelle.

D'un autre côté, l'augmentation de la température peut produire l'appel choc Un coup thermique ou thermique, ce qui implique une déshydratation extrême. Cette situation peut provoquer de graves défaillances organiques, affectant en particulier les enfants et les personnes âgées.

La prévention

Pour éviter l'augmentation de l'effet de serre, il est nécessaire de réduire la production de gaz à effet de serre. Cela implique une série d'actions qui incluent le développement de la conscience citoyenne, les mesures législatives, les changements technologiques.

Conscience

Une citoyenneté consciente du problème du réchauffement climatique généré par l'augmentation de l'effet de serre est fondamentale. De cette manière, la pression sociale nécessaire est fournie afin que les gouvernements et les pouvoirs économiques prennent les mesures requises.

Cadre juridique

Le principal accord international pour faire face au problème des gaz à effet de serre est le protocole Kyoto. Cependant, jusqu'à présent, cet instrument légal n'a pas été efficace pour réduire le taux d'émission des gaz à effet de serre.

Certains des principaux pays industrialisés et avec les taux d'émission les plus élevés n'ont pas signé l'extension du protocole pour leur deuxième période. Par conséquent, un cadre juridique national et international plus strict est nécessaire si vous souhaitez réaliser un effet réel.

Changements technologiques

La réingénierie des processus industriels est nécessaire pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. De même, il est nécessaire de promouvoir l'utilisation des énergies renouvelables et de réduire l'utilisation de combustibles fossiles.

D'un autre côté, il est essentiel de réduire généralement la production de déchets polluants.

Solutions

Selon les experts, il ne suffit pas de réduire les émissions de gaz à effet de serre, en outre les concentrations actuelles dans l'atmosphère doivent également être réduites. Pour cela, diverses alternatives ont été proposées qui peuvent utiliser des technologies très simples ou sophistiquées.

Puits de carbone

Pour cela, il est recommandé d'augmenter la couverture des forêts et des jungles, ainsi que de mettre en œuvre des stratégies telles que les toits verts. Les plantes ont mis le CO2 atmosphérique dans leurs structures végétales, l'extrait de l'atmosphère.

Pompes d'extraction de carbone

Jusqu'à présent, l'extraction du CO2 de l'atmosphère coûte cher du point de vue énergétique et a un coût économique élevé. Cependant, différentes recherches sont en cours pour obtenir des moyens efficaces de filtrer l'air et d'extraire le CO2.

L'une de ces propositions est déjà dans une phase de plante pilote et est développée par les universités de Calgary et Carnegie Mellon. Cette plante utilise une solution d'hydroxyde de potassium comme le piège aqueux et le calcium caustique, à travers lequel l'air est filtré.

Dans ce processus, le CO2 contenu dans l'air est retenu en formant du carbonate de calcium (CACO3). Par la suite, le carbonate de calcium est chauffé et le CO2 se détache, en appliquant le CO2 purifié résultant à des fins industrielles.

Références bibliographiques

1. Bolin, B. et doos, b.R. Effet de serre.
2. Chevalier, m., Lozano, s. et Ortega, B. (2007). Effet de serre, réchauffement climatique et changement climatique: une perspective des sciences de la Terre. Magazine numérique universitaire.
3. Carmona, J.C., Bolívar, D.M. Et giraldo, l.POUR. (2005). Methane Gas in Livestock Production et alternatives pour mesurer ses émissions et réduire son impact au niveau environnemental et productif. Journal colombien des sciences du bétail.
4. Elsom, D.M. (1992). Pollution atmosphérique: un problème mondial.
5. Martínez, J. Et Fernández, à. (2004). Changement climatique: une vision du Mexique.
6. Schneider, s.H. (1989). L'effet de serre: science et politique. Science.