Усиление парникового эффекта, разрушение озонового слоя

• Парниковый эффект — повышение температуры нижних слоёв атмосферы из-за поглощения и переизлучения инфракрасного излучения парниковыми газами.
• Парниковые газы — газы, способные поглощать инфракрасное излучение: водяной пар (H₂O), углекислый газ (CO₂), метан (CH₄), озон (O₃).
• Усиление парникового эффекта — увеличение естественного парникового эффекта вследствие антропогенных выбросов парниковых газов.
• Озоновый слой — часть стратосферы на высоте 20—40 км с повышенным содержанием озона (O₃), поглощающего ультрафиолетовое излучение Солнца.
• Разрушение озонового слоя — уменьшение концентрации озона в стратосфере под воздействием химических веществ, приводящее к увеличению уровня ультрафиолетового излучения на поверхности Земли.

Земля поглощает солнечное излучение и излучает энергию в виде инфракрасного излучения. Парниковые газы задерживают это излучение, что приводит к повышению температуры атмосферы. Количественно процесс описывается формулами:

• Поглощение энергии Землёй:

 :${\displaystyle E=\pi R^{2}E_{0}(1-A)}$
 где:
 :* ${\displaystyle E}$ — поглощённая энергия,
 :* ${\displaystyle R}$ — радиус Земли,
 :* ${\displaystyle E_{0}}$ — солнечная постоянная,
 :* ${\displaystyle A}$ — альбедо Земли.

• Излучение энергии Землёй:

 :${\displaystyle L=4\pi R^{2}\sigma T_{\text{E}}^{4}}$
 где:
 :* ${\displaystyle L}$ — излучаемая энергия,
 :* ${\displaystyle \sigma }$ — постоянная Стефана — Больцмана,
 :* ${\displaystyle T_{\text{E}}}$ — эффективная температура Земли.

• Парниковый эффект:

 :${\displaystyle \Delta T=T_{\text{S}}-T_{\text{E}}}$
 где:
 :* ${\displaystyle \Delta T}$ — разница температур,
 :* ${\displaystyle T_{\text{S}}}$ — средняя температура поверхности Земли.

• Сжигание ископаемого топлива — основной источник выбросов CO₂ из-за использования нефти, газа и угля.
• Вырубка лесов — уменьшает поглощение CO₂ растительностью.
• Сельскохозяйственная деятельность — источник выбросов метана (CH₄) и оксида азота (N₂O).

Озон образуется и разрушается в стратосфере через фотохимические реакции:

• Образование озона:

 :${\displaystyle \mathrm {O_{2}+h\nu \rightarrow 2O\cdot } }$
 :${\displaystyle \mathrm {O_{2}+O\cdot \rightarrow O_{3}} }$

• Разрушение озона:

 :${\displaystyle \mathrm {O_{3}+h\nu \rightarrow O_{2}+O\cdot } }$
 :${\displaystyle \mathrm {O_{3}+O\cdot \rightarrow 2O_{2}} }$

• Хлорфторуглеводороды (ХФУ) — используются в холодильниках и аэрозолях; их разложение высвобождает хлор, разрушающий озон.
• Каталитические циклы — реакции с участием NOₓ, HOₓ и ClOₓ, ускоряющие распад озона.

• Глобальное потепление — повышение средней температуры Земли, изменение климатических условий, повышение уровня мирового океана.
• Увеличение УФ-излучения — рост случаев рака кожи, повреждение глаз, ослабление иммунной системы, негативное влияние на экосистемы.

Усиление парникового эффекта и разрушение озонового слоя представляют серьёзную угрозу для жизни на Земле. Они обусловлены деятельностью человека и требуют принятия мер по снижению выбросов парниковых газов и отказу от использования веществ, разрушающих озоновый слой.