NF | Emneopgave om Global Opvarmning

Side 1

1

Klimaændringer

1Q

Horsens Statsskole 2003/2004

En rapport til aflevering d. 31/3-2004

Indholdsfortegnelse:

Atmosfærens opbygning ............................................................................................................... s.2 Ozonlaget ...................................................................................................................................... s.2 Drivhuseffekt ................................................................................................................................ s.3 Påvirkning og konsekvenser ......................................................................................................... s.4 Ulemper og fordele ....................................................................................................................... s.4 Hvilke muligheder har vi for at udsætte eller helt undgå ændringerne i vores klima? ................ s.5 HF 1. år

Skildring af forskellige synspunkter ............................................................................................. s.7

Side 2

2

Atmosfærens opbygning

Atmosfærens nederste del hedder troposfæren. Denne har stor betydning for klimaet på jorden, da det er denne, der ligger nærmest jorden. Troposfæren går fra jorden og op til 18km´s højde, og her falder temperaturen med højden. Derefter kommer tropopausen, som fungerer som en overgang til stratosfæren. Denne starter således i 18km´s højde og strækker sig optil 50km, og her stiger temperaturen modsat troposfæren. Det er også i stratosfæren man finder det meste ozon(O), hvilket

3 jeg kommer ind på senere. Efter stratosfæren kommer stratopausen som en overgang til mesosfæren, som strækker sig fra 50-80km´s højde. Her falder temperaturen med højen ligesom i troposfæren.

I atmosfæren findes også tør atmosfærisk luft, som består af 78% kvælstof(N), 21% ilt(O), 1%

2 argon(A) og 0,036% kuldioxid(CO). Dertil kommer luftarter som ozon, freon, svovldioxid, methan

2 og lattergas, hvilke udgør en minimal del af atmosfærens rumfang, men alligevel har de utrolig stor betydning for vort klima på jorden.

Ozonlaget

Ozon ligger som før omtalt i stratosfæren, i 20-35km´s højde, og er sammen med ilt med til at opsuge en stor del af den ultraviolette indstråling mod jorden. En funktion som er livsnødvendig for alle levende organismer, såsom mennesker, planter, dyr, da det forhindrer de skadelige stråler i at nå ned til os.

Ozon bliver både dannet og nedbrudt i atmosfæren, hvilket sker på følgende måde. Iltmolekyler(O)

2 går sammen med frie iltatomer(O), som egentlig stammer fra tidligere spaltninger af ilt, og danner derved ozon(O). Denne dannelse og nedbrydning er det man kalder ozonlaget. Dannelses- og

3 nedbrydningsbalancen påvirkes af CFC-gasser, som bl.a. er chlor, flour, carbon, som går under fællesbetegnelsen freon. Freon bliver ligesom ozon spaltet når det bliver udsat for solen ultraviolette strålinger, og derved fraspaltes frie chlor atomer. Disse chlor molekyler går så i forbindelse med ozonen og danner så chlorilte og ilt. Chlorilte og ozon danner så frit chlor og ilt, og derved er chloratomet så frit igen til at starte forfra. Dette kan også vises mere overskueligt ved at vise reaktionerne på følgende måde:

CFCl → CFCl + Cl

3 2

Cl + O → ClO + O

3 2

ClO + O → Cl + 2O

3 2

Disse ozon molekyler er med til at opbygge ozonlaget, så hvis der fraspaltes for meget chlor bliver ozonlaget tyndere. Dette kan være et problem, for udover den naturlige nedbrydning og opbygning

Side 3

3 fra naturens side, bruger menneskene også stoffer son kan påvirke denne balance. Menneskenes forurening har således betydet at nedbrydningen sker hurtigere end opbygningen, hvilket vil sige at ozonlaget er blevet tyndere og derved kan mere ultraviolet stråling nå ned til jorden og kan være til fare, f.eks. i form af kraft.

Ved jorden overflade dannes mere og mere ozon-molekyler ved afbrænding ag kul, gas og olie.

Dette sker ved at kvælstoftilte kan spalte iltatomer, hvor der dannes frit O, som så igen kan gå i forbindelse med og danne ozon. Dette kunne man så tro kunne kompensere for nedbrydningen af ozonlaget, men da ozon har en meget kort atmosfærisk levetid når de aldrig derop.

Drivhuseffekt

Drivhuseffekten er afgørende for livet på jorden. Den bremser den infrarøde udstråling fra jorden, så en del varme bliver på jorden. Uden denne effekt ville det være 33grader lavere end nu. Navnet kommer af at drivhuseffekten har samme virkning som glasset i et drivhus, hvor glasset lader den kortbølgede stråling(nærinfrarød indstråling fra solen) passere ind i drivhuset, men bremser an del af den langbølgede stråling(termisk infrarød udstråling fra jorden).

Solens nærinfrarøde indstråling bremses kun delvist af vanddampe, kuldioxid og andre drivhusgasser i troposfæren og opvarmer denne. Mens jordens termiske infrarøde udstråling bremses betydeligt af vanddampe, kuldioxid, ozon, lattergas, methan. Det er drivhusgasserne der bremser strålingen på vej gennem atmosfæren.

Den naturlige drivhuseffekt der var i atmosfæren inden vi begyndte at blande os var på 280ppm

(antal cm^{3} pr. m^{3}) og er i dag på 360ppm. Altså en menneskeskabt forøgelse på 80ppm. Man taler

om at drivhuseffekten er den egentlige trussel

Side 4

4

Påvirkning og konsekvenser

Den menneskeskabte drivhuseffekt vil betyde øget virkning af drivhuseffekten og en forøgelse af jordens gennemsnitstemperatur. Dette vil ske ved stor udledning ad CFC-gasserne som bruges ved fremstilling af fx isoleringsskum, som kølemiddel til køle – og fryseskabe od drivmiddel i spraydåser.

De voksende mængder af CFC-gasser betyder ozonlagsnedbrydelse og større indstråling, som før omtalt. Større indstråling betyder højere temperatur, hvilket også sker pga. den øgede mængde af drivhusgasser der forøger bremsningen af den termiske udstråling fra jorden. Den højere varme er dog ikke kun det væsentlige, da menneskene kunne vænne sig til øget temperatur, især os nordpå, men problemet er derimod den øgede fare for uv-stråling som jo er skadeligt for livet på jorden.

Den øgede temperatur vil dog betyde mange ændringer i naturens balance som vi kender den i dag.

Dette ville blandt andet betyde en nedsættelse af dybdevandsdannelser i havene, hvilket kort sagt består i at der sker en udbytning af det varme vand fra syd med det kolde fra nord. Her vil det varme vand flyde ovenpå det kolde, og derved sker der en cirkulation. Med denne egenskab er golfstrømmen yderst nødvendig for os i Europa, da denne sikre vores forholds milde klima. Som eksempel kan man tage at temperaturen i januar i Vesteuropa mildnes så meget ,at den er op til 24 grader varmere end gennemsnittet på breddegraden! Vores klimatiske ændringer kan derfor blive fatale, hvis vi skaber en reducering af dybdevandsdannelsen, og hvis vi derved ”slukker” for golfstrømmen, som nogle forskere mener vi kan gøre, ved fortsat forurening. Dette vil så gøre at der hurtigt kan ske tilfrysning i Skandinavien og Nordeuropa.

Ulemper og fordele

Som et resultat af global opvarmning vil polerne smelte, hvilket betyder mindre land pga. den øgede vandstand. Dette kan også ses som en fordel, da nye søveje vil opstå, bl.a. vil det så blive muligt at benytte nordvest passagen imellem Skandinavien og Japan. I det hele taget vil der blive et mere eksotisk klima verden over, og derved længere vækstperioder, samt der vil ske en udskiftning i dyrearter over hele jordkloden.

I Danmark vil den globale opvarmning betyde at vi vil få varmere somre og mere regn om efteråret og vinter. Sammen med dette kommer der en forhøjet vandstand og flere stærke storme fra vest, hvilket reelt vil skabe et klima som det vi ser i Berlin og Sydtyskland nu. For landbruget vil en forøgelse af temperaturen umiddelbar være gunstigt, da det vil give længere vækst perioder, men pga. denne øgede vækst vil der også blive mere brug for sprøjtemidler. Det vil også blive

Side 5

5 nødvendigt at vande markerne mere. Den forøgede brug af gødning og sprøjtemidler vil føre til en udvaskning af kvælstoffet i jorden, og dermed en formindskelse af grundvandet. Der vil højst sandsynlig samtidig ske en ændring i de dyrearter vi kan finde i Danmark, såsom man vil kunne finde multe i de danske farvande, men også ovenfor vandet vil der ske ændringer i form af en etablering af arter som coloradobillen, dræbersneglen, malariamyg, nye sommerfugle osv.

Ændringer som disse vil ske hvis mængden af CO

2 og andre drivhusgasser stabiliseres så den globale temperatur ”kun” stiger ca. 4.grader og vandstanden 0,5m i løbet af 100år. Så der er god grund til at tænke over, hvad der kan gøres som forebyggelse mod en sådan temperaturstigning.

Hvilke muligheder har vi for at udsætte eller helt undgå ændringerne i vores klima?

For at udsætte, eller helt undgå, den globale opvarmning bliver vi nødt til at finde nogle alternativer til vores varme- og el-produktion, da det er herved de fleste drivhusgasser opstår, ved afbrændingen af kul og olie. Som alternativ bliver man nødt til at finde nogle vedvarende naturlige energikilder som ikke er forurenende, hvilke kan være følgende:

▪ En ikke forurenende vedvarende energikilde kan fx være solen, som er en stor energikilde.

Solens stråling kan bruges til produktion af strøm via solceller eller til produktion af varme via solfangere. Problemet er bare, at prisen er meget høj i forhold til udbyttet af sådanne. En solcelle koster 5kr. pr. kWh og solfangere 0,5-1kr. pr. kWh.

▪ Bølger kan i denne sammenhæng også nævnes, men det er dog den mindst udviklede af de vedvarende energikilder, men man ved dog allerede, at det er en dyr metode, og et problem kan være at bølger ikke altid bevæger sig så meget, hvilket i så fald vil betyde en mindre produktion af elektricitet.

▪ Biomasse er også en god forsyning af vedvarende energi. Biomasse omfatter nemlig alt fra gødning til madaffald til affald fra træ-produktionen, og deciderede afgrøder dyrket til formålet. Så der er egentlig nok at tage af. De kan bruges til at producere strøm, brint og biobrændsel. Problemet er bare, at man ikke kan finde en fast pris. Halm er gratis for bønderne, men afleverer det ikke videre til kraftvarmeværkerne, som skal brænde det af, uden at få penge for det.

▪ Det endnu vigtigste alternative energikilde er vind. Vindkraft er den hurtigst voksende energikilde, og er i dag Danmarks næst største eksportvare. Men det er bl.a. et problem at vindmøller larmer meget, hvilket har betydet, at de nu står i havene. Derudover opstår et

Side 6

6 andet problem, nemlig at det ikke altid blæser, hvilket vil betyde at vi lige pludseligt kommer til at stå uden energi, da det ikke er muligt at gemme el. Danmark har dog prøvet en enkelt stormfuld nat prøvet at være selvforsynende udelukkende ved hjælp af vindkraft.

▪ En sidste alternativ energiform, men næsten ubetydelig og uudnyttet kilde, er geometri, nemlig jorden egen varme. Den anslås til at være enorm, men højtemperatur-reservoirer findes typisk i områder med vulkansk aktivitet og under ø-kæder.

En ændring i brugen af køretøjer kan meget vel også hjælpe meget til at mindske udslippet af drivhusgasser. I Frankrig har de f.eks. taget elbilen til sig som en alternativ løsning til CO -

2 problemet. Denne bil har vundet stor fremgang i Frankrig, og de store Franske bilmærker har været med til at udvikle elbilen så meget, at den nu ikke er langt fra at have samme pris og standard som almindelig biler. Der ydes dog et offentligt tilskud, og desuden sørger elværker for ladestik i ejerens

hjem, samt på offentlige P-pladser. Bilen kan dog maks. køre 90km/t og skal lades op efter ca.

90km kørsel.

Atomkraftværker, som den dag i dag bliver brugt mange steder, kan også nævnes som et muligt alternativ, men her kan brugen af uran blive et problem, da dette heller ikke er en uudtømmelig kilde. Der dannes også radioaktivt affald på disse anlæg man ikke ved hvad man skal gøre af.

Det største problem for alle alternative energiformer er dog prisen, da det er dyrere end de energikilder vi kender i dag, og denne skal bringes ned inden det rigtigt kan blive interessant for landene at investere penge i det.

Aftaler imod forurening

Alle lande kan se at vi nærmer os problemer mht. klimaændringer, men ikke alle er enige i, hvordan disse kan løses eller afhjælpes. Der blev derfor i 1997 afholdt et møde med 180 deltagende lande, hvor man skulle blive enige om et fælles projekt der kunne undgå eller udsætte den globale opvarmning. På dette møde blev man enige om, at landenes samlede CO -udslip og andre

2 drivhusgasser skal reduceres med 5-10% i gennemsnit i forhold til udslippet i 1990, i perioden Ulandene skal dog ikke reducere noget, da de er helt udenfor aftalen.

Netop at aftalen tager udgangspunkt i en reducering af tallene fra 1990 er ikke fra Danmarks synspunkt ikke særlig godt. For det første lovede vi, Danmark, at vi ville nedsætte vores udslip med

21%, og for det andet havde vi et utrolig lavt udslip i 1990, da vi købte os til en masse billig strøm fra Norge og Sverige. Miljø-venlig strøm i form af vandkrafts-strøm. Her står Danmark så med et problem, da ingen andre lande vil tage imod nogle af vores kvoter, men vi har dog mulighed for at

Side 7

7 købe os af med problemet. Dette er muligt, da det ifølge aftalen er muligt at handle med kvoter landene imellem, og her åbner sig så muligheden da alle lande ikke har fået stillet de samme krav.

Man kan så af lande der har opfyldt sine krav købe kvoter, og så modregne dem ens egne. I regnskabet fratrækkes også den CO

2 som skov- og landbrugs-arealer optager. Det er lande som

Rusland og Ukraine der har mulighed for sådanne slag, da der er sket en stor forbedring i forureningen siden østblokkens fald.

Med hensyn til at opnå målene for aftalen er det godt at ozon-nedbrydningen er bremset, men på den anden side set er det ikke godt at mange EU-lande er langt fra at opfylde deres målsætninger.

Faktisk kun Sverige, Storbritannien og næsten Tyskland ser ud til at komme under det aftalte udslip.

Samlet ligger EU 7,5% over.

Af andre aftaler har der været:

▪ Montreal-aftalen(1987), som gik ud på at mindske freon-udslippet pga. ozonlaget.(I 2003 var forbruget af freon total stoppet i i-landene, men fortsætter i ulandene).

▪ Klimakonference i Moskva, som gik ud på at nedbringe drivhusgasserne freon, methan og lattergas.

Skildring af forskellige synspunkter

At det kun er en øget forurening, der er skyld i de klimaændringer der unægtelig sker i vore dage, kan ikke bevises 100%, hvilket giver grundlag for splittelse i synspunkterne. Nogle forskere mener at kunne forklare ændringerne på en naturvidenskabelig måde, bl.a. ved disse teorier:

▪ Solplet-teorien går ud på at der på solens overflade findes kolde områder, nemlig solpletter.

Disse solpletter udsender kraftig stråling af partikler, kaldet ”solvinden”. Denne stråling er med til at danne solens magnetfelt, som er et skjold der beskyttet jorden mod den kosmiske stråling (stråling fra stjerner, der er eksploderet i fjern fortid). Den kosmiske stråling bliver så af dette magnetfelt afbøjet, når den kommer ind i vores solsystem. Netop en sammenhæng mellem antal solpletter og temperaturen på jorden fandt de danske forskere Fris og Svensmark, hvilken bliver underbygget af: 1-den kosmiske stråling, som rammer jorden, fremmer skydannelsen i stor højde(60km), 2-solvinden forhindre den kosmiske stråling i at nå jorden, 3-mange solpletter → meget solvind → mindre kosmisk stråling → færre skyer i højden → det bliver varmere!

Side 8

8

▪ Vulkanudbrud er også påvist at have indflydelse på klimaet, men kun i kortere tidsrum. Det menes, at aerosolerne(støv, aske osv.) som skydes op i atmosfæren ved udbruddene bremser for sollyset.

▪ En slaviske fysiker ved navn Milankovich mente i 1941 at kunne bevise at det er jordens bane der er skyld i et skiftende klima. Dette beviste han udfra: 1-der er ændringer i jordens bane omkring solen med en rytme på 100.000år, 2-jordens hældning ændrer sig en smule med en rytme på 41.000år, 3-jordaksens spind ændres med en rytme på 21.000år.

Når kurverne så er lave på engang skulle det så resultere i istid, og modsat når de er høje hvor temperaturen øges og istiden forsvinder. Ifølge Milankovich har vi så mellemistid nu, og er blot på vej mod ”normalen” igen.

Man kan så være splittet imellem ”teorien” om forurening eller de naturvidenskabelige forklaringer.

Mest hælder jeg nok til forureningsdelen som skyldneren, da der er sket en væsentlig ændring af klimaet siden industrialiseringens indtog, hvilket godt kan bevises. Jeg siger dermed ikke at naturen selv ikke også kan have noget med det at gøre, men for mig lyder det mest realistisk at vi mennesker selv er skyld i det. Jeg finder det ikke logisk, at naturen lige præcist da industrialiseringen var begyndt, ændrede sig så meget, at det ville få følger for nutiden. Men jeg skal så også sige, at jeg finder Milankovich´s teori spændene, da det er noget så stor som jorden der her passer ind i et så fint lille samspil, hvilket fasciner mig. Og hvorfor skulle det ikke også kunne være rigtigt, da det jo er bevist, at vi hele tiden skifter mellem istid og ikke istid, hvilket vi jo har gjort i millioner af år, længe før den industrielle revolution.

Jeg håber blot alligevel, at alle lande kan blive enige om en endnu større nedsættelse af drivhusgasser og ozon ødelæggende gasser, og så få et lidt mere gunstigt resultat en tilfældet er, som det ser ud nu, med Kyoto-aftalen. For al den forurening vi udleder kan kun også have en indflydelse, da vi mennesker jo kun ”for nylig” er kommet til jorden, men alligevel har lavet en stor omvæltning i naturen. En natur der millioner af år har klaret sig fint uden os.