Реферат: Белорус Юрий Иванович с. Преображенка 2008 г. 1 Глобальное потепление: причины и последствия изменений климата урок

Ореховский отдел образования

Преображенский УВК „Школа-детсад”


Разработка урока


Глобальное потепление:

причины и последствия изменений климата


Урок-конференция


Учитель физики

Белорус Юрий Иванович


с.Преображенка

2008 г.

1


Глобальное потепление: причины и последствия изменений климата

Урок-конференция

Цель. Углублять знания учащихся об изменениях климата и возможных последствиях; воспитывать в учащихся экологическую культуру; рассмотреть возможные пути выхода из экологического кризиса.

^ Тип урока. Урок усвоения новых знаний.

Оборудование. Графики и диаграммы, демонстрирующие динамику изменений климата, выставка рисунков учеников на тему: «Глобальное потепление», видеокассеты, компакт-диски по данной тематике

Программа конференции


1 отделение

I. Изменения климата и причины

1.Вступление.

2.Парниковый газ - изменение концентрации.

^ 3.Сельское хозяйство - одна из причин изменений.

4.Повышение температуры - следствие изменений климата.


2 отделение

II. Пути решения проблемы

1.Уменьшение вреда от современных технологий.

2.Альтернативные источники энергии.


III. Блиц-турнир «Наш вклад в решение проблемы»


^ IV. Итог (заключительное слово учителя)


Ход урока

1 отделение

I. Изменения климата и причины.

Вступление (слово учителя или ведущего)

На климат Земли влияет множество факторов, в том числе и тех, на которые человек не имеет возможности влиять, например, астрономических и геологических. Однако в последние десятилетия все больше говорится о влиянии человеческой цивилизации на климат.

Прогнозы об изменении климата делаются на основе математических моделей, которые используют различные источники информации. В частности, это

- данные спутников (примерно за последние 20 лет),

- статистика мировых температур (подобные измерения постоянно производятся с середины 19 века),

- палеоклиматические данные (их получают с помощью археологических и геологических исследований),

-анализ древнего льда (лед в Антарктиде содержит пузырьки воздуха, анализ которого позволяет определить концентрацию углекислоты, метана и пр. газов много тысячелетий назад и пр.).

В последнее десятилетие опубликовано множество прогнозов о разрушительных последствиях глобального потепления. Основные выводы примерно таковы: увеличение количества и продолжительности засух и лесных пожаров, увеличение числа мощных наводнений и ураганов, эпидемиям, голоду и пр. К примеру, Международный Совет по Изменению Климата (объединяет 2.5 тыс. ученых из 130-ти стран) в 2007 году предсказал, что если мировая температура повысится на 1.5-2.5 градуса по шкале Цельсия, то под угрозой исчезновения окажутся 30% животных и растений. К 2050 году более 1 млрд. человек будут страдать от хронической нехватки питьевой воды. К 2020 году в жарких

2

частях планеты площадь сельскохозяйственных угодий сократится наполовину. Доклад, опубликованный в 2007 году Программой ООН по Окружающей Среде, в частности утверждает, что в Антарктике и Гренландии хранится 98-99% поверхностного пресноводного льда планеты. Если ледяной покров Гренландии полностью растает, то уровень мирового океана может подняться на 7 метров. Но даже в случае, если ледяная шапка Гренландии растает на 20%, а Антарктики - на 5%, то это приведет к подъему уровня Мирового океана на 4-5 метров. Это все может произойти в ближайшие столетия. Таяние этих ледниковых покровов вместе с таянием горных ледников и снежных шапок уже привело к тому, что уровень мирового океана поднялся на 20 см в период между 1870 и 2001 годом. Причем уровень океана поднимался ежегодно на 3 миллиметра в период между началом 1990-х и 2006 годом.

Повышение уровня океана на 1 метр приведет к тому, что ^ 145 млн. человек окажутся в районе затопления и наводнений. Это может привести к исчезновению некоторых стран, например, Голландии, Пакистана и Израиля, затоплению большей части Японии и некоторых других островных государств. Под воду могут уйти такие города, как Санкт-Петербург (Россия) и Нью-Йорк (США).

Поэтому напоминать Вам о важности данной проблемы будет излишне.


Первый ученик. У глобального потепления есть много причин. Главной считается повышение концентрации "парниковых" газов, то есть газов, способствующих возникновению "парникового эффекта" (свойство атмосферы пропускать солнечную радиацию, но задерживать земное излучение и тем самым способствовать аккумуляции тепла Землёй). Одним из основных парниковых газов является углекислый газ, который поступает в атмосферу в результате процесса сгорания. Есть и иные факторы: негативное влияние оказывает вырубка лесов, добыча полезных ископаемых и т.д. Увеличение концентрации в атмосфере углекислого газа происходит по двум главным причинам - естественным и рукотворным. Однако в последние десятилетия "человеческая" составляющая увеличивается. Углерод попадает в атмосферу из-за уничтожения лесов (до 1.5 млрд. тонн углекислого газа ежегодно), увеличения объемов сжигаемой нефти, газа, угля (6 млрд. тонн) и иных процессов. В процессе сжигания угля в атмосферу выбрасывается больше углекислого газа, чем от сжигания нефти, а при сжигании нефти - больше, чем при сжигании газа.

Центр Изучения Углекислого Газа (действует в составе Национальной лаборатории в Оак-Ридж), с 1751 года в мировую атмосферу попало 315 млрд. тонн углерода. Половина этих выбросов произошла после середины 1970-х годов. Примерно 77.5% эмиссии попало в атмосферу в результате сжигания твердого (уголь) и жидкого (нефть) топлива. 18.1% - за счет сжигания природного газа, 3.8% - за счет производства цемента (любопытно, что за последние пять лет "цементная составляющая" увеличилась вдвое).

В 2003 году крупнейшим загрязнителем атмосферы являлись США (1 млрд. 580 млн. метрических тонн углерода). В первую десятку также вошли:

Россия (1 млрд. 131 млн.),

Индия (407.5 млн.),

Япония (336 млн.),

Германия (219 млн.),

Канада (154 млн.),

Великобритания (152 млн.),

Южная Корея (124 млн.),

Италия (121 млн.).

Для сравнения: Иран - на 12-м месте, Франция - на 13-м, Украина - на 16-м, Саудовская Аравия - на 19-м, Казахстан - на 26-м, Узбекистан - на 33-м, Израиль - на 45-м, Азербайджан – на 71-м. Наименьший вклад в процесс глобального потепления вносит государство Кирибати (8 тонн, 208-е место).

Кстати, о Киотском протоколе – уникальном межгосударственном договоре о борьбе с выбросами вредных продуктов производственной деятельности человека в атмосферу

3

Земли. В настоящее время Киотский протокол, уже два года как получивший юридическую силу, ратифицирован 150 странами. Год 2007 станет последним подготовительным периодом, а со следующего, 2008 года, планируется реальный контроль над выполнением обязательств по его положениям. Напомню, что основная цель этого документа заключается в сокращении выбросов в атмосферу на 5% по сравнению с показателями 1990 года.


Второй ученик. Заметное влияние на климат оказывают изменения в процессе использования земных угодий. Например, это влияет на количество солнечной радиации абсорбируемой и отражаемой земной поверхностью. Кроме того, есть и иной эффект. К примеру, одним из "парниковых газов" является метан, две трети выбросов которого обусловлены деятельностью человека. Метан вырабатывается в процессе выращивания риса, разведения крупного рогатого скота, добычи угля и пр. В результате, ныне концентрация метана в атмосфере рекордно высока, причем уровень концентрации стабильно повышается последние полвека.


Третий ученик. В 20 веке средняя мировая температура поднялась на 0.45 градуса по шкале Цельсия.

При этом наиболее быстро температура повышается в Арктике (Сибирь, Аляска, Канада), вблизи Северного Полюса температуры росли вдвое быстрее, чем в целом по планете. Предполагается, что к 2040 году или даже ранее Северный Ледовитый океан может остаться безо льда.

В Северном полушарии весна (в температурном, а не календарном смысле) наступает на неделю раньше, а зима - на неделю позже, чем столетие назад.

В мире уменьшается количество и размеры горных ледников и снегов. На территории гористого штата Монтана (США) в 1910 году насчитывалось 150 ледников, а в 2007 году их осталось только 27.


2 отделение

^ II. Пути решения проблемы

Четвертый ученик. Если сжигание угля, нефти и газа для современной цивилизации неизбежно, хорошо бы попробовать уменьшить количество выделяемых при этом парниковых газов. В идеале – снизить выделение CO2 хотя бы до уровня 70-80% от нынешних "выхлопов", этого, по мнению учёных, было бы более чем достаточно для стабилизации нынешней концентрации углекислого газа в атмосфере, следовательно - и для стабилизации средних температур планеты.

Очевидно, что технология улавливания и безопасного хранения углекислого газа, который образуется при сжигании ископаемого топлива, также стоит немало денег, но в этом плане уже сделаны значительные шаги, и здесь также показателен опыт Евросоюза. В частности, власти ЕС не жалеют затрат на разработку технологий с низким выделением углекислого газа, и с 2007 года затраты на исследования в этой области будут увеличены на 50% сроком на шесть лет.

Пятый ученик. "Действительно существует великое множество самых разных способов получения энергии без выделения в атмосферу парниковых газов. Наиболее известными из них можно назвать:

Энергия ветра

Энергия солнца

Энергия приливов и отливов

Энергия волн

Энергия водородных топливных ячеек

Энергия ядерного распада

Энергия управляемой термоядерной реакции

И т.п.

4

Как видите, в одну группу собраны самые разнообразные методы получения энергии, совершенно не выделяющие парниковых газов. Некоторые из них уже реализованы на практике, некоторые – как энергия термоядерной реакции, лишь дожидаются стабильных результатов и далёкого коммерческого внедрения, но всех их роднит и делает менее привлекательными с современной практической точки зрения такой фактор, как цена. Да, именно цена. Даже самая развитая – ядерная энергетика, при всех прочих минусах, очевидных и не очень, также несёт на себе крест огромных капиталовложений и постоянно дорожающего уранового топлива.


Ограничения использования энергии солнца в средних широтах понятны и без комментариев. Впрочем, последние успехи разработчиков солнечных элементов, где КПД достигает 40%, дают некоторые надежды (остуживаемые, впрочем, той же ценой - $3 за 1 Вт энергии?)




Энергия ветра при всей её привлекательности и даже промышленной освоенности технологий также несёт в себе проблему дороговизны получаемой энергии. Как выяснилось, каждый такой "ветрячок" в Германии стоит около полмиллиона евро, и вы сами можете примерные сроки окупаемости такой затеи. Без поддержки государства тут делать нечего, но в Германии с этой поддержкой как раз всё в порядке, поэтому ветряки там и встречаются.







Из наиболее интересных современных технологий хотелось бы ещё подробно остановиться на идее использования топливных ячеек. Многие компьютерные компании усиленными темпами разрабатывают топливные преобразователи, где метанол расщепляется с помощью катализаторов и химических реакций на водород и кислород, которые, в свою очередь, используются для получения электричества.


Пока всё это масштабируется для применения в карманных и портативных устройствах вроде мобильных телефонов или ноутбуков, технология использования метилового спирта в качестве источника для питания аппаратуры давно применяется в промышленности Германии.




^ III. Блиц - турнир «Наш вклад в решение проблемы»


Класс, заранее разделенный на команды (кол-во команд зависит от количества учеников в классе), по очереди вносит заранее подготовленные практические предложения по уменьшению выбросов парниковых газов на индивидуальном уровне, в масштабах школы, села. Возможными вариантами могут быть:

- как можно полнее использовать теплоизоляционные материалы в быту и на производстве с целью экономии энергоносителей;

- использование автоматических дверей с целью сохранения тепла;


5

- организация высадки деревьев на пустырях, в балках для восполнения в атмосфере сжигаемого кислорода и переработки углекислого газа;

- использование энергосберегающих ламп в быту и школе;

- замена старых приборов, бытовой техники на более экономичные приборы;

- владельцам автомобилей осуществлять регулярный контроль над содержанием углекислого газа в выхлопных газах;

- использование законных методов борьбы местными жителями за уменьшение выбросов прилегающими предприятиями (например, организация пикетов, акций протеста, подача исков в суд);

- когда есть такая возможность, обходиться без использования автомобилей для передвижения;

- использование систем, позволяющих аккумулировать и использовать метан, выделяющихся в процессе разложения отходов животноводства, бытовых отходов. Опыт использования данных установок имеется в странах Южной Америки, в частности в Бразилии;

- использование стройматериалов природного происхождения (двери, окна, мебель, покрытия стен) так как для производства искусственных требуются большие затраты энергоносителей;

-стимулирование на государственном и местном уровнях газификации, так как  в данное время осуществляется массовая вырубка зеленых насаждений, используемых для отопления частного сектора;

-на местном уровне запретить сжигание останков растений, бытового мусора, так как это приводит к увеличению содержания углекислоты в атмосфере.

По результатам турнира наградить команду-победителя.


^ IV. Итог (заключительное слово учителя)

Идеальное решение проблемы пока что найдено в единственном экземпляре, и принадлежит оно не человеку, а роботу Бендеру Родригесу, персонажу из мультипликационного сериала „Futurama”. Увы, несмотря на идеальность, решение вас вряд ли устроит, потому что оно безапелляционно сформулировано таким образом:



^ Kill All Humans

То есть, убить всех людей. Ага, нас с вами. Славный старина Бендер, он-то знает идеальные решения, однако вряд ли кто-то пойдёт на такой логичный шаг. Придётся выкручиваться без идеальных решений, что-то придумывать.


Закончить этот урок всё же хотелось бы не на шуточой ноте. Все мы прекрасно понимаем, что для шуток остаётся всё меньше и меньше времени. И если кого-то, скажем, всё же "обрадовало" отсутствие зимы до Нового Года, пусть будет готов, например, к тому, что вместо лета будет сплошное пекло. Или, например, просто сплошные ливни на месяц. Оно нам надо?

Вот почему думать о будущем надо уже сейчас. То, что творится сейчас - результат бездействия на протяжении десятилетий, так что обратный процесс займет хорошо, если те же десятилетия.

Ожидается, что к концу 2007 года все правительства мира наконец-то начнут переговоры по общей системе мер стабилизации климата на период после 2012 года, когда

6

закончится действие Киотского протокола. Основа дальнейшего взаимодействия должна быть разработана в 2008 году, а к 2009 году пора будет принимать серьёзные решения с незамедлительной ратификацией и программой действий.

В заключение хочется сказать, что все мы прекрасно понимаем: нефть и газ

доступнее, на наш век хватит воздуха, но ведь человек разумный тем и отличается от неразумного, что не пилит сук, на котором сидит. Даже если это дешевле…

Подумайте над этим.


7

Использованные материалы



В.Шаромова, З.Дубас – „Нетрадиционные уроки физики” 7-9 клас І часть

Т.издательство „Підручники і посібники” 2006 год

В.Шаромова, З.Дубас – „Нетрадиционные уроки физики” 10-11клас ІІ часть

Т.издательство „Підручники і посібники” 2006 год

Cnet.com

BBC

The New Scientist

Department for Environment, Food and Rural Affairs of United Kingdom

Carbon Trust

РИАН