GLOBALE MILJØ- PROBLEMER

Transkript

1 GLOBALE MILJØ- PROBLEMER Et vitenskapelig studium av: Svein Magnus Sørensen Marcin Lech Matusiak Peter Taban Jostein Kjellsen Christian Grawert Frode Andreassen Gruppe 2 1 / 18

2 Innhold Drivhuseffekten... Side 3 Ozonlaget. Side 6 Økosystemer Side 10 Klimaendringer Side 12 Naturkatastrofer.. Side 14 Sur nedbør Side 17 Gruppe 2 2 / 18

3 Drivhuseffekt. Prinsippet Når soler skinner inn gjennom vinduene i et hus eller i en bil,blir tempereturen høyere innenfor enn utenfor.det kommer av en del av solstrålinger har en bølgelengde som gjøre at de kan pasere inn gjonnom glasset.energi i strålene varmer opp gjenstander som de treffer innfor glasset.aller gjenstander som innholder varmer sender ut langbøliget varmestråling infrarød (IR)-stråling.Mestpartern av disse stråling slipper ikke ut av glasset. Dermed blir mye av energi fanger innenfor glasset, som varme. Atmosfæren rundt jordekloden virke på liknende vis som glasset i et drivhus. Energi i form av lysstråler(fra solen ) slipper inn, mens varmestråler som sende ut fra jorden, blir holdt innenfor drivhusglasset. Dermed skjer det en oppvarming av drivhusklimaet når solen skinner. Drivhusglasset som angir jorden er atmosfæren, der forskjellige glasser slipper solenergien igjennom, men hindre mye av varmestrålingen til å gå ut i verdensrommet igjen. Uten den drivhuseffekten som atmosfæren gir, ville jordens temperaturen vært grader lavere enn den er. Livet på jorden er altså helt avhengig av drivhuseffekten. Mens problemet er at vi nå tilfører gassen i atmosfæren som forsterket den naturlige drivhuseffekten på jorden stiger. Her nedenfor, har jeg tatt med grafen fra Nilu som viser hvor mye høyt temperatur er øker de siste tiårene dersom vi fortsatt utslippe av mest forurensig gasser. Gruppe 2 3 / 18

4 De viktigste drivhusgassene er Vanndampe: Vanndamp blir ikke ofte register med blant annet klimagassene. men våre utslipp av andre gasser kan direkte føre til mer atmosfærisk vanndamp fordi et varmere klima gir økt fordampning. Karbondioksid Karbondioksid som oppstår ved forbrenning av olje, kull, naturgass og et annet organisk mat har gjørt mange førskere beskymret. Samtidig som utslippene øker, blir det stadig mindre vegtasjon som kan ta opp den økte gassmengden. Det skyldes dels nedhoggig av skog jorderosjon og økenspredning. Metan:bli dannet i naturen der organisk materiale brytes ned uten tilgang på oksygen.det skjer i dyplagene i innsjøer og i havet. Direkt utslipp av metan ved produksjon av naturgass, og lekkasjer i forbindelser med transport av gassen gir et betydelig bidrag. Personlig om metan gass fortsatte finnes i små mengder i atmosfæren, er den atskilling mer effektiv som drivhusgass enn karbondioksid. En økning i metan gassutslippene betyr derfor mer enn økning i karbondioksid utslippene. Dinitrogenoksid Dinitrogenoksid blir i hovedsak dannet ved at bakteria omdannet dinitrogen i jord og hav.utslipp fra produksjon av salpetersyre bidrar betydelig,særlig i Norge. økt bruk av kunstgjødsel er den viktigste grunnen til dinitrogen innhold i lufta. Klorfluorkarbon, Klorflorkarbon er de samme gassene som bryter ned ozonlager,er også meget effektiv drivhusgasser. De er faktisk ti tusen ganger så effektive som karbondioksid. Fordi innholdet av slike gasser i atmosfæren fortsatt øker raskt, er det ventet at de vil få stor betydning i årene fremover. Ozon i stratosfæren hindre ultrafiolettstråling fra solen å trenge gjennom atmosfæren. Bryter ozonlager ned, slipper også mer stråling gjennom, og vi får et tilskudd til drivhuseffekten.her nedenfor vises statistikk henter ut fra FN panelklima Gruppe 2 4 / 18

5 Overikt over de viktigste drivhusgassene som påvirket av menneskelige aktiviteter(kilde;fns klimapanel 1990) Co2 metan kfk-11 kfk-12 N2O Atmosfæren konsentrasjon ppmv ppmv pptv pptv ppbv , Dagens nivå 353 1, Årlige 0,5 0, ,25 Levetid i atmosfæren(år) Ulempe med drivhuseffektene Matproduksjon: Middel temperatur på jorda vil i løpet av neste århundre stige med fra en til fire grader. Økning av temperatur vil skaper mat problemmet i befolkning på jorden. Havnivå: Havet vil stiger med 25 til 90cm. Lavtligende og folke-rike kystområder blant annet i bagladesh, er truer. Over 100millioner menneske må flytte. Sykdom: Høyere temperature betyr at utbredelse av tropesykdommer vil øke med mellom 50 og 80 millioner i året. Været: Det bli mer ektremt vær med blant annet fra flom, orkaner og storm når klimaet endres. Skogen Det blir betydelige endringer i i vegetasjonen i en tredel av verdens skoger. Endringer blir størst i barskogområdene i nord,blant annet i Norge og minst i tropene.. Isbrer Mellom en tredel og halv parten av verdens fjellbrer vil kunne forsvinne i løpet av neste århundre. Det bli mer regn i nord å mer tørke i sør når klimaet endres seg. Tiltakene til å begrenser utbrer av drivhuseffektet FNs klimapanel utslippene av viktige drivhusgasser vært redusert med 60% i forhold til 1990 utslippene.det var enige at de må ta i bruk apparater og maskiner som utnytter energi best mulig. Utvikli av større energieffektivitet må forsterkes Alternativ energi må etter hvert spiller en større rolle i energiforsyningen. Høyere energi priser blant annet karbonskatt en form av miljøavgift,knyttet til utslipp av CO2, Som er inført i Norge og en del av andre land. Gruppe 2 5 / 18

6 Hva er ozonlaget? Ozonlaget Vi finner større eller mindre mengder av ozon i alle høyder i atmosfæren. Mest ozon finner vi i den delen av atmosfæren som vi kaller for stratosfæren, som strekker seg fra ca. 10 km til ca. 40 km over bakken. Ca. 90% av alt ozon i atmosfæren finner vi mellom 10 og 30 km over bakken. Hvorfor trenger vi ozonlaget? Ozonlaget beskytter oss mot skadelig ultrafiolett stråling fra sola. Uten ozon i atmosfæren ville vi ha blitt fullstendig solbrent i løpet av få minutter. Ozon absorberer alt lys med bølgelengde kortere enn 290 nm (nanometer) og en god del av lyset mellom 290 og 320 nm. Dette området kalles UV-B. Solkrem er primært laget for å beskytte oss mot denne strålingen. Hvorfor vil vi ikke ha ozon nær bakken? Vi ønsker ikke ozon i den lufta vi puster inn, fordi ozon er en giftig og reaktiv gass. Ozon er skadelig både for mennesker, dyr, planter og en rekke materialer. Skogdøden i Tyskland skyldes bl.a. ozon. I laboratoriet er ozon en gass vi må håndtere med forsiktighet. Den er eksplosiv. Gruppe 2 6 / 18

7 Hva er ozonhullet? Når forskerne bruker ordet "ozonhullet", tenker vi på den kraftige reduksjonen i ozon som finner sted hvert år i september-november over Sydpolen. Dette er altså et årlig fenomen og det varer i ca. 2-3 måneder. Ozonhullet ble oppdaget i 1995 av britiske forskere, og deres funn ble snart bekreftet av amerikanske satellitt-data fra instrumentet TOMS. Ozonhullet er størst i slutten av september og begynnelsen av oktober. Når man kommer ut i november og desember vender ozonlaget tilbake til det normale. Hvordan oppstår ozonhullet? Ozonhullet oppstår fordi vi mennesker gjennom mange år har brukt noen stoffer som kalles for klorfluorkarboner (KFK) og haloner. Felles for disse stoffene er at de inneholder klor og brom, og dette kan bryte ned ozon. Dette skjer spesielt over Antarktis fordi det er både lave temperaturer og solskinn mot slutten av vinteren. På den sydlige halvkule har man sommer når vi her i nord har vinter og omvendt. Dette betyr at i oktober er det vår i Antarktis. Figuren nedenfor viser hvordan ozon blir brutt ned. Figurteksten gir en nærmere forklaring. Gruppe 2 7 / 18

8 Det øverste bildet viser hvordan ozon kan bli brutt ned i stratosfæren. Til venstre ser vi tre KFK-molekyler. Når de blir truffet av kortbølget UV-stråling i stratosfæren blir de spaltet slik at atomært klor (Cl) blir frigjort. Atomært klor er veldig reaktivt og vil raskt reagere med ozon og metan (CH4 ). Reaksjonen med ozon danner ClO som igjen reagerer med NO2 og danner ClONO2 (klornitrat). Reaksjonen med metan danner HCl (saltsyre). Både saltsyre og klornitrat er lite reaktive og bryter ikke ned ozon. Denne reaksjonen kan derfor ikke forklare hvorfor ozonhullet i Antarktis oppstår. På det nederste bildet kommer forklaringen på hvorfor ozonhullet i Antarktis kan dannes. I Antarktis er det så kaldt i stratosfæren at det dannes noen spesielle skyer som kalles polare stratosfæriske skyer. På overflaten av ispartiklene som disse skyene består av skjer det kjemiske reaksjoner der de lite reaktive forbindelsene saltsyre og klornitrat reagerer med hverandre og danner molekylært klor (Cl 2 ). Denne spaltes lett av sollys og danner atomært klor. Atomært klor reagerer raskt med ozon og danner ClO (klormonoksid). ClO-molekyler kan koble seg sammen to og to og danne en dimer (Cl2O2 ). Denne dimeren spaltes lett av sollys og danner atomært klor. Dermed kan reaksjonen med Cl skje på nytt. Vi har det som kalles en katalytisk syklus. Det er altså kombinasjonen av lav temperatur og sollys som er årsaken til dannelsen av ozonhullet. Også i Arktis kan dette skje, men ikke i samme grad. Er ozonlaget hos oss truet? Også på nordlige bredder ser man en uttynning av ozonlaget og da særlig i polare områder. Ved midlere breddegrader har det vært en mer eller mindre jevn nedgang i ozonlagets tykkelse over de siste år. Nedgangen i Oslo har vært på 0.44% pr. år i dette tidsrommet. I Arktis har nedgangen vært mer dramatisk fordi man i polare områder har mye lavere temperaturer og ozonnedbrytning etter samme mønster som i Antarktis Er UV-stråling farlig? Til dette spørsmålet kan vi svare både ja og nei. På den ene side fører soling og opphold utendørs med seg velvære, og solstråler produserer D-vitaminer i huden. På den andre siden vet vi at overdrevet soling fører til økt risiko for hudkreft, og at antall hudkrefttilfeller vil øke dersom folk er mer ute i sola. I Norge har antall hudkrefttilfeller økt kraftig de siste årene med en dobling hvert 15. år. Denne økningen skyldes først og fremst det faktum at folk får mer fritid og oppholder seg mer utendørs nå en tidligere. Hvilke stoffer bryter ned ozonlaget? Ozonødeleggende stoffer er stoffer som kan bringe klor og brom opp til stratosfæren uten å bli brutt ned på veien opp gjennom troposfæren. De fleste kjemiske forbindelser blir brutt ned av kjemiske og fotokjemiske prosesser i troposfæren, men det finnes noe stoffer som ikke brytes ned i noen særlig grad her. Dette gjelder først og fremst klorfluorkarboner (KFK) og haloner. Dette er molekyler med ett eller flere karbonatomer der alle hydrogenatomene er byttet ut med klor eller brom. De viktigste KFKene er CFCl3, CF2Cl2 og C2F3Cl3. De viktigste halonene er CF3Br, CF2Br2, CF2ClBr og C2F4B2. KFKene har blitt brukt til drivgass i spray-bokser, kjølemiddel i kjøleskap og fryseskap, ekspandering av skumplast og til rensing (både av elektronikk og tøy). Halonene er blitt brukt til brannslokning. Gruppe 2 8 / 18

9 Grunnen til at KFK og haloner ble tatt i bruk er at de er lite reaktive og at de ikke er giftige. De har derfor vært meget godt egnet til de formålene som de var beregnet for. Men nettopp pga. sin manglende evne til å reagere med andre stoffer kan de overleve transporten opp gjennom troposfæren og komme seg opp i stratosfæren. Her blir disse stoffene brutt ned av den intense og kortbølgete UV-strålingen som finnes i km høyde, dvs. høyt oppe i ozonlaget. Når KFK og haloner brytes ned frigjøres atomært klor og brom og dette kan bryte ned ozon som tidligere beskrevet. I de senere årene har industrien utviklet forbindelser som har omtrent de samme egenskapene som KFK, men som ikke på langt nær er like skadelige for ozonlaget. Dette er de såkalte erstatningsstoffene. Eksempler på slike erstatningsstoffer er: CHF 2 Cl og C 2 H 2 FCl 3. Disse kalles for HKFK. Det som kjennetegner disse stoffene er at de inneholder ett eller flere hydrogenatomer. Dette gjør at disse stoffene blir mer reaktive slik at de brytes lettere ned i troposfæren. En liten del av disse stoffene greier likevel å nå opp til stratosfæren. Dette betyr at også disse stoffene er uønsket på lang sikt. De utgjør derfor en midlertidig erstatning for KFK. Hva gjøres for å beskytte ozonlaget? Da ozonhullet ble oppdaget i 1985 og det ble klart at det var KFK og haloner som var årsaken reagerte det internasjonale samfunnet raskt. Allerede i slutten av 1985 ble Wien-konvensjonen for beskyttelse av ozonlaget signert. I 1997 ble Montreal-protokollen signert av 47 land. Dette er vedtatt for KFK og haloner: KFK: Total utfasing av produksjon og bruk innen Haloner: Total utfasing av produksjon og bruk innen HKFK: Utfasing innen 2020 med en liten hale (0.5%) til Hvordan går det med ozonlaget i fremtiden? Det er selvfølgelig vanskelig å spå sikkert om fremtiden, men vi regner med at Montrealprotokollen vil sørge for at ozonlaget er reddet på lang sikt. Man regner med at mengden av klor og brom etterhvert vil gå ned og rundt år 2050 vil konsentrasjonen ha blitt så lav at ozonhullet i Antarktis forsvinner. Hva som skjer i mellomtiden er beheftet med en del usikkerhet. Blant usikkerhetsfaktorene kan vi nevne: Temperaturen i stratosfæren kan komme til å gå ned som følge av klimaendring. Dette vil lede til hyppigere forekomst av polare stratosfæriske skyer som igjen vil føre til mer nedbrytning av ozon. Utslipp fra fly kan påvirke ozonlaget i begge retninger, avhengig av hvilken høyde flyene flyr i. Økning av vanndamp (som en følge av økning i metan) vil føre til hyppigere forekomst av polare stratosfæriske skyer som igjen vil føre til mer nedbrytning av ozon. Forandringer i atmosfærens sirkulasjonsmønster kan påvirke ozonlagets tykkelse Store vulkanutbrudd kan føre store mengder med SO 2 opp i stratosfæren. Dette omvandles til sulfat-partikler som kan bidra til øket ozonnedbrytning. Jo mer klor og brom vi har i stratosfæren jo mer utsatt blir ozonlaget i tilfelle av et vulkanutbrudd. Gruppe 2 9 / 18

10 Økosystemer Det siste tiåret har interressen for miljøproblemer økt enormt i de vitenskapelige miljøene, det er satt igang mange prosjekter for å finne ut hvordan menneskelig aktivitet påvirker den verdenen vi lever i. Noen av disse prosjektene konsentrerer seg om å finne ut hvordan forskjellige økosystemer blir påvirket og hva som kan gjøre for å unngå dette. Det de aller fleste fokuserer på er den globale oppvarmingen, som er en økning i gjennomsnittstemperaturen over hele kloden. Men ikke alle økosystemene vil få en økning i temperaturen. Temperaturøkningen vil ihovedsak skje i tropisk og sub-tropiske områder, som vil spre seg og omfavne deler av de nåværende tempererte sonene. I de nordlige tempererte sonene vil det bli kjøligere enn det er i dag, spesielt i nord-europa da golfstrømmen med høy sannsynlighet vil bli svekket av klimaendringene. Ikke bare vil temperaturen endre seg, men været generelt vil forsterkes. Fuktige områder vil få mer nedbør, og tørre områder vil bli enda tørrere. De økte temperaturforskjellene vil også gi mer og kraftigere vind, og økt hyppighet av orkaner og tropiske stormer. Økningen i vind og nedbør vil føre til økt erosjon av utsatte landområder. Dette vil gjøre stor skade på landbruksområder og føre til en utbredelse av det økosystemet som både er minst truet og minst ønsket, ørkenen. I hovedsak er temperaturen i de fleste ørkenområder allerede så høy at noen får graders økning ikke vil gi større utslag for livsvilkårene. Problemet er at den sprer seg veldig lett til nærliggende områder, spesielt dersom disse blir uttørret og kultivert. For å unngå uttørring prøver man mange plasser med kunstig vanning, men dette gjør ofte at jorda forsaltes og blir ødelagt. Dette fører til at mye dyrket mark går tapt hver år. Et annet stor økosystem som er i fare er havet. Den økte temperaturen vil muligens gi bedre livsvilkår for tropisk liv, men samtidig vil endel arktisk sjøliv som er avhengig av kaldt vann, risikere å dø ut. Dette kommer i tillegg til den konstante faren for overbeskatning som allerede har vært på grensen til å utrydde flere arter, deriblant den arktiske vårgytende silda. Norge har i mange år prøvd å drive naturvennlig fiske ved utdeling av fangstkvoter. Tilsynelatende har dette hatt bra effekt da den vårgytende silda nesten har kommet tilbake etter fiskeriene på 60-tallet som nesten utraderte den. Men det er fortsatt mye som kan gjøre for å forbedre situasjonen. Den største trusselen i grunne havområder i dag er skader på annet liv på havbunnen enn det fiskeriene egentlig er ute etter. Mange av de store trålerne legger igjen et spor av ødelagt havbunn og korallrev når de drar trålen etter seg, og slike skader kan det ta naturen hundrevis av år å gjenoppbygge. Nye reguleringer hjelper heldigvis med på å begrense bruken av trål i fiskerier, spesielt i områder rundt kjente korallrev og andre sårbare habitater. Problemet er at det i mange U-land verken fins regler eller interresse av å regulere fisket, noe som sannsynligvis vil føre til at mange bestander nesten vil gå til grunne i årene som kommer. En annen stor fare for mange økosystemer er de indirekte miljøskadene som menneskelig aktivitet fører til. I år 2000 ble det 234 millioner nye mobiltelefon abbonenter, dette har blant annet ført til at 7000 lavlandsgorillaer i Kongo har blitt drept. De fleste er jaktet på for å skaffe mat til gruvearbeiderne som utvinner mineralet coltan. Dette mineralet er mye brukt i kapasitatorene i elektronisk utstyr, og den økte etterspørselen har ført til en kraftig økning i gruvedriften. Skoghabitatet som gorillaene lever i tar også stor skade fra denne utnyttelsen, og med den økende globaliseringen er misbruke av økosystemer verden over et økende problem. Andre indirekte problemer kan knyttes til strålingen fra alle mobiltelefonene og de nye radionettverkene som settes opp, flere rapporter viser at blant annet trekkfugler kan miste retningssansen i all den elektromagnetiske støyen. Ting som dette kan ha en indirekte effekt Gruppe 2 10 / 18

11 på mange økosystemer, som om store mengder trekkfulger skulle utebli fra overvintringsplassene sine, og dermed forsvinner næringstilgangen for det lokale dyrelivet som lever av fugler og egg. Det er allerede observert at enkelte fuglearter har kuttet ned reiserutene sine om høsten, fordi den globale oppvarmingen har gjort det mulig å overvintre nærmere sommerbostedene. Andre plasser velger fuglene å bli på samme sted fordi menneskelig aktivitet har sørget for en permanent mattilgang, som i spania hvor storker er begynt å bli et stort problem i områder nært søppelplasser. Jordens totale landareal er på 36.3 milliarder dekar. Hvis man fordeler dette arealet på alle mennesker, og trekker fra en prosentandel som tillater plante og dyreliv, vil det i gjennomsnitt være 4.2 dekar brukbar jord per person ifølge en rapport fra miljøkonferansen i Rio de Janeiro i Mange vestlige land bruker langt over dette arealet til jordbruk, mens de fleste land i sør amerika, afrika og asia, inkludert australia og new zealand, bruker mye mindre. Men det er likevel stor forskjell på hvordan naturen blir brukt i I-land og U-land. For å minke avfallsmengdene og øke holdbarheten til landområder er det blitt mye snakk om økologiske produkter som melk, kaffe og bananer. Disse dyrkes da i samsvar med fornuftige retningslinjer slik at man tar vare på naturen, i motsetning til mange ukontrollerte metoder hvor store områder med blant annet regnskog brennes av hver år for å rydde nytt land. Det er også problematisk med all hogsten som foregår i regnskogene verden over. Hver dag forsvinner utrolige mengder regnskog, og med dem sannsynligvis utallige arter vi ennå ikke har funnet og kartlagt. De naturressursene både vi går glipp av kan ikke måles i penger, og hvis hogsten fortsetter i samme takt som i dag vil verdens regnskoger være forsvunnet om bare noen få tiår. For å prøve å bremse denne utviklingen er det satt igang mange prosjekter med blant annet blandingsjordbruk for å minske antallet svibruk, og godkjent trevirke slik at man kan være bevisst på at produktene man kjøper ikke er laget av trevirke fra regnskogen. Mange av verdens økosystemer er i fare, til og med det lille livet som lever i de øverste lagene av atmosfæren påvirkes av alle utslippene i dag. Skal vi klare å redde noen av de økosystemene vi fortsatt har igjen, holder det ikke med å sette av noen få nasjonalparker rundt omkring. Et økosystem som regnskogen krever gigantiske områder dersom det skal kunne fortsette å eksistere slik det gjorde før, og vi verken kan eller har rett til å utrydde store deler av den planeten vi lever på. I det lange løp vil det bare gå ut over oss selv. Gruppe 2 11 / 18

12 Klimaendringer En av de effektene av drivhuseffekten som vi her oppe i nord kanskje er mest interessert i, er smeltingen av polarisen og hvordan golfstrømmen som gir oss det unike varme klimaet vi har vil påvirke (eller bli påvirket av) dette. Gjennom mer enn ti år har forskere rapportert om en gradvis minking i isdekket, og i løpet av de siste to årene har det kommet inn rapporter om at utviklingen er langt mer raskere og dramatisk enn det vi hittil har forestilt oss. Det so det da jobbes med å finne ut, er om endringene i isen er en konsekvens av en global, menneskeskapt oppvarming, eller om endringene er knyttet til naturlig variabilitet. I 1997 ga forskere fra Nansensenteret i Bergen ut en artikkel som viste at det siden 1978 hadde vært en reduksjon i isarealet på 3% per tiår. En tilsvarende rapport fra amerikanske forskere har slått fast at istykkelsen i de samme områdene har blitt redusert med så mye som 1.2 meter, en reduksjon på over 40% i forhold til gjennomsnittstykkelsen på 3.1 meter fra målinger i midten av 1900-tallet. Andre målinger med satelitter viser at selv om det totale isarealet bare minker med 3% per år, så har arealet av flerårsis, det vil si tykk is som ikke smelter fullstendig om sommerhalvåret, minket mer enn dobbelt så mye. For å prøve å finne ut om disse endringene er menneskeskpte eller ikke, har en del modeller for det polare klimaet blitt satt opp og testkjørt for en periode på 5000 år. Det viser seg at de modellene hvor menneskelige utslipp av klima- og drivhusgasser er tatt med, stemmer 99.9% Grafen viser utstrekningen av polarisen i millioner Km 3. Sirkler og triangler viser faktiske måleresultater. Begge grafene med tilsvarende trendkurver viser modelleringer av isarealet som er gjort med hensyn til menneskeskapte endringer i klima. (utslipp av drivhusgasser, aerosoler etc.) Som vi ser, stemmer den ene av grafene ganske bra med de faktiske resultatene. (kilde: med de faktiske målingene som er gjort i løpet av de siste 40 årene. En av årsakene til at isens smelting har økt så kraftig kan være endringer i de forskjellige vannlagene i Polhavet. Tidligere har isen ved nordpolen vært beskyttet fra varme understrømmer fra Atlanterhavet av et kaldt lag med vann fra elveutløp ved de grunne Sibirske sokkelområdene, men i de senere årene ser det ut til at dette laget er svekket eller forsvunnet helt i enkelte områder. Grunnen til at dette har skjedd er at dette vannet nå Gruppe 2 12 / 18

13 strømmer østover til det Kanadiske basseng før det blander seg ut i Polhavet, noe som igjen skyldes atmosfæriske endringer ved polkalotten. En annen konsekvens av denne endrede strømmen av ferskvann, er en reduksjon av saltinnholdet i Polhavet. De mest åpenbare problemene ved dette er selvfølgelig endrede levekår for flora/fauna, men det er også en annen endring på gang som ikke så mange har forutsett og some har blitt oppdaget først i de senere år. Når saltinnholdet i Polhavet synker vil det si at vannet lettere fryser til om vinterhalvåret, noe som kan føre til at isområdene vil strekke seg ut mye lengre enn de gjøre nå. Da saltinnholdet blir tynnet ut ikke bare av tilførselen av ferskvann fra elver, men også av økt smelting av flerårsis ved polene på grunn av drivhuseffekten, vil det si at paradoksalt nok vil global oppvarming kunne føre til en ny istid her oppe i nord. Denne teorien, som kalles Pol- Paradokset, er relativt ny og det er derfor ikke helt klart ennå hvor realistisk dette scenarioet er eller i så fall hvor alvorlig det er. Men de rent fysiske effektene av en smelting av polar isen er ikke alt. Dersom store deler av Nordpolen blir åpent hav, vil de gamle drømmene om en skipsrute mellom Europa og Asia bli mulige, noe som vil gi oss store økonomiske fordeler. Nye, potensielle rike fiskeområder vil bli åpnet opp, og det kan hende vi finner nye oljeforekomster under der hvor det nå er massiv is. På tross av at skadene på dyre- og planteliv vil være umulige og bøte på, vil det dog alltid være noen som vil sette spørsmål ved om disse tapene er tålbare i forhold til de økonomiske vinningene. Gruppe 2 13 / 18

14 Naturkatastrofer Orkan En orkan er en sterk vind som kan føre til massive ødeleggelser der den utfolder seg over landjorden. Navnet brukes bare om stormer i Atlanterhavet, tilsvarende er den kjent som en taifun i Stillehavet og en tropisk syklon i Det indiske hav og rundt Australia. Stormer generelt oppstår som et resultat av temperaturforskjeller på kloden. Fuktig, oppvarmet luft i tropene blir sugd opp, varmen blir slippet ut i atmosfæren og drevet mot polområdene, for å gjenopprette den globale varmebalansen. Varmen som blir frigjort er den latente kondensasjonsvarmen i vanndamp som forvandles til dråper i skyene, fulgt av den latente sublimasjonsvarmen når dråpene forvandles til ispartikler. En del av denne oppformede vanndampen vil returnere i form av regn, snø eller hagl. Stormer med vindhastighet over 118 km/h defineres som orkaner. Det er blitt påvist at orkaner roterer. Jordens rotasjon påvirker luftstrømmene og påvirkningen øker med avstanden fra ekvator. Dermed kan en orkan heller ikke oppstå ved ekvator, avstanden må minst være på 4-5 grader. Orkanen vil heller ikke krysse ekvator. Men siden orkaner skyldes ujevne globale temperaturforhold, kreves det også en viss minimumstemperatur for at en orkan kan oppstå. Denne er målt til ca. 26 C. Ved denne temperaturen kan vinder som blåser over havoverflaten oppta tilstrekkelig varme både gjennom kontakt med overflaten og gjennom havets fordamping. I sentrum av en orkan finnes et område på 5 til 64 kilometer der det er vindstille. Dermed er det lite som tyder på at man befinner seg i øyet av en orkan. Forflytningshastigheten for en atlantisk orkan kan variere mellom km/h. Dermed kan et punkt innenfor øyet holdes vindstille opptil flere timer. Grunnen til at øyet i det hele tatt dannes er den voldsomme rotasjonen. Et betydelig problem med orkaner er at de er meget lite forutsigbare. Så langt vet man enda lite om hvorfor noen stormer vokser til orkaner og andre ikke, hvorfor noen orkaner går inn over land mens andre holder seg over havet eller i hvor stor grad en orkan kan styre seg selv. Alt dette er grunnet bl.a. at orkaner er veldig komplekse og sjeldne, det gjør dem vanskelig å studere. Det gjøres observasjoner gjennom satellitter og disse kan gi visse helhetsbilder. Gruppe 2 14 / 18

15 Imidlertid viser satellittbildene bare toppen av orkanen, de gir ikke noe bilde på situasjonen ved overflaten og de kan heller ikke brukes til å forutsi noe om hvor orkanen vil spre seg. Konsekvensene av en orkan som herjer på landjorden er som oftest betydelige. Det finnes fire hovedmåter til hvordan ødeleggelsene oppstår; vind, tornadoer, nedbør og stormbølger. Vindhastigheten er ofte på rundt 160 km/h og bidrar til at mange bygninger får taket revet av. En fjerdedel av orkanene skaper tornadoer (her skal vi ikke ta for oss hvordan disse oppstår), gjennomsnittlig 10 per orkan. Nedbøren er astronomisk, men det er stormbølgene som forårsaker 90% av dødsfallene ved orkaner. Stormbølgene skyldes lufttrykkfallet i orkanen ved overflaten. Lavtrykket suger opp havvannet, samtidig som vinden foran orkanen skyver vannet inn mot kystlinjen. For en orkan på nivå 5 (vindhastighet på over 250 km/h), kan stormbølgen være på rundt 10 meter. Flom Selv om flommer ikke er like dramatiske som orkaner, viser det seg at de krever flest menneskeliv av alle naturkatastrofene, 40% i alt. Og det er kanskje ikke så rart siden mer enn halvparten av jordens befolkning lever på kysten av hav, i elvedeltaer og rundt elvemunninger. Faktisk er det svært få områder på kloden som er immune mot flom. Det snakkes hovedsakelig om to hovedtyper flom. Elveflom kan oppstå når uvanlig store nedbørsmengder forekommer over en periode i et spesielt, geografisk høytliggende område. Nedbøren vil strømme ned mot havoverflaten gjennom elvene og områdene rundt oversvømmes fordi elveleiene ikke er store nok til å romme de enorme vannmassene. Dette kan også inntreffe hvis nedbørsmengdene akkumuleres (for eksempel i form av snø og is) over en periode for så å bli sluppet fri. Lynflom forekommer når et område opplever uvanlig store nedbørsmengder (for eksempel som resultat av orkan), da er det liten eller ingen påvirkning fra andre regioner som utløser flommen. Selvsagt kan disse to flomtypene kombineres. Vannet i flommer utgjør ikke bare en liten del av den totale vannmengden på jorden, men også av den samlede nedbørsmengden på landjorden. Mesteparten av vannet på Jorden finner Gruppe 2 15 / 18

16 i havene, 97,41%. Av den resterende mengden er mesteparten bundet i breer og islag, faktisk bare 0.014% av alt vannet på Jorden finnes i innsjøer, elver, jordsmonn, levende vesener og atmosfæren. Av de antatte km 3 nedbør på landjorden, er km 3 flomvann. Metodene som i dag brukes for varsling av flom er til dels lite effektive. For et konkret geografisk område vil konsekvensene av flom avhenge av topografien og folketettheten. Disse må vurderes fortløpende. Dermed er det vanskelig å forutsi hvor flom blir spredt og hva slags konsekvenser det kan ha. Blant de automatiserte varslingsmetodene er ikke påliteligheten særlig høy. Det brukes for eksempel spesielle brønner til å måle små endringer i vannstanden i elver. Disse er til gjengjeld ganske dyre. Radar kan være et godt redskap, men den har ikke større dekning enn 160 km. Satellittbilder brukes lite, fordi det tar tid å tolke bildene. Dermed er det uansett behov for menneskelige observatører. Det har vært menneskets drøm å kanalisere flomvannet og man har forsøkt på ulike måter. Likevel viser det seg at uforutsette kraftige mengder nedbød i løpet av kort tid (lynflom) kan skape problemer som praktisk talt er umulige å løse. Større forsøk på å stanse og kanalisere vannmengdene har i moderat grad vært effektive. Selv om det har blitt bygget en rekke gigantisk dammer, med en høyde på over 150 meter, viser det seg at flommen er vanskelig å motvirke. Og når det bygges dammer for å beskytte bosetting i områder som ellers ville vært truet, hender det at konsekvensene er enda mye verre når det viser seg at dammen ikke klarer å motstå vannmassene. Gruppe 2 16 / 18

17 Sur nedbør... Ordet sur nedbør kommer fra at regnet som faller ned er unormalt surt, med det mener vi at ph verdien er unormal lav. Fra naturens side er regnvannet allerede surt på grunn av CO 2 innholdet i lufta, men når lufta inneholder stoffer som ikke er så vanlig i lufta, NO og SO 2 får vi en veldig lav ph-verdi i lufta, og altså sur nedbør. Nøytralt vann har ph 7.0, vanlig regn har ph ca. Lik 5.6 fra naturens side, mens sur nedbør beregnes når ph < 5.0. I ekstreme tilfeller kan ph være så lav som 3.0. Grunnen til dette er en kjemisk reaksjon som vi snart skal se. NO og SO 2 finnes ikke vanligvis i store mengder i lufta, det er forbrenning av stoffer som inneholder svovel(s) og nitrogen(n), kull og olje, som vil danne svoveloksid SO 2 og nitrogenmonoksid NO. Slik forbrenning skjer i stor skala i industri og kanskje spesielt i krafterk, og dette fører til den sure nedbøren. Hva er det egentlig som skjer med svovel(s) og nitrogen(n) som gjør de til svoveloksid SO 2 og nitrogenmonoksid NO? Ved forbrenning vil både svovel og nitrogen reagere med oksygen og det er slik vi får svoveloksid og nitrogenmonoksid. NO 2 blir dannet når N 2 reagerer med O 2 under høye temperaturer, for eksempel i en motor. SO 2 og NO 2 hovedårsaken til den lave ph-verdien i nedbøren, begge disse er sure oksider som sammen med vann gir syrer. SO 2 gir svovelsyre og syrling og NO x gir salpetersyre. SO 2 gir svovelsyre (oksidert i luft): (1) SO 2 + ½ O 2 SO 3 (2) SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 Eller (SO 2 løst i vannpartikler, i lufta, f.eks tåke, blir til syrling, deretter oksidert til syre): (1) SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 (2) 2 H 2 SO 3 + O 2 2 H 2 SO 4 NO x gir salpetersyre (oksiderer ved hjel av av ozon eller andre oksidasjonsjmidler): (1) NO + O 3 NO 2 + O 2 (2) NO 2 + O 2 + H 2 O HNO 3 (likningen er forenklet og ikke balansert) Disse prosessene går ikke fort og de er avhengige av oksiderende stoffer i lufta, slik som ozon (O 3 ). Dette gjør at vind bærer gassene langt før de blir til syre og faller ned som sur nedbør. De uthevede stoffene over H 2 SO 4, H 2 SO 3 (syrling) og HNO 3 reagerer med vann og vi får H + - ioner som gjør vannet surt. Sur nedbør kan deles i to, tørrdeponering og våtdeponering. Det kan virke litt forvirrende med tørrdeponering, siden dette ikke kommer som nedbør, men ved at SO 2 og NO x gassene legger seg som små dråper på bakken og i trær og ved fuktighet gir dette syre. Tørrdeponering er vanlig nær utslippskilden, mens våtdeponering skjer ved at gassene oksiderer i lufta og faller ned som regn langt fra utslippstedet. Sur nedbør har alltid eksistert, fordi svovel er et element i mange naturlige prosesser. Mikroorganismer omdanner svovelforbindelser som siden oksiderer til SO 2, og vulkaner kan slippe ut store mengder H 2 S og SO 2. Ved høye temperaturer ved lynutladning reagerer N 2 og O 2 til NO. Men den industrielle revolusjon har ført til at den sure nedbøren har blitt surere. ph-verdiene av regnvannet har blitt målt opp gjennom tide og det har vært en klart fallende ph, der bunnmålet i Europa var på 80-tallet, men da ble det startet tiltak, disse skal vi komme tilbake til. Gruppe 2 17 / 18

18 Hvilken skader fører så dette med seg? Det er påvist at både SO2 og NOx har skadelige helsevirkninger på mennesker. Eksperimentelle undersøkelser har vist at effektene kan være nedsatt lungefunksjon hos astmatikere, økt luftveismotstand (hos friske og astmatikere) og økt mottakelighet for luftveisinfeksjoner. I befolkningsgrupper i sterkt belastede områder er det påvist akutte- og kroniske luftveissykdommer. SO2 og NOx har også negative virkninger på vegetasjon. Stor konsentrasjon av NOx har vist seg å ha en vekst- hemmende virkning på vegetasjon, spesielt ved tilstedeværelse av ozon. SO2 skader fotosyntesen hos grønne planter, noe som også medfører redusert vekst. Noen ganger kan det oppstå etseskader som til og med kan ta livet av planten. Det er grunnen til at områdene omkring de russiske nikkelverkene er helt døde. Den sure nedbøren løser også opp kalkmineraler fra jorden, noe som reduserer jordas evne til å holde en jevn ph-verdi, og den mister også evnen til å holde på andre mineraler. Fiskedød har vært knyttet opp til sur nedbør i media. Det er ikke den sure nedbøren direkte som utløser fiskedøden, men nedbøren frigjør stoffer i fjellet som er giftige for fisken. Aluminium er det viktigste av disse stoffene. Aluminiumet danner et tykt slimlag over fiskens gjeller, og den klarer ikke ta opp oksygen skikkelig. Etter en stund kveles den. Det første tegnet på at et vassdrag kan være surt, er at den voksne fisken plutselig bli større. Det skyldes at ungfisken er død, så det blir mindre konkurranse. Det har blitt satt inn tiltak for redusere utslipp og de skadene som sur nedbør fører med seg. Det blir årlig kalket i utallige elver og vassdrag i verden for å holde nede ph-verdien i vannet og for å unngå fiskedød. Målene er at utslippene av svoveldioksid, nitrogenoksider, flyktige organiske forbindelser og ammoniakk skal reduseres slik at påvirkningen av naturen holdes innenfor kritiske belastningsgrenser (naturens tålegrense), og slik at menneskers helse og miljø ikke skades. Nasjonale resultatmål: Utslippene av svoveldioksid (SO 2 ) skal maksimalt være tonn i 2010, som tilsvarer 58% reduksjon i forhold til nivået i Gruppe 2 18 / 18