План
Введение
I. Глобальное изменение климата.
1.
Факторы изменения климата.
2. Оледенения.
3. Изменчивость мирового океана.
4. Не климатические факторы и их влияние на изменение климата.
4.1. Парниковые газы.
4.2. Тектоника литосферных плит.
4.3. Солнечное излучение.
4.4. Изменения орбиты.
4.5. Вулканизм.
4.6. Антропогенное воздействие на изменение климата.
5. Взаимодействие факторов.
6. Гипотеза о циклических изменениях климата.
II. Последствия Глобального изменения климата.
1. Теории о изменении климата.
1.1. Гольфстрим.
1.2. Реки бассейна Северного Ледовитого океана.
1.3. Последний ледниковый период.
2. Необратимые глобальные изменения климата.
2.1. Изменения климата на примере США.
2.2. Изменение климата на примере России.
3. Глобальные последствия.
3.1. Изменение частоты и интенсивности выпадения осадков.
3.2. Повышение уровня моря.
3.3. Угроза для экосистем и биоразнообразия.
3.4. Таяние ледников.
3.5. Сельское хозяйство.
Заключение
Приложение.
Введение.
Изменение климата — колебания климата Земли в целом или отдельных её регионов с течением времени, выражающиеся в статистически достоверных отклонениях параметров погоды от многолетних значений за период времени от десятилетий до миллионов лет. Учитываются изменения, как средних значений погодных параметров, так и изменения частоты экстремальных погодных явлений. Изучением изменений климата занимается наука палеоклиматология. Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, по одной из версий, с недавних пор, деятельность человека. В последнее время термин «изменение климата» используется, как правило (особенно в контексте экологической политики) для обозначения изменения в современном климате.
I. Глобальное изменение климата.
1.
Факторы изменения климата.
Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны, ледники, а также эффектами, сопутствующими деятельности человека. Внешние процессы, формирующие климат, — это изменения солнечной радиации и орбиты Земли.
изменение размеров и взаимного расположения материков и океанов,
изменение светимости солнца,
изменения параметров орбиты Земли,
изменение прозрачности атмосферы и ее состава в результате изменений вулканической активности Земли,
изменение концентрации парниковых газов (СО2 и Ch5) в атмосфере,
изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо),
изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана.
Погода — это ежедневное состояние атмосферы. Погода является хаотичной нелинейной динамической системой. Климат — это усредненное состояние погоды и он предсказуем. Климат включает в себя такие показатели, как средняя температура, количество осадков, количество солнечных дней и другие переменные, которые могут быть измерены в каком-либо определенном месте. Однако на Земле происходят и такие процессы, которые могут оказывать влияние на климат.
2. Оледенения.
Ледники признаны одними из самых чувствительных показателей изменения климата. Они существенно увеличиваются в размерах во время охлаждения климата (т. н. «малые ледниковые периоды») и уменьшаются во время потепления климата. Ледники растут и тают из-за природных изменений и под влиянием внешних воздействий. В прошлом веке ледники не были способны регенерировать достаточно льда в течение зим, чтобы восстановить потери льда во время летних месяцев.
Самые значительные климатические процессы за последние несколько миллионов лет — это гляциальные и интергляциальные циклы текущего ледникового периода, обусловленные изменениями орбиты Земли. Изменение состояния континентальных льдов и колебания уровня моря в пределах 130 метров являются в большинстве регионов ключевыми следствиями изменения климата.
3. Изменчивость мирового океана.
В масштабе десятилетий климатические изменения могут быть результатом взаимодействия атмосферы и мирового океана. Многие флуктуации климата, включая наиболее известную южную осцилляцию Эль-Ниньо, а также североатлантическую и арктическую осцилляции, происходят отчасти благодаря возможности мирового океана аккумулировать тепловую энергию и перемещению этой энергии в различные части океана. В более длительном масштабе в океанах происходит термохалинная циркуляция, которая играет ключевую роль в перераспределении тепла и может значительно влиять на климат.
В более общем аспекте изменчивость климатической системы является формой гистерезиса, т. е. это значит, что настоящее состояние климата является не только следствием влияния определенных факторов, но также и всей историей его состояния. Например, за десять лет засухи озера частично высыхают, растения погибают, и площадь пустынь увеличивается. Эти условия вызывают, в свою очередь, менее обильные дожди в последующие за засухой годы. Т. е. изменение климата является саморегулирующимся процессом, поскольку окружающая среда реагирует определенным образом на внешние воздействия, и, изменяясь, сама способна воздействовать на климат.
4. Не климатические факторы и их влияние на изменение климата.
4.1. Парниковые газы.
Принято считать, что парниковые газы являются главной причиной глобального потепления. Парниковые газы имеют также значение для понимания климатической истории Земли. Согласно исследованиям, парниковый эффект, возникающий в результате нагревания атмосферы тепловой энергией, удерживаемой парниковыми газами, является ключевым процессом, регулирующим температуру Земли.
В течение последних 600 млн лет концентрация диоксида углерода в атмосфере варьировались от 200 до более чем 5 000 чнм из-за воздействия геологических и биологических процессов. Однако в 1999 г. Вейзер и др. показали, что на протяжении последних десятков миллионов лет нет строгой корреляции между концентрацией парниковых газов и изменением климата и что более важная роль принадлежит тектоническому движению литосферных плит. Позднее Ройер и др. использовали корреляцию СО2 — климат, чтобы вывести значение «чувствительности климата». Есть несколько примеров быстрых изменений концентрации парниковых газов в земной атмосфере, имеющих строгую корреляцию с сильным потеплением, среди которых термальный максимум палеоцена — эоцена, вымирание видов перми — триаса и конец варяжской «Земли — снежка» (snowball earth event).
Растущий уровень диоксида углерода считается главной причиной глобального потепления, начиная с 1950 года. Согласно данным Межгосударственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) от 2007 года, концентрация СО2 в атмосфере в 2005 году составила 379 чнм3, в доиндустриальный период она составляла 280 чнм3.
Чтобы предотвратить резкое потепление в ближайшие годы, концентрация углекислоты должна быть снижена до уровня, существовавшего до индустриальной эпохи - до 350 частей на миллион (0,035%) (сейчас - 385 частей на миллион и увеличивается на 2 миллионные доли (0,0002%) в год, в основном из-за сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов).
Имеется скептическое отношение к геоинженерным методам изъятия углекислоты из атмосферы, в частности, к предложениям захоранивать углекислый газ в тектонических трещинах или закачивать его в породы на океанском дне: изъятие 50 миллионных долей газа по этой технологии будет стоить, по меньшей мере, 20 триллионов долларов, что в два раза больше национального долга США.
4.2. Тектоника литосферных плит.
На протяжении длительных отрезков времени тектонические движения плит перемещают континенты, формируют океаны, создают и разрушают горные хребты, т. е. создают поверхность, на которой существует климат. Недавние исследования показывают, что тектонические движения усугубили условия последнего ледникового периода: около 3 млн лет назад северо- и южноамериканская плиты столкнулись, образовав Панамский перешеек и закрыв пути для прямого смешивания вод Атлантического и Тихого океанов.
4.3. Солнечное излучение.
Солнце является основным источником тепла в климатической системе. Солнечная энергия, превращённая на поверхности Земли в тепло, является неотъемлемой составляющей, формирующей земной климат. Если рассматривать длительный период времени, то в этих рамках Солнце становится ярче и выделяет больше энергии, так как развивается согласно главной последовательности. Это медленное развитие влияет и на земную атмосферу. Считается, что на ранних этапах истории Земли Солнце было слишком холодным для того, чтобы вода на поверхности Земли была жидкой, что привело к т. н. «парадоксу слабого молодого Солнца».
На более коротких временных отрезках также наблюдаются изменения солнечной активности: 11-летний солнечный цикл и более длительные модуляции. Однако 11-летний цикл возникновения и исчезновения солнечных пятен не отслеживается явно в климатологических данных. Изменение солнечной активности считается важным фактором наступления малого ледникового периода, а также некоторых потеплений, наблюдаемых между 1900 и 1950 годами. Циклическая природа солнечной активности ещё не до конца изучена; она отличается от тех медленных изменений, которые сопутствуют развитию и старению Солнца.
4.4. Изменения орбиты.
По своему влиянию на климат изменения земной орбиты сходны с колебаниями солнечной активности, поскольку небольшие отклонения в положении орбиты приводят к перераспределению солнечного излучения на поверхности Земли. Такие изменения положения орбиты называются циклами Миланковича, они предсказуемы с высокой точностью, поскольку являются результатом физического взаимодействия Земли, ее спутника Луны и других планет. Изменения орбиты считаются главными причинами чередования гляциальных и интергляциальных циклов последнего ледникового периода. Результатом прецессии земной орбиты являются и менее масштабные изменения, такие как периодическое увеличение и уменьшение площади пустыни Сахара.
4.5. Вулканизм.
Одно сильное извержение вулкана способно повлиять на климат, вызвав похолодание длительностью несколько лет. Например, извержение вулкана Пинатубо в 1991 году существенно повлияло на климат. Гигантские извержения, формирующие крупнейшие магматические провинции, случаются всего несколько раз в сто миллионов лет, но они влияют на климат в течение миллионов лет и являются причиной вымирания видов. Вначале ученые полагали, что причиной похолодания является эмитированная в атмосферу вулканическая пыль, поскольку она препятствует достигнуть поверхности Земли солнечному излучению. Однако измерения показывают, что большая часть пыли оседает на поверхности Земли в течение шести месяцев.
Вулканы являются также частью геохимического цикла углерода. На протяжении многих геологических периодов диоксид углерода высвобождался из недр Земли в атмосферу, нейтрализуя тем самым количество СО2, изъятого из атмосферы и связанного осадочными породами и другими геологическими поглотителями СО2. Однако этот вклад не сравнится по величине с антропогенной эмиссией оксида углерода, которая, по оценкам Геологической службы США, в 130 раз превышает количество СО2, эмитированного вулканами.
4.6. Антропогенное воздействие на изменение климата.
Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат. В некоторых случаях причинно-следственная связь прямая и недвусмысленная, как, например, при влиянии орошения на температуру и влажность, в других случаях эта связь менее очевидна. Различные гипотезы влияния человека на климат обсуждались на протяжении многих лет. В конце 19-го века в западной части США и Австралии была, например, популярна теория «дождь идёт за плугом» (англ. rain follows the plow).
Главными проблемами сегодня являются: растущая из-за сжигания топлива концентрация СО2 в атмосфере, аэрозоли в атмосфере, влияющие на её охлаждение, и цементная промышленность. Другие факторы, такие как землепользование, уменьшение озонового слоя, животноводство и вырубка лесов, также влияют на климат.
Сжигание топлива.
Начав расти во время промышленной революции в 1850-х годах и постепенно ускоряясь, потребление человечеством топлива привело к тому, что концентрация СО2 в атмосфере возросла с ~280 чнм до 380 чнм. При таком росте спроецированная на конец 21-го века концентрация будет составлять более 560 чнм. Известно, что сейчас уровень СО2 в атмосфере выше, чем когда-либо за последние 750 000 лет. Вместе с увеличивающейся концентрацией метана эти изменения предвещают рост температуры на 1.4-5.6°С в промежутке между 1990 и 2040 годами.
Аэрозоли.
Считается, что антропогенные аэрозоли, особенно сульфаты, выбрасываемые при сжигании топлива, влияют на охлаждение атмосферы. Полагают, что это свойство является причиной относительного «плато» на графике температур в середине XX века.
Цементная промышленность.
Производство цемента является интенсивным источником выбросов СО2. Диоксид углерода образуется, когда карбонат кальция(CaCO3) нагревают, чтобы получить ингредиент цемента оксид кальция (СаО или негашёная известь). Производство цемента является причиной приблизительно 5 % выбросов СО2 индустриальных процессов (энергетический и промышленный сектора). При затворении цемента то же количество СО2 поглощается из атмосферы при протекании обратной реакции СаО + СО2 = СаСО3. Поэтому производство и потребление цемента изменяет только локальные концентрации СО2 в атмосфере, не изменяя среднее значение.
Землепользование.
Существенное влияние на климат оказывает землепользование. Орошение, вырубка лесов и сельское хозяйство коренным образом меняют окружающую среду. Например, на орошаемой территории изменяется водный баланс. Землепользование может изменить альбедо отдельно взятой территории, поскольку изменяет свойства подстилающей поверхности и тем самым количество поглощаемого солнечного излучения. Например, есть причины предполагать, что климат Греции и других средиземноморских стран поменялся из-за масштабной вырубки лесов между 700 лет до н. э. и началом н. э. (древесина использовалась для строительства, кораблестроения и в качестве топлива), став более жарким и сухим, а те виды деревьев, которые использовались в кораблестроении, не растут больше на этой территории.
Согласно исследованию 2007 года Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory) средняя температура в Калифорнии возросла за последние 50 лет на 2°С, причём в городах этот рост намного выше. Это является в основном следствием антропогенного изменения ландшафта.
Скотоводство.
Согласно отчету ООН «Длинная тень скотоводства» от 2006 года скот является причиной 18% выбросов парниковых газов в мире. Это включает в себя и изменения в землепользовании, т. е. вырубку леса под пастбища. В тропических лесах Амазонки 70% вырубки лесов производится под пастбища, что послужило основной причиной, почему Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (англ. Food and Agriculture Organization, FAO) в сельскохозяйственном отчёте за 2006 год включила землепользование в сферу влияния скотоводства. В дополнение к выбросам СО2, скотоводство является причиной выброса 65% оксида азота и 37% метана, имеющих антропогенное происхождение.
Этот показатель был пересмотрен в 2009 году двумя учёными из Worldwatch Institute: они оценили вклад животноводства в выбросы парниковых газов в 51 % общемирового.
5. Взаимодействие факторов.
Влияние на климат всех факторов, как естественных, так и антропогенных, выражается единой величиной – радиационным прогревом атмосферы в Вт/м2.
Извержения вулканов, оледенения, дрейф континентов и смещение полюсов Земли – мощные природные процессы, влияющие на климат Земли. В масштабе нескольких лет вулканы могут играть главную роль. В результате извержения вулкана Пинатубо в 1991 года на Филиппинах на высоту 35 км было заброшено столько пепла, что средний уровень солнечной радиации снизился на 2,5 Вт/м2. Однако эти изменения не являются долгосрочными, частицы относительно быстро оседают вниз. В масштабе тысячелетий определяющим климат процессом будет, вероятно, медленное движение от одного ледникового периода к следующему.
В масштабе нескольких столетий на 2005 год по сравнению с 1750 годом имеется комбинация разнонаправленных факторов, каждый из которых значительно слабее, чем результат роста концентрации в атмосфере парниковых газов, оцениваемый как прогрев на 2,4–3,0 Вт/м2. Влияние человека составляет менее 1% от общего радиационного баланса, а антропогенное усиление естественного парникового эффекта – примерно 2%, с 33 до 33,7 град С. Таким образом, средняя температура воздуха у поверхности Земли увеличилась с доиндустриальной эпохи (примерно с 1750 года) на 0,7 °С{
6. Гипотеза о циклических изменениях климата.
Чередование прохладно-влажных и тепло-сухих периодов в интервале 35-45 лет, выдвинута еще в конце XIX в. русскими учеными Э.А.Брикнером и А.И.Воейковым. В последствии эти научные положения были существенно развиты А.В.Шнитниковым в виде стройной теории о внутривековой и многовековой изменчивости климата и общей увлажненности материков Северного полушария. В основу системы доказательств положены факты о характере изменения горного оледенения Евразии и Северной Америки, уровней наполнения внутренних водоемов, в том числе Каспийского моря, уровня Мирового океана, изменчивость ледовой обстановки в Арктике, исторические сведения о климате.
Еще одна современная проблема в метеорологии - глобальные изменения климата, возможность его прогнозирования на большие сроки. То, что за последние 150 лет происходит изменение термического режима атмосферы, не вызывает никакого сомнения. Происходит глобальное потепление атмосферы - примерно на 1-1,5 градуса. Особенно интенсивно в последние 20-25 лет. Но оно имеет свои региональные и временные масштабы. Наиболее заметно на территории России потеплел климат в умеренных широтах Европейской России и в Западной Сибири зимой. зимы в последнее время стали "сиротскими". летом температурный режим практически не изменился. А в южных районах, в частности, на Украине, даже несколько похолодало. То же в северных регионах - Архангельской области, Республике Коми - климат совсем не потеплел. Есть периоды времени, когда это потепление наиболее заметно себя проявляет. Потеплел климат Аляски, а вот климат благодатной Калифорнии несколько похолодал. Дать однозначное этому объяснение довольно сложно, хотя эта проблема сейчас активно изучается во многих странах, поскольку дальнейшее потепление на земном шаре может привести к весьма негативным последствиям. Уменьшится количество ледников в северных морях (например, в Гренландии), что приведет к подъему уровня Мирового Океана, тогда окажутся под водой прибрежные территории, уровень которых ниже уровня моря. Это, например, Нидерланды, которые под натиском моря только с помощью дамб сохраняют свою территорию; Япония, у которой в таких районах находятся многие производственные мощности; могут быть залиты океаном многие острова в тропиках. Но произойдет ли это - вопрос весьма дискуссионный. атмосфера может потеплеть еще на 1 градус через ближайшие 100 лет, но утверждать это мы не можем в настоящее время.
Принято считать, что основной причиной, которая, возможно, приводит к этим процессам, является увеличение СО2 (углекислого газа) в атмосфере. Его называют "парниковым газом", эффект его присутствия в атмосфере напоминает эффект парника, когда коротковолновая солнечная радиация легко проникает через слой СО2, а затем, отражаясь от земной поверхности и превращаясь в длинноволновую радиацию, не может опять пронзить его и остается в нем, т.е. этот слой действует как пленка в парнике - создает дополнительный тепловой эффект.
Но только увеличение СО2 не может обусловить процесс глобального потепления климата. Лишь 20% величины повышения температуры связано с этим явлением и только антропогенная деятельность не может быть оновной его причиной. В сложной динамической системе, которая характеризует взаимодействие процессов в системе атмосфера-океан-континент, невозможно выделить доминанту. Нельзя исключать вероятность того, что через 20-30 лет произойдет обратное явление, т.е. потепление климата на планете прекратится. Вспомним, что Земля живет уже многие сотни миллионов лет и уже были процессы в умеренных широтах Северного полушария как ледниковые, так и приведшие к установлению здесь тропической жары. Уровень наших знаний об этой системе взаимодействия пока еще недостаточен, и мы не можем прогнозировать климат на большие сроки.
Увеличение содержания в атмосфере таких газов, как фреон и целого ряда галогенных газов считается также следствием хозяйственной деятельности человека и причиной возникновения озоновых дыр. Период наблюдения за озоном очень невелик и составляет около 30 лет. Замечено, что количество озона на д некоторыми регионами в отдельные периоды уменьшалось на 20%, в связи с чем предположили, что вырабатываемый человечеством фреон и ведет к разрушению озона в нижней стратосфере. Конечно, этот газ разрушает озон, но он вырабатывается и накапливается в приземном слое атмосферы и не ясно, как он достигает верхних слоев и как происходит это разрушение? Есть и другое объяснение: изменение концентрации плотности озона подчиняется своим, внутренним законам, обусловленным динамическими причинами, процессами циркуляции в стратосфере. Так что однозначного научного объяснения, объективно соответствующего этой реальности, в настоящее время нет. Однако, если человечество сумеет ограничить свою вредную для окружающей среды деятельность, это можно только приветствовать, даже если научная предпосылка этих устремлений оказалась не вполне достоверной.
Таким образом, успешное решение многих экологических задач просто невозможно без привлечения современных знаний в области метеорологии, без использования сложных моделей общей и региональной циркуляции атмосферы и грамотной синоптической интерпретации модельных расчетов.
II. Последствия Глобального изменения климата.
1. Теории о изменении климата.
1.1. Гольфстрим.
Мало кто знает, но еще в 2000 году кандидат физико-математических наук Алексей Карнаухов (2004) предупреждал: когда-нибудь, возможно, скоро, Гольфстрим перестанет согревать Европу. Как бывало уже не один раз.
«Сейчас воды холодного Лабрадорского течения подныривают под теплый Гольфстрим, не мешая ему омывать обширные северные районы, - рассказывал мне ученый. И объяснял: такой трюк - с подныриванием - возможен оттого, что лабрадорский поток плотнее».
Измерения показывают: плотность воды Лабрадорского течения неуклонно снижается. Поскольку падает ее соленость. Соленость падает оттого, что тают льды Северного Ледовитого океана, поставляя пресную и менее плотную воду. А тают льды от глобального потепления.
Вот такая получается картина. И дополняют ее своей пресной водой наши российские реки - в основном Обь, Енисей и Лена.
Ныне разница в плотности Лабрадорского течения и Гольфстрима составляет всего десятую долю процента - совсем недалеко до критического уровня.
Если Лабрадорское течение выйдет на поверхность, то перекроет путь Гольфстриму. И он отвернет от Европы. Вместе с течением уйдет тепло. От резкого похолодания в устьях сибирских рек намерзнут стены льда.
1.2. Реки бассейна Северного Ледовитого океана.
У Алексея Карнаухова есть данные, что к концу последнего ледникового периода вдоль всего Евразийского побережья Северного Ледовитого океана - от Скандинавских гор до Уральских и далее до Чукотки - намерзла гигантская дамба высотой в 200 метров.
- Остатки этой дамбы высотой в 30 - 40 метров сохранились севернее 72-й параллели - между полуостровом Таймыр и устьем реки Индигирки, - говорит Алексей Валерьевич. - И река Лена до сих пор впадает в океан сквозь довольно узкие ледяные проходы.
Как уверяет ученый, последний раз ледяная дамба напрочь запрудила северные реки 13 - 15 тысяч лет назад. И они разлились так, что образовался внутренний - Евразийский океан, который включал в себя и нынешнее Каспийское море. Туда из Северного Ледовитого океана приплыли тюлени. А иначе появление их каспийской популяции и не объяснить.
Со временем соленость воды восстанавливалась. Гольфстрим возвращался. Начинал греть. Дамба прорывалась. Внутренний океан стекал во внешний - Ледовитый. Как во второй серии мультфильма «Ледниковый период».
Карнаухов считает: иной раз вода прорывалась даже в Средиземное море. Последний сброс был 11,5 тысячи лет назад. Не исключено, что он вызвал катастрофические наводнения, которые потом легли в основу легенд об Атлантиде.
Вывод российского ученого: история с оледенением обязательно повторится. Когда ждать неприятностей, пока точно не ясно. Ведь глобальное потепление нагревает и сам Гольфстрим. Снижает плотность его воды и тем самым отдаляет наступление очередного ледникового периода.
1.3. Последний ледниковый период.
Гипотезу Карнаухова отчасти разделяют британские геологи Джеймс Теллер и Джулиан Мертон из Университета Сассекса, выступившие недавно в авторитетном журнале Nature. Ученые сообщили, что тоже нашли следы колоссального наводнения, которое, по их мнению, и стало причиной последнего похолодания. Но не в Евразии, а в Северной Америке.
Геологи уверяют: примерно 13 тысяч лет назад ледяные дамбы заперли талую воду на границе нынешних Канады и США. Потом прорвались. И студеные кубические километры резко хлынули в океаны. Одни следы указывают: основной поток устремился вдоль русла реки Маккензи в Северный Ледовитый океан. Другие - ведут по руслу реки Св. Лаврентия в Атлантический океан. Третьи - в южном направлении по руслу нынешней Миссисипи.
Тут «опять не повезло» теплому Гольфстриму. И, по британской гипотезе, холодная вода его остановила. А от этого резко похолодало по всему Северному полушарию - в Европе температура упала аж на 10 градусов.
...и разрушало взрывами
Увы, Джеймс и Джулиан не сообщают, от чего прорвался североамериканский резервуар. Но другие ученые, совершенно независимо, намекают на возможную причину.
Как считает Билл Найпир из Университета Кардиффа, виновата кометная бомбардировка, которая случилась опять же 13 тысяч лет назад.
Исследования показали: примерно 20 тысяч лет назад в Солнечную систему влетела крупная комета - диаметр ее ядра составлял от 50 до 100 километров. Вскоре комета распалась на множество обломков, которые образовали астероидные потоки. В один из них и вошла Земля. За какой-то час в нее врезались тысячи огромных глыб и кусков льда. Мощность каждого взрыва была не меньше, чем от Тунгусского метеорита.
Бомбардировка, сравнимая с термоядерной, накрыла всю территорию нынешних США и Канады. Как раз в это время температура на Земле понизилась на 8 - 10 градусов. Билл полагает: произошло это оттого, что дым, пепел и пыль, поднятые взрывами, заслонили Солнце. И затормозили начавшееся глобальное потепление.
2. Необратимые глобальные изменения климата.
2.1. Изменения климата на примере США.
Последствия глобальных климатических изменений на планете стали необратимыми - к такому ошеломляющему выводу пришли американские ученые по результатам исследования, проведенного по заказу министерства энергетики США. Специалисты выяснили, что даже если каким-то образом удастся прекратить выбросы углекислого газа, создающего парниковый эффект, средняя температура воздуха на Земле все равно сохранится на высоком уровне в течение еще как минимум тысячи лет.
"Люди ошибочно полагали, что если удастся остановить выбросы двуокиси углерода, температура снизится и вернется к норме через 100-200 лет. Это не так", - сказала Сюзан Соломон, автор доклада, опубликованного в журнале Proceedings Национальной академии наук США.
Ученые предупредили, что если рост выбросов углекислого газа в атмосферу продолжится, это приведет к сокращению количества осадков на юге Европы, в Северной Америке, некоторых частях Африки и Австралии. Все эти регионы и так уже страдают от засушливого климата.
По словам исследователей, сейчас процесс глобального потепления отчасти замедляют океаны, поглощающие тепло. Однако это тепло все равно, в конце концов, вернется в атмосферу в результате испарения воды, передает BBC.
Доклад ученых совпал с призывом президента США (государства, являющегося одним из главных загрязнителей планеты) Барака Обамы пересмотреть существующие и одобренные предыдущей администрацией Джорджа Буша стандарты по допустимым нормам загрязнения воздуха. Соответствующие указания он дал национальному агентству по защите окружающей среды.
Обама уже распорядился, чтобы национальное Агентство по защите окружающей среды рассмотрело вопрос об исключении Калифорнии, считающейся самым активным защитником экологии, и еще 13 штатов из федерального договора о допустимых нормах загрязнения воздуха. Калифорния предлагает к 2016 году снизить выбросы парниковых газов в атмосферу на 30% за счет усовершенствований в сфере автопрома.
Новый президент США уже обратился к автомобилестроительным компаниям с требованием сделать расход топлива выпускаемыми ими автомобилями более эффективным.
Прежний закон, принятый в 2007 году, гласит, что, начиная с 2020 года, автомобили и грузовики должны будут проезжать 35 миль на одном галлоне бензина, то есть расходовать примерно 6,72 литра топлива на 100 километров. Однако Барак Обама намерен реализовать эту программу уже к 2011 году.
Новым министром энергетики США в администрации Обамы стал известный специалист в области борьбы с глобальным потеплением, лауреат Нобелевской премии по физике Стивен Чу.
Напомним, многие страны критиковали позицию администрации Буша в вопросе борьбы с изменением климата. Во время президентства его предшественника Билла Клинтона США присоединились к международному Киотскому протоколу, предусматривающему сокращение выбросов в атмосферу. Однако вскоре после прихода в Белый дом Буша в январе 2001 года США отозвали свою подпись под документом.
В 2007 году появились сообщения, что под давлением деловых кругов США и зарубежных союзников администрация Буша может ввеcти во всех сферах экономики квоты на выбросы парниковых газов. В прошлом году Буш пообещал, что США прекратят рост выброса в атмосферу парниковых газов к 2025 году.
Срок действия Киотского протокола истекает в 2012 году.
2.2. Изменение климата на примере России.
Все функции экологического контроля переданы Росприроднадзору. "Олимпстрой" намерен сотрудничать с экологами по олимпийским объектам в Сочи. Минприроды и экологи категорически против размыкания системы водооборота БЦБК. Последствия глобального изменения климата уже необратимы. Ученые обнаружили единственное бессмертное существо на Земле. Экологи подтвердили предположения, что чистый воздух продлевает жизнь. Киты и бегемоты оказались близкими родственниками. Фотофакт: Десять самых необычных и удивительных явлений природы. Обзор событий за неделю с 26/01/2009 по 01/02/2009.
Опасны ли химические реагенты на улицах Москвы?В последнее время в Москве участились жалобы граждан на негативное воздействие реагентов, которыми в зимнее время посыпают и поливают улицы столицы. Горожане сетуют на испорченную "солью" обувь и обожженные лапы домашних животных. Уже несколько раз за последние зимы состав реагентов, используемых в российской столице, изменялся, но проблема экологичности и безопасности дорожных реагентов по-прежнему является актуальной. На прошлой неделе столичные власти в очередной раз взялись за решение вопроса о химических реагентах. По итогам совещания, в котором приняли участие сотрудники ГИБДД, Роспотребнадзора, столичного департамента здравоохранения, управления ветеринарии, а также экологи, столичные власти приняли решение премировать коммунальные службы Москвы за экономное использования противогололедных реагентов на автодорогах, а вот московские дворники могут и вовсе лишиться работы за использование химических реагентов во дворах и на тротуарах. Еще три года назад после жалоб москвичей химические реагенты запретили использовать во дворах и на тротуарах - там должен быть только щебень или мраморная крошка. Однако, до сих пор в некоторых районах Москвы дорожки во дворах и на пешеходных зонах все еще посыпают химическими составами. В ходе совещания в столичной мэрии также было принято решение, что в ближайшее время в Москве пройдет эксперимент по применению подогретого раствора реагентов, что позволит уменьшить его расход на 70%, а, следовательно, на эти же 70% уменьшит их негативное влияние на окружающую среду. Сообщается так же, что до конца января Росприроднадзор направит властям Москвы запрос по поводу используемых в столице дорожных реагентов, в котором природоохранное ведомство попросит городских чиновников официально обосновать решение по применению используемых в Москве реагентов и предоставить информацию об их экологической безопасности.
Все функции экологического контроля переданы РосприроднадзоруКак следует из постановления, опубликованного в пятницу на сайте правительства, премьер-министр Владимир Путин передал все функции экологического контроля Росприроднадзору. Кроме того, премьер утвердил правила осуществления государственного контроля в области охраны окружающей среды (государственного экологического контроля). Напомним, что ранее подобного документа не существовало. В правилах осуществления государственного контроля в области охраны окружающей отмечается, что Госэкоконтроль состоит из госконтроля за охраной атмосферного воздуха, за деятельностью в области обращения с отходами (за исключением радиоактивных отходов), госконтроля и надзора за использованием и охраной водных объектов, госконтроля за геологическим изучением, рациональным использованием и охраной недр. В Госэконтроль также входят функции государственного земельного контроля, госконтроля в области охраны, воспроизводства и использования объектов животного мира и среды их обитания, госконтроля в области организации и функционирования особо охраняемых природных территорий (ООПТ). Между тем ранее премьер лишил Росприроднадзор функции управления федеральными ООПТ, передав ее профильному департаменту Минприроды.
"Олимпстрой" намерен сотрудничать с экологами по олимпийским объектам в СочиВ конце января госкорпорация "Олимпстрой" заявила о намерении сотрудничать с экологами и предложила им подготовить свои рекомендации к технологическим требованиям при проектировании объектов Олимпиады-2014 в Сочи. Координаторами этой работы выступят Российское представительство Всемирного фонда дикой природы (WWF) и "Олимпстрой". В совещании по этому поводу приняли участие руководство госкорпорации, представители ведущих общественных экологических организаций, компаний-инвесторов и фирм-подрядчиков. От лица экологов глава Российского представительства WWF Игорь Честин заявил, что они готовы "работать открыто и конструктивно" по вопросам экологического обоснования олимпийских проектов.О том, что при строительстве олимпийских объектов нужно проявлять особую заботу о защите окружающей среды и внимательнее относиться к качеству воздуха, водоочистке, озеленению, заявил на состоявшемся брифинге в Сочи председатель Координационной комиссии МОК Жан-Клод Килли. Он подчеркнул особую важность того, что после проведения Олимпийских Игр-2014 экология Сочи должна стала еще лучше. Координационная комиссия Международного олимпийского комитета в течение нескольких дней проверяла ход подготовки к проведению Олимпиады-2014 в Сочи, а также обсудила с российскими коллегами вопросы планирования, экологии, транспорта и образовательных олимпийских программ.
Минприроды и экологи категорически против размыкания системы водооборота БЦБКНа минувшей неделе в СМИ появились сообщения о том, что Правительство РФ обсуждает с руководством Байкальского ЦБК возможность размыкания системы замкнутого водооборота в обмен на выполнение комбинатом государственного оборонного заказа. Напомним, что БЦБК в сентябре 2008 года перешел на замкнутый водооборот, исключающий попадание промышленных стоков в озеро Байкал. Как говорится в опубликованном в среду докладе Минприроды РФ "О состоянии озера Байкал и мерах по его охране в 2007 году" деятельность Байкальского ЦБК серьезно загрязняла воды озера Байкал в 2007 году. Переход на замкнутую систему водооборота экологи восприняли как очень важную победу в защите озера Байкал, однако теперь, возможно, придется начинать новую борьбу, чтобы не допустить возобновления работы предприятия с разрешенными сбросами стоков в озеро. Категорически против размыкания системы замкнутого водооборота Байкальского ЦБК выступило и Минприроды РФ. Директор департамента государственной политики и регулирования в сфере охраны окружающей среды и экологической безопасности Минприроды Ринат Гизатулин заявил, что Минприроды даже не рассматривает возможность размыкания системы замкнутого водооборота БЦБК. Сброс стоков в Байкал ЦБК запрещен и является прямым нарушением закона об охране озера и постановления правительства РФ.
Последствия глобального изменения климата уже необратимыАмериканские ученые пришли к выводу, последствия глобального изменения климата являются уже необратимыми, а температуры воздуха на планете будут оставаться высокими как минимум еще в течение тысячи лет, даже если человечеству удастся сократить выбросы углекислого газа в атмосферу Земли. В докладе американских ученых отмечается, что ранее люди ошибочно полагали, что если удастся остановить выбросы двуокиси углерода, температура на планете снизится и вернется к норме через 100-200 лет. Руководитель группы исследователей Сьюзан Соломон также отметила, что в случае увеличения содержания углекислого газа в атмосфере, в засушливых районах на юге Европы, в Северной Америке, в некоторых частях Африки и Австралии сократится количество осадков. А это еще в большей мере негативно скажется на экосистеме данных регионов. Соломон подчеркивает: "Изменение климата медленно, но необратимо... если не предпринять срочных мер сейчас, то в долгосрочной перспективе последствия могут быть еще хуже".Новоизбранный президент США Барак Обама, выступая с рядом инициатив в области защиты окружающей среды и энергетической безопасности, также отметил, что для борьбы с глобальным потеплением климата необходимо создать "глобальную коалицию" и взять лидерство в этой сфере для того, чтобы защитить наш климат и нашу коллективную безопасность. Барак Обама распорядился незамедлительно пересмотреть прежние решения, касающиеся защиты окружающей среды и энергетической политики и призвал все страны, прежде всего Индию и Китай, взять на себя часть обязательств по преодолению последствий глобального изменения климата на планете.
Ученые обнаружили единственное бессмертное существо на землеМедуза, а точнее - гидроид Turritopsis nutricula, является, вероятнее всего, единственным бессмертным существом на Земле, так как только оно умеет омолаживать себя. Это уникальное животное, имеющее в диаметре всего 4-5 мм, в отличие от остальных медуз, которые гибнут после размножения, способно возвращаться из "взрослой" стадии медузы к "детской" стадии полипа. А так как теоретически, этот цикл способен повторяться до бесконечности, ученые и предположили, что данное существо является бессмертным. Медузы и гидры давно уже попали в поле зрение биологов и генетиков, которые надеются с помощью этих существ раскрыть секреты процесса старения. Отметим, что теория о "биологическом бессмертии" гидры была выдвинута еще в XIX веке, а в конце 1990-х было экспериментально доказано, что гидры не умирают из-за старения.
Экологи подтвердили предположения, что чистый воздух продлевает жизньУченые подтвердили, что прямая взаимосвязь между уровнем тонких частиц в воздухе и средней продолжительностью жизни в городах, все-таки существует. Проще говоря - чистый воздух продлевает жизнь людей. Сокращение концентрации вредных загрязняющих веществ в воздухе до 10 микрограммов на кубический метр прибавляет около семи месяцев жизни, подсчитали специалисты. Такие выводы были получены после анализа качества воздуха в 51 американском городе в конце 70-х годов прошлого века, а затем в начале 80-х, 90-х и наконец в 2000 году. Экологи убедились, что дифференциальные изменения в загрязнении воздуха влияют на продолжительность жизни. Средняя продолжительность жизни в США благодаря улучшению экологической обстановки увеличилась примерно на три года в течение периода исследования, а в некоторых городах - на 15%. Несмотря на то, что опасность тонких частиц для человеческого здоровья уже давно доказана, остаётся неясным, каким образом они воздействуют на организм и какие химические процессы при этом задействованы. Тем не менее медики уверены, что сокращение их уровней в воздухе имеет долгосрочные положительные выгоды для поддержания здоровья и повышения продолжительности жизни.
Киты и бегемоты оказались близкими родственникамиПалеобиологам было давно известно, что современные морские млекопитающие некогда обитали на поверхности Земли. Однако животного, которое бы являлось переходным звеном между видами, способного одновременно обитать в воде и на суше, долгое время найти не удавалось. Четверть века назад останки подобного существа были обнаружены в Индии, но его эволюционное значение ученым удалось определить только сейчас. Небольшое животное, похожее на оленя, жившее на Земле около 48 миллионов лет назад стало переходным звеном между обитателями суши и жителями морских глубин. Именно оно стало прародителем млекопитающих семейства китовых - кашалотов, касаток, дельфинов. Исследователи восстановили облик животного, названного Indonyus, и выяснили, что оно является также и предком бегемотов - это существо относилось к отряду парнокопытных, включающих в себя современных верблюдов и свиней. Исследуя ДНК ученые также обнаружили, что киты являются близкими родственниками бегемотов. Ранее ученые считали, что Indonyus предпочел подводную жизнь из-за того, что ему понравилось питаться рыбой, но сейчас выяснилось, что вначале они стали морскими обитателями, и только впоследствии стали всеядными.
Фотофакт: Десять самых необычных и удивительных явлений природыЕще с детства мы привыкли к таким явлениям природы как красное солнце во время заката, затяжные холодные дожди осенью, кристальный иней или роса на траве... Но порой природа балует нас и довольно необычными природными явлениями: некоторые из них нас пугают, некоторые настораживают, а некоторые просто заставляют любоваться и восхищаться. ECOportal.ru предлагает Вашему вниманию фотоподборку самых необычных и удивительных явлений природы.
Огромное количество видов животных должно будет быстро измениться, чтобы выжить в условиях сильного изменения климата, которое произойдет в течение ближайших 100 лет
Климат станет изменяться значительно быстрее, чем могут приспосабливаться животные, говорят результаты недавно проводимого исследования ученых из Университета Индианы.
Исследование, которое проводилось на гремучих змеях, показывает, что уровень будущего изменения в подходящей для определенного вида среде обитания будет происходить в два-три раза быстрее, чем в среднем изменение климатических условий за прошлые 300 тысячелетий - время, которое включает три главных ледниковых цикла и существенные изменения в климате и температуре.
«Мы обнаружили, что за следующие 90 лет, в лучшем случае, целый ряд видов животных должен будет адаптироваться к изменяющимся природным условиям более чем в 100 раз быстрее, чем это происходило в течение прошлых 320 000 лет», - сказала Мишель Лоуин, ведущий автор статьи в научном журнале PLoS ONE, доктор геологических и биологических наук. - Такой уровень изменения не похож ни на один из процессов, с которым могли столкнуться эти виды животных, вероятно, со времени их формирования».
Статья о ходе исследования под названием «Климат плейстоцена, филогения и модели климатической оболочки: интегральный подход к пониманию реакции видов на глобальное потепление» была опубликована 9 декабря в соавторстве Мишель Лоуин и Дэвида Полли, профессора геологических наук в колледже Блумингтона.
3. Глобальные последствия.
3.1. Изменение частоты и интенсивности выпадения осадков.
В целом климат на планете станет более влажным. Но количество осадков не распространится по Земле равномерно. В регионах, которые и так на сегодняшний день получают достаточное количество осадков, их выпадение станет интенсивнее. А в регионах с недостаточным увлажнением участятся засушливые периоды.
Прогноз изменения количества выпадения осадков по регионам мира к 2080-2099 гг. по сравнению с уровнем 1980-1999 гг., мм/день.3.2. Повышение уровня моря.
В течение ХХ века средний уровень моря повысился на 0,1-0,2м. По прогнозам ученых, за XXI век повышение уровня моря составит до 1 м. В этом случае наиболее уязвимыми окажутся прибрежные территории и небольшие острова. Такие государства как Нидерланды, Великобритания, а также малые островные государства Океании и Карибского бассейна первыми подпадут под опасность затопления. Кроме этого участятся высокие приливы, усилится эрозия береговой линии.
Изменение уровня Мирового океана по сравнению со средним значением за период 1961-1990 гг.
3.3. Угроза для экосистем и биоразнообразия.
Виды и экосистемы уже начали реагировать на изменение климата. Мигрирующие виды птиц стали раньше прилетать весной и позже улетать осенью.
Существуют прогнозы исчезновения до 30-40% видов растений и животных, поскольку их среда обитания будет изменяться быстрее, чем они могут приспособиться к этим изменениям.
При повышении температуры на 1 °С прогнозируется изменение видового состава леса. Леса являются естественным накопителем углерода (80% всего углерода в земной растительности и около 40% углерода в почве). Переход от одного типа лес к другому будет сопровождаться выделением большого количества углерода.
3.4. Таяние ледников.
Современное оледенение Земли можно считать одним из самых чутких индикаторов происходящих глобальных изменений. Спутниковые данные показывают, что, начиная с 1960-х гг., произошло уменьшение площади снежного покрова примерно на 10%. С 1950-х гг. в Северном полушарии площадь морского льда сократилась почти на 10-15%, а толщина уменьшилась на 40%. По прогнозам экспертов Арктического и Антарктического научно-исследовательского института (Санкт-Петербург), уже через 30 лет Северный ледовитый океан в течение теплого периода года будет полностью вскрываться из-под льда.
Изменение ледового покрова в Арктике (а) сентябрь 1998 г. и б) сентябрь 2007 г.)
Толща Гималайских льдов тает со скоростью 10-15 м в год. При нынешней скорости этих процессов две трети ледников Китая исчезнут к 2060 г., а к 2100 все ледники растают окончательно.
Ускоренное таяние ледников создает ряд непосредственных угроз человеческому развитию. Для густонаселенных горных и предгорных территорий особую опасность представляют лавины, затопления или, наоборот, снижение полноводности рек, а как следствие - сокращение запасов пресной воды.
3.5. Сельское хозяйство.
Влияние потепления на продуктивность сельского хозяйства неоднозначно. В некоторых районах с умеренным климатом урожайность может увеличиться в случае небольшого увеличения температуры, но снизится в случае значительных температурных изменений. В тропических и субтропических регионах урожайность в целом, по прогнозам, будет снижаться.
Самый серьезный удар может быть нанесен беднейшим странам, наименее всего готовым приспособиться к изменениям климата. По данным МГЭИК, к 2080 г. число людей, сталкивающихся с угрозой голода, может увеличиться на 600 млн.чел., что вдвое больше числа людей, которые сегодня живут в бедности в Африке к югу от Сахары.
Заключение
Глобальное потепление — процесс постепенного роста средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана, вследствие всевозможных причин (увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере Земли, изменение солнечной или вулканической активности и т.д.). Очень часто в качестве синонима глобального потепления употребляют словосочетание «парниковый эффект», но между этими понятиями есть небольшая разница. Парниковый эффект – это увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана вследствие роста в атмосфере Земли концентраций парниковых газов (углекислый газ, метан, водяной пар и т.д.). Эти газы выполняют роль плёнки или стекла теплицы (парника), они свободно пропускают солнечные лучи к поверхности Земли и задерживают тепло, покидающее атмосферу планеты. Более детально этот процесс мы рассмотрим ниже. Впервые о глобальном потеплении и парниковом эффекте заговорили в 60-ых годах XX века, а на уровне ООН проблему глобального изменения климата впервые озвучили в 1980 году. С тех пор над этой проблемой ломают головы многие учёные, зачастую, взаимно опровергая теории и предположения друг друга.
infourok.ru
Обзор нынешнего глобального изменения климата
Изменение климата — колебания климата Земли в целом или отдельных её регионов с течением времени, выражающиеся в статистически достоверных отклонениях параметров погоды от многолетних значений за период времени от десятилетий до миллионов лет. Учитываются изменения как средних значений погодных параметров, так и изменения частоты экстремальных погодных явлений. Изучением изменений климата занимается наука палеоклиматология. Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, по одной из версий, с недавних пор, деятельность человека. В последнее время термин «изменение климата» используется как правило (особенно в контексте экологической политики) для обозначения изменения в современном климате (см. глобальное потепление).
Факторы изменения климата
Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны, ледники, а также эффектами, сопутствующими деятельности человека. Внешние процессы, формирующие климат, — это:
изменения солнечной радиации и орбиты Земли.
изменение размеров и взаимного расположения материков и океанов,
изменение светимости солнца,
изменения параметров орбиты Земли,
изменение прозрачности атмосферы и ее состава в результате изменений вулканической активности Земли,
изменение концентрации парниковых газов (СО2 и Ch5) в атмосфере,
изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо),
изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана.
Климатические изменения на Земле
Погода — это ежедневное состояние атмосферы. Погода является хаотичной не линеарной динамической системой. Климат — это усредненное состояние погоды и он, напротив, стабилен и предсказуем. Климат включает в себя такие показатели как средняя температура, количество осадков, количество солнечных дней и другие переменные, которые могут быть измерены в каком-либо определенном месте. Однако на Земле происходят и такие процессы, которые могут оказывать влияние на климат.
Оледенения
Ледники признаны одними из самых чувствительных показателей изменения климата. Они существенно увеличиваются в размерах во время охлаждения климата (т. н. «малые ледниковые периоды») и уменьшаются во время потепления климата. Ледники растут и тают из-за природных изменений и под влиянием внешних воздействий. В прошлом веке ледники не были способны регенерировать достаточно льда в течение зим, чтобы восстановить потери льда во время летних месяцев.
Самые значительные климатические процессы за последние несколько миллионов лет — это гляциальные и интергляциальные циклы текущего ледникового периода, обусловленные изменениями орбиты Земли. Изменение состояния континентальных льдов и колебания уровня моря в пределах 130 метров являются в большинстве регионов ключевыми следствиями изменения климата.
Изменчивость мирового океана
В масштабе десятилетий климатические изменения могут быть результатом взаимодействия атмосферы и мирового океана. Многие флуктуации климата, включая наиболее известную южную осцилляцию Эль-Ниньо, а также североатлантическую и арктическую осцилляции, происходят отчасти благодаря возможности мирового океана аккумулировать тепловую энергию и перемещению этой энергии в различные части океана. В более длительном масштабе в океанах происходит термохалинная циркуляция, которая играет ключевую роль в перераспределении тепла и может значительно влиять на климат.
Климатическая память
В более общем аспекте изменчивость климатической системы является формой гистерезиса, т. е. это значит, что настоящее состояние климата является не только следствием влияния определенных факторов, но также и всей историей его состояния. Например, за десять лет засухи озера частично высыхают, растения погибают, и площадь пустынь увеличивается. Эти условия вызывают, в свою очередь, менее обильные дожди в последующие за засухой годы. Т. о. изменение климата является саморегулирующимся процессом, поскольку окружающая среда реагирует определенным образом на внешние воздействия, и, изменяясь, сама способна воздействовать на климат.
Парниковые газы
Принято считать, что парниковые газы являются главной причиной глобального потепления. Парниковые газы имеют также значение для понимания климатической истории Земли. Согласно исследованиям, парниковый эффект, возникающий в результате нагревания атмосферы тепловой энергией, удерживаемой парниковыми газами, является ключевым процессом, регулирующим температуру Земли.
В течение последних 600 млн лет концентрация диоксида углерода в атмосфере варьировались от 200 до более чем 5 000 чнм из-за воздействия геологических и биологических процессов. Однако в 1999 г. Вейзер и др. показали, что на протяжении последних десятков миллионов лет нет строгой корреляции между концентрацией парниковых газов и изменением климата и что более важная роль принадлежит тектоническому движению литосферных плит. Позднее Ройер и др. использовали корреляцию СО2 — климат, чтобы вывести значение «чувствительности климата». Есть несколько примеров быстрых изменений концентрации парниковых газов в земной атмосфере, имеющих строгую корреляцию с сильным потеплением, среди которых термальный максимум палеоцена — эоцена, вымирание видов перми — триаса и конец варяжской «Земли — снежка» (snowball earth event).
Растущий уровень диоксида углерода считается главной причиной глобального потепления, начиная с 1950 года. Согласно данным Межгосударственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) от 2007 года, концентрация СО2 в атмосфере в 2005 году составила 379 чнм3, в доиндустриальный период она составляла 280 чнм3.
Чтобы предотвратить резкое потепление в ближайшие годы, концентрация углекислоты должна быть снижена до уровня, существовавшего до индустриальной эпохи — до 350 частей на миллион (0,035%) (сейчас — 385 частей на миллион и увеличивается на 2 миллионные доли (0,0002%) в год, в основном из-за сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов). [1]
Ученым уже давно известны способы приостановления или даже прекращения массовых вырубок леса. Ещё в начале прошлого века американские исследователи прогнозировали, что выращивание конопли в промышленных масштабах способно остановить вырубку лесов, потому что урожай конопли с 10 тысяч гектаров пашни даёт столько же бумаги, сколько и лес, поваленный на площади 40 тысяч гектаров. Это связано с тем, что один гектар конопли даёт 5-6 кубометров древесины в год, а один гектар лесных угодьев – вдвое меньше. [2]
Имеется скептическое отношение к геоинженерным методам изъятия углекислоты из атмосферы, в частности, к предложениям захоранивать углекислый газ в тектонических трещинах или закачивать его в породы на океанском дне: изъятие 50 миллионных долей газа по этой технологии будет стоить, по меньшей мере, 20 триллионов долларов, что в два раза больше национального долга США. [1]
Тектоника литосферных плит
На протяжении длительных отрезков времени тектонические движения плит перемещают континенты, формируют океаны, создают и разрушают горные хребты, т. е. создают поверхность, на которой существует климат. Недавние исследования показывают, что тектонические движения усугубили условия последнего ледникового периода: около 3 млн лет назад северо- и южноамериканская плиты столкнулись, образовав Панамский перешеек и закрыв пути для прямого смешивания вод Атлантического и Тихого океанов.
Солнечное излучение
Изменение солнечной активности на протяжении последних нескольких столетий
Солнце является основным источником тепла в климатической системе. Солнечная энергия, превращённая на поверхности Земли в тепло, является неотъемлемой составляющей, формирующей земной климат. Если рассматривать длительный период времени, то в этих рамках Солнце становится ярче и выделяет больше энергии, так как развивается согласно главной последовательности. Это медленное развитие влияет и на земную атмосферу. Считается, что на ранних этапах истории Земли Солнце было слишком холодным для того, чтобы вода на поверхности Земли была жидкой, что привело к т. н. «парадоксу слабого молодого Солнца».
На более коротких временных отрезках также наблюдаются изменения солнечной активности: 11-летний солнечный цикл и более длительные модуляции. Однако 11-летний цикл возникновения и исчезновения солнечных пятен не отслеживается явно в климатологических данных. Изменение солнечной активности считается важным фактором наступления малого ледникового периода, а также некоторых потеплений, наблюдаемых между 1900 и 1950 годами. Циклическая природа солнечной активности ещё не до конца изучена; она отличается от тех медленных изменений, которые сопутствуют развитию и старению Солнца.
Изменения орбиты
По своему влиянию на климат изменения земной орбиты сходны с колебаниями солнечной активности, поскольку небольшие отклонения в положении орбиты приводят к перераспределению солнечного излучения на поверхности Земли. Такие изменения положения орбиты называются циклами Миланковича, они предсказуемы с высокой точностью, поскольку являются результатом физического взаимодействия Земли, ее спутника Луны и других планет. Изменения орбиты считаются главными причинами чередования гляциальных и интергляциальных циклов последнего ледникового периода. Результатом прецессии земной орбиты являются и менее масштабные изменения, такие как периодическое увеличение и уменьшение площади пустыни Сахара.
Вулканизм
Одно сильное извержение вулкана способно повлиять на климат, вызвав похолодание длительностью несколько лет. Например, извержение вулкана Пинатубо в 1991 году существенно повлияло на климат. Гигантские извержения, формирующие крупнейшие магматические провинции, случаются всего несколько раз в сто миллионов лет, но они влияют на климат в течение миллионов лет и являются причиной вымирания видов. В начале ученые полагали, что причиной похолодания является эмитированная в атмосферу вулканическая пыль, поскольку она препятствует достигнуть поверхности Земли солнечному излучению. Однако измерения показывают, что большая часть пыли оседает на поверхности Земли в течение шести месяцев.
Вулканы являются также частью геохимического цикла углерода. На протяжении многих геологических периодов диоксид углерода высвобождался из недр Земли в атмосферу, нейтрализуя тем самым количество СО2, изъятого из атмосферы и связанного осадочными породами и другими геологическими поглотителями СО2. Однако этот вклад не сравнится по величине с антропогенной эмиссией оксида углерода, которая, по оценкам Геологической службы США, в 130 раз превышает количество СО2, эмитированного вулканами.
Антропогенное воздействие на изменение климата
Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат. В некоторых случаях причинно-следственная связь прямая и недвусмысленная, как, например, при влиянии орошения на температуру и влажность, в других случаях эта связь менее очевидна. Различные гипотезы влияния человека на климат обсуждались на протяжении многих лет. В конце 19-го века в западной части США и Австралии была, например, популярна теория «дождь идёт за плугом» (англ. rain follows the plow).
Главными проблемами сегодня являются: растущая из-за сжигания топлива концентрация СО2 в атмосфере, аэрозоли в атмосфере, влияющие на её охлаждение, и цементная промышленность. Другие факторы, такие как землепользование, уменьшение озонового слоя, животноводство и вырубка лесов, также влияют на климат.
Сжигание топлива
Начав расти во время промышленной революции в 1850-х годах и постепенно ускоряясь, потребление человечеством топлива привело к тому, что концентрация СО2 в атмосфере возросла с ~280 чнм до 380 чнм. При таком росте спроецированная на конец 21-го века концентрация будет составлять более 560 чнм. Известно, что сейчас уровень СО2 в атмосфере выше, чем когда-либо за последние 750 000 лет. Вместе с увеличивающейся концентрацией метана эти изменения предвещают рост температуры на 1.4-5.6°С в промежутке между 1990 и 2040 годами.
Аэрозоли
Считается, что антропогенные аэрозоли, особенно сульфаты, выбрасываемые при сжигании топлива, влияют на охлаждение атмосферы. Полагают, что это свойство является причиной относительного «плато» на графике температур в середине XX века.
Цементная промышленность
Производство цемента является интенсивным источником выбросов СО2. Диоксид углерода образуется, когда карбонат кальция(CaCO3) нагревают, чтобы получить ингредиент цемента оксид кальция (СаО или негашёная известь). Производство цемента является причиной приблизительно 2.5 % выбросов СО2 индустриальных процессов (энергетический и промышленный сектора). При затворении цемента то же количество СО2 поглощается из атмосферы при протекании обратной реакции СаО + СО2 = СаСО3. Поэтому производство и потребление цемента изменяет только локальные концентрации СО2 в атмосфере, не изменяя среднее значение.
Землепользование
Существенное влияние на климат оказывает землепользование. Орошение, вырубка лесов и сельское хозяйство коренным образом меняют окружающую среду. Например, на орошаемой территории изменяется водный баланс. Землепользование может изменить альбедо отдельно взятой территории, поскольку изменяет свойства подстилающей поверхности и тем самым количество поглощаемого солнечного излучения. Например, есть причины предполагать, что климат Греции и других средиземноморских стран поменялся из-за масштабной вырубки лесов между 700 лет до н. э. и началом н. э. (древесина использовалась для строительства, кораблестроения и в качестве топлива), став более жарким и сухим, а те виды деревьев, которые использовались в кораблестроении, не растут больше на этой территории.
Согласно исследованию 2007 года Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory) средняя температура в Калифорнии возросла за последние 50 лет на 2°С, причём в городах этот рост намного выше. Это является в основном следствием антропогенного изменения ландшафта.
Скотоводство
Согласно отчету ООН «Длинная тень скотоводства» от 2006 года скот является причиной 18% выбросов парниковых газов в мире. Это включает в себя и изменения в землепользовании, т. е. вырубку леса под пастбища. В тропических лесах Амазонки 70% вырубки лесов производится под пастбища, что послужило основной причиной, почему Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (англ. Food and Agriculture Organization, FAO) в сельскохозяйственном отчёте за 2006 год включила землепользование в сферу влияния скотоводства. В дополнение к выбросам СО2, скотоводство является причиной выброса 65% оксида азота и 37% метана, имеющих антропогенное происхождение.
Взаимодействие факторов
Влияние на климат всех факторов, как естественных, так и антропогенных, выражается единой величиной – радиационным прогревом атмосферы в Вт/м2.
Извержения вулканов, оледенения, дрейф континентов и смещение полюсов Земли – мощные природные процессы, влияющие на климат Земли. В масштабе нескольких лет вулканы могут играть главную роль. В результате извержения вулкана Пенатубо в 1991 года на Филиппинах на высоту 35 км было заброшено столько пепла, что средний уровень солнечной радиации снизился на 2,5 Вт/м2. Однако эти изменения не являются долгосрочными, частицы относительно быстро оседают вниз. В масштабе тысячелетий определяющим климат процессом будет, вероятно, медленное движение от одного ледникового периода к следующему.
В масштабе нескольких столетий на 2005 год по сравнению с 1750 годом имеется комбинация разнонаправленных факторов, каждый из которых значительно слабее, чем результат роста концентрации в атмосфере парниковых газов, оцениваемый как прогрев на 2,4–3,0 Вт/м2. Влияние человека составляет менее 1% от общего радиационного баланса, а антропогенное усиление естественного парникового эффекта – примерно 2%, с 33 до 33,7 град С. Таким образом, средняя температура воздуха у поверхности Земли увеличилась с доиндустриальной эпохи (примерно с 1750 года) на 0,7 °С.
www.ronl.ru
Реферат на тему:
Изменение климата — колебания климата Земли в целом или отдельных её регионов с течением времени, выражающиеся в статистически достоверных отклонениях параметров погоды от многолетних значений за период времени от десятилетий до миллионов лет. Учитываются изменения как средних значений погодных параметров, так и изменения частоты экстремальных погодных явлений. Изучением изменений климата занимается наука палеоклиматология. Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, по одной из версий, с недавних пор, деятельность человека. В последнее время термин «изменение климата» используется как правило (особенно в контексте экологической политики) для обозначения изменения в современном климате (см. глобальное потепление).
Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны, ледники, а также эффектами, сопутствующими деятельности человека. Внешние процессы, формирующие климат, — это изменения солнечной радиации и орбиты Земли.
Погода — это ежедневное состояние атмосферы. Погода является хаотичной не линеарной динамической системой. Климат — это усредненное состояние погоды и он, напротив, стабилен и предсказуем. Климат включает в себя такие показатели как средняя температура, количество осадков, количество солнечных дней и другие переменные, которые могут быть измерены в каком-либо определенном месте. Однако на Земле происходят и такие процессы, которые могут оказывать влияние на климат.
Ледники признаны одними из самых чувствительных показателей изменения климата. Они существенно увеличиваются в размерах во время охлаждения климата (т. н. «малые ледниковые периоды») и уменьшаются во время потепления климата. Ледники растут и тают из-за природных изменений и под влиянием внешних воздействий. В прошлом веке ледники не были способны регенерировать достаточно льда в течение зим, чтобы восстановить потери льда во время летних месяцев.
Самые значительные климатические процессы за последние несколько миллионов лет — это гляциальные и интергляциальные циклы текущего ледникового периода, обусловленные изменениями орбиты Земли. Изменение состояния континентальных льдов и колебания уровня моря в пределах 130 метров являются в большинстве регионов ключевыми следствиями изменения климата.
В масштабе десятилетий климатические изменения могут быть результатом взаимодействия атмосферы и мирового океана. Многие флуктуации климата, включая наиболее известную южную осцилляцию Эль-Ниньо, а также североатлантическую и арктическую осцилляции, происходят отчасти благодаря возможности мирового океана аккумулировать тепловую энергию и перемещению этой энергии в различные части океана. В более длительном масштабе в океанах происходит термохалинная циркуляция, которая играет ключевую роль в перераспределении тепла и может значительно влиять на климат.
В более общем аспекте изменчивость климатической системы является формой гистерезиса, т. е. это значит, что настоящее состояние климата является не только следствием влияния определенных факторов, но также и всей историей его состояния. Например, за десять лет засухи озера частично высыхают, растения погибают, и площадь пустынь увеличивается. Эти условия вызывают, в свою очередь, менее обильные дожди в последующие за засухой годы. Т. о. изменение климата является саморегулирующимся процессом, поскольку окружающая среда реагирует определенным образом на внешние воздействия, и, изменяясь, сама способна воздействовать на климат.
Принято считать, что парниковые газы являются главной причиной глобального потепления. Парниковые газы имеют также значение для понимания климатической истории Земли. Согласно исследованиям, парниковый эффект, возникающий в результате нагревания атмосферы тепловой энергией, удерживаемой парниковыми газами, является ключевым процессом, регулирующим температуру Земли.
В течение последних 600 млн лет концентрация диоксида углерода в атмосфере варьировались от 200 до более чем 5 000 чнм из-за воздействия геологических и биологических процессов. Однако в 1999 г. Вейзер и др. показали, что на протяжении последних десятков миллионов лет нет строгой корреляции между концентрацией парниковых газов и изменением климата и что более важная роль принадлежит тектоническому движению литосферных плит. Позднее Ройер и др. использовали корреляцию СО2 — климат, чтобы вывести значение «чувствительности климата». Есть несколько примеров быстрых изменений концентрации парниковых газов в земной атмосфере, имеющих строгую корреляцию с сильным потеплением, среди которых термальный максимум палеоцена — эоцена, вымирание видов перми — триаса и конец варяжской «Земли — снежка» (snowball earth event).
Растущий уровень диоксида углерода считается главной причиной глобального потепления, начиная с 1950 года. Согласно данным Межгосударственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) от 2007 года, концентрация СО2 в атмосфере в 2005 году составила 379 чнм3, в доиндустриальный период она составляла 280 чнм3.
Чтобы предотвратить резкое потепление в ближайшие годы, концентрация углекислоты должна быть снижена до уровня, существовавшего до индустриальной эпохи - до 350 частей на миллион (0,035%) (сейчас - 385 частей на миллион и увеличивается на 2 миллионные доли (0,0002%) в год, в основном из-за сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов). [1]
Ученым уже давно известны способы приостановления или даже прекращения массовых вырубок леса. Ещё в начале прошлого века американские исследователи прогнозировали, что выращивание конопли в промышленных масштабах способно остановить вырубку лесов, потому что урожай конопли с 10 тысяч гектаров пашни даёт столько же бумаги, сколько и лес, поваленный на площади 40 тысяч гектаров. Это связано с тем, что один гектар конопли даёт 5-6 кубометров древесины в год, а один гектар лесных угодьев – вдвое меньше. [2]
Имеется скептическое отношение к геоинженерным методам изъятия углекислоты из атмосферы, в частности, к предложениям захоранивать углекислый газ в тектонических трещинах или закачивать его в породы на океанском дне: изъятие 50 миллионных долей газа по этой технологии будет стоить, по меньшей мере, 20 триллионов долларов, что в два раза больше национального долга США. [1]
На протяжении длительных отрезков времени тектонические движения плит перемещают континенты, формируют океаны, создают и разрушают горные хребты, т. е. создают поверхность, на которой существует климат. Недавние исследования показывают, что тектонические движения усугубили условия последнего ледникового периода: около 3 млн лет назад северо- и южноамериканская плиты столкнулись, образовав Панамский перешеек и закрыв пути для прямого смешивания вод Атлантического и Тихого океанов.
Изменение солнечной активности на протяжении последних нескольких столетий
Солнце является основным источником тепла в климатической системе. Солнечная энергия, превращённая на поверхности Земли в тепло, является неотъемлемой составляющей, формирующей земной климат. Если рассматривать длительный период времени, то в этих рамках Солнце становится ярче и выделяет больше энергии, так как развивается согласно главной последовательности. Это медленное развитие влияет и на земную атмосферу. Считается, что на ранних этапах истории Земли Солнце было слишком холодным для того, чтобы вода на поверхности Земли была жидкой, что привело к т. н. «парадоксу слабого молодого Солнца».
На более коротких временных отрезках также наблюдаются изменения солнечной активности: 11-летний солнечный цикл и более длительные модуляции. Однако 11-летний цикл возникновения и исчезновения солнечных пятен не отслеживается явно в климатологических данных. Изменение солнечной активности считается важным фактором наступления малого ледникового периода, а также некоторых потеплений, наблюдаемых между 1900 и 1950 годами. Циклическая природа солнечной активности ещё не до конца изучена; она отличается от тех медленных изменений, которые сопутствуют развитию и старению Солнца.
По своему влиянию на климат изменения земной орбиты сходны с колебаниями солнечной активности, поскольку небольшие отклонения в положении орбиты приводят к перераспределению солнечного излучения на поверхности Земли. Такие изменения положения орбиты называются циклами Миланковича, они предсказуемы с высокой точностью, поскольку являются результатом физического взаимодействия Земли, ее спутника Луны и других планет. Изменения орбиты считаются главными причинами чередования гляциальных и интергляциальных циклов последнего ледникового периода. Результатом прецессии земной орбиты являются и менее масштабные изменения, такие как периодическое увеличение и уменьшение площади пустыни Сахара.
Одно сильное извержение вулкана способно повлиять на климат, вызвав похолодание длительностью несколько лет. Например, извержение вулкана Пинатубо в 1991 году существенно повлияло на климат. Гигантские извержения, формирующие крупнейшие магматические провинции, случаются всего несколько раз в сто миллионов лет, но они влияют на климат в течение миллионов лет и являются причиной вымирания видов. В начале ученые полагали, что причиной похолодания является эмитированная в атмосферу вулканическая пыль, поскольку она препятствует достигнуть поверхности Земли солнечному излучению. Однако измерения показывают, что большая часть пыли оседает на поверхности Земли в течение шести месяцев.
Вулканы являются также частью геохимического цикла углерода. На протяжении многих геологических периодов диоксид углерода высвобождался из недр Земли в атмосферу, нейтрализуя тем самым количество СО2, изъятого из атмосферы и связанного осадочными породами и другими геологическими поглотителями СО2. Однако этот вклад не сравнится по величине с антропогенной эмиссией оксида углерода, которая, по оценкам Геологической службы США, в 130 раз превышает количество СО2, эмитированного вулканами.
Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат. В некоторых случаях причинно-следственная связь прямая и недвусмысленная, как, например, при влиянии орошения на температуру и влажность, в других случаях эта связь менее очевидна. Различные гипотезы влияния человека на климат обсуждались на протяжении многих лет. В конце 19-го века в западной части США и Австралии была, например, популярна теория «дождь идёт за плугом» (англ. rain follows the plow).
Главными проблемами сегодня являются: растущая из-за сжигания топлива концентрация СО2 в атмосфере, аэрозоли в атмосфере, влияющие на её охлаждение, и цементная промышленность. Другие факторы, такие как землепользование, уменьшение озонового слоя, животноводство и вырубка лесов, также влияют на климат.
Начав расти во время промышленной революции в 1850-х годах и постепенно ускоряясь, потребление человечеством топлива привело к тому, что концентрация СО2 в атмосфере возросла с ~280 чнм до 380 чнм. При таком росте спроецированная на конец 21-го века концентрация будет составлять более 560 чнм. Известно, что сейчас уровень СО2 в атмосфере выше, чем когда-либо за последние 750 000 лет. Вместе с увеличивающейся концентрацией метана эти изменения предвещают рост температуры на 1.4-5.6°С в промежутке между 1990 и 2040 годами.
Считается, что антропогенные аэрозоли, особенно сульфаты, выбрасываемые при сжигании топлива, влияют на охлаждение атмосферы. Полагают, что это свойство является причиной относительного «плато» на графике температур в середине XX века.
Производство цемента является интенсивным источником выбросов СО2. Диоксид углерода образуется, когда карбонат кальция(CaCO3) нагревают, чтобы получить ингредиент цемента оксид кальция (СаО или негашёная известь). Производство цемента является причиной приблизительно 5 % выбросов СО2 индустриальных процессов (энергетический и промышленный сектора). При затворении цемента то же количество СО2 поглощается из атмосферы при протекании обратной реакции СаО + СО2 = СаСО3. Поэтому производство и потребление цемента изменяет только локальные концентрации СО2 в атмосфере, не изменяя среднее значение.
Существенное влияние на климат оказывает землепользование. Орошение, вырубка лесов и сельское хозяйство коренным образом меняют окружающую среду. Например, на орошаемой территории изменяется водный баланс. Землепользование может изменить альбедо отдельно взятой территории, поскольку изменяет свойства подстилающей поверхности и тем самым количество поглощаемого солнечного излучения. Например, есть причины предполагать, что климат Греции и других средиземноморских стран поменялся из-за масштабной вырубки лесов между 700 лет до н. э. и началом н. э. (древесина использовалась для строительства, кораблестроения и в качестве топлива), став более жарким и сухим, а те виды деревьев, которые использовались в кораблестроении, не растут больше на этой территории.
Согласно исследованию 2007 года Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory) средняя температура в Калифорнии возросла за последние 50 лет на 2°С, причём в городах этот рост намного выше. Это является в основном следствием антропогенного изменения ландшафта.
Согласно отчету ООН «Длинная тень скотоводства» от 2006 года скот является причиной 18% выбросов парниковых газов в мире. Это включает в себя и изменения в землепользовании, т. е. вырубку леса под пастбища. В тропических лесах Амазонки 70% вырубки лесов производится под пастбища, что послужило основной причиной, почему Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (англ. Food and Agriculture Organization, FAO) в сельскохозяйственном отчёте за 2006 год включила землепользование в сферу влияния скотоводства. В дополнение к выбросам СО2, скотоводство является причиной выброса 65% оксида азота и 37% метана, имеющих антропогенное происхождение.
Влияние на климат всех факторов, как естественных, так и антропогенных, выражается единой величиной – радиационным прогревом атмосферы в Вт/м2.
Извержения вулканов, оледенения, дрейф континентов и смещение полюсов Земли – мощные природные процессы, влияющие на климат Земли. В масштабе нескольких лет вулканы могут играть главную роль. В результате извержения вулкана Пинатубо в 1991 года на Филиппинах на высоту 35 км было заброшено столько пепла, что средний уровень солнечной радиации снизился на 2,5 Вт/м2. Однако эти изменения не являются долгосрочными, частицы относительно быстро оседают вниз. В масштабе тысячелетий определяющим климат процессом будет, вероятно, медленное движение от одного ледникового периода к следующему.
В масштабе нескольких столетий на 2005 год по сравнению с 1750 годом имеется комбинация разнонаправленных факторов, каждый из которых значительно слабее, чем результат роста концентрации в атмосфере парниковых газов, оцениваемый как прогрев на 2,4–3,0 Вт/м2. Влияние человека составляет менее 1% от общего радиационного баланса, а антропогенное усиление естественного парникового эффекта – примерно 2%, с 33 до 33,7 град С. Таким образом, средняя температура воздуха у поверхности Земли увеличилась с доиндустриальной эпохи (примерно с 1750 года) на 0,7 °С{
wreferat.baza-referat.ru
Глобальное изменение климата Земли
В последнее время мировое сообщество выражает все большее беспокойство по поводу прогнозируемого на XXI в. изменения климата Земли. Главное в этом изменении – уже начавшееся повышение средней температуры как в атмосфере, так и в приземном слое, которое может оказать неблагоприятное воздействие на природные экосистемы и на человека. Можно сказать без преувеличения, что проблема глобального потепления в наши дни приобретает характер одной из важных проблем выживания человечества.
Неудивительно, что эта проблема постоянно обсуждается на разного рода международных форумах, глубоко исследуют ее и специализированные международные организации. Главная из них – функционирующая с 1988 г. под эгидой ЮНЕП и Всемирной организации здравоохранения авторитетная Международная комиссия по изменению климата (МКИК), оценивающая все данные по этой проблематике, определяющая вероятные последствия климатических изменений и намечающая стратегию реагирования на них. В ее состав входят сотни известных ученых. Можно вспомнить, что на конференции в Рио-де-Жанейро в 1992 г. была принята специальная Конвенция по изменению климата.
Большое внимание этой проблеме уделяется и на национальном уровне. Исследования по теории климата и выяснению физического механизма глобального потепления давно уже ведутся в США, Японии, других странах Запада. В СССР систематическое изучение этой проблемы было организовано Государственным комитетом по гидрометеорологии еще в начале 1960-х гг.
В результате проведенных учеными многих стран исследований сложилось более или менее единое мнение о том, что главной причиной уже начавшегося и угрожающего планете в будущем потепления следует считать скопление в атмосфере парниковых газов, которые вызывают так называемый парниковый (тепличный, оранжерейный) эффект.
Прежде всего был изучен сам механизм действия парникового эффекта. Было доказано, что он возникает в результате способности содержащихся в атмосфере водяного пара и некоторых газов пропускать коротковолновую солнечную радиацию и, напротив, поглощать и переизлучать длинноволновую земную радиацию. Было доказано, что главную роль в образовании парникового эффекта играет водяной пар, с которым связано формирование облачных систем: планетарное альбедо на 70 % определяется облаками. Но многое зависит и от содержания парниковых газов – углекислого газа, метана, озона, закиси азота, хлорфторуглеродов.
Далее ученые-климатологи и палеогеографы обратились к изучению прошлых климатов Земли. Они установили, что на протяжении геологической истории нашей планеты не раз происходило чередование периодов потепления и похолодания. В качестве трех главных теплых эпох прошлого обычно выделяют климатические оптимумы плиоцена (3–4 млн лет назад), последнего межледникового периода (125 тыс. лет назад) и голоцена (5–6 тыс. лет назад). Все они могут служить подтверждением того, что даже сравнительно небольшие амплитуды среднегодовых температур могли оказывать очень большое воздействие на биосферу Земли.
В отличие от столь давних эпох климат последнего тысячелетия считается относительно стабильным, хотя и в нем наблюдались свои нюансы. Ученые определили их, используя археологические раскопки, исторические хроники, изучение древесных колец, радиоуглеродный и пыльцевой анализ, а в Японии, например, и даты цветения сакуры, точно фиксируемые уже на протяжении более тысячи лет.
Все эти материалы позволили установить, что в X–XII в. климат Земли был теплее, чем в более позднее время. В средних широтах Северного полушария температура воздуха была по крайней мере на 1 °C выше, а в высоких широтах максимальное повышение температуры доходило до 5 °C. Кстати, по-видимому, именно это потепление помогло викингам колонизовать «зеленую страну»– Гренландию– и достичь берегов Северной Америки. Но затем снова наступило похолодание, получившее наименование малого ледникового периода. Оно началось в XIII–XIV вв., достигло максимума в XV–XVII вв., а далее с небольшими перерывами продолжалось до XIX в. Это время отличалось распространением ледников, увеличением области дрейфующих морских льдов, снижением снеговой линии в горах, замерзанием рек и прибрежных морских акваторий на юге Европы. Средняя глобальная температура в этот период по сравнению с современной понижалась на 1–2 °C (рис. 1), но тем не менее это привело к значительному смещению границ природных зон.
Рис. 1. Изменение температуры во времени в приземном слое воздуха на земном шареОднако наибольший интерес представляет рассмотрение климатических оптимумов и минимумов, имевших место на протяжении примерно полутора последних столетий – в период, когда велись уже систематические наблюдения за глобальной температурой воздуха. По данным Всемирной метеорологической организации (ВМО), эти изменения также оказались довольно значительными. Анализ рисунка 2 позволяет сделать вывод о том, что вся вторая половина XIX в. и начало XX в. оказались относительно более холодными. Затем началось постепенное потепление, достигшее своего максимума в 1930—1940-е гг. Это потепление коснулось всех природных зон, вызвав повышение средней температуры, увеличение облачности и осадков, повсеместное отступление горных ледников. Но особенно сильным это потепление было в высоких (северных) широтах – в Арктическом бассейне, в Канаде, на Аляске, в Гренландии, на российском Севере. В российском секторе Арктики площадь морских льдов сократилась наполовину, что улучшило условия навигации по Северному морскому пути. К северу сместилась зона вечной мерзлоты, изменились ареалы распространения флоры и фауны.
Рис. 2. Повышение температуры воздуха по мере увеличения концентрации парниковых газовКазалось бы, ничто не предвещало прекращения этого процесса. Однако в 1945–1980 гг. опять наступило похолодание, которое также в наибольшей мере проявилось в районах Арктики и Антарктики. Это похолодание снова привело к увеличению площади ледового покрова, нарастанию ледников, сокращению продолжительности вегетационного периода в некоторых странах. Но затем, в 1980-х гг., и в особенности в 1990-х гг., началось новое сильное потепление. Как отмечают многие исследователи, 1990-е гг. и начало XXI в. вообще оказались самыми жаркими за весь период, когда метеорологи ведут наблюдения за температурой воздуха.
Хотя по вопросу о причинах возникновения этого нового тренда глобального потепления среди ученых нет полного единогласия, все же большинство из них считают, что такое потепление непосредственно связано с увеличением поступления в земную атмосферу парниковых газов, в первую очередь СО2, которое происходит в результате увеличения объемов сжигаемого ископаемого топлива. Подтверждением того, что между этими двумя процессами существует прямая корреляция, может служить рисунок 170.
Все эти исследования далекого и не столь далекого прошлого дали богатый материал для прогнозирования будущих климатических изменений. Как и общие глобальные прогнозы, эти прогнозы также прошли в своем развитии разные этапы, довольно сильно различающиеся по характеру оценки самой климатической угрозы.
Первые такие прогнозы, относящиеся к 60-м – началу 70-х гг. XX в., отличались очень сильным «сгущением красок». Вспомним, что это вообще было время тревожных, алармистских прогнозов. Стоит ли удивляться, что они коснулись и авторов гипотезы глобального изменения климата. В качестве яркого примера такого рода можно привести расчеты, сделанные академиком М.И. Будыко и приведенные в его многочисленных статьях и монографиях.http://lib.rus.ec/b/173006/read - n_111
Но, к счастью, эти прогнозы 1960—1970-х гг. в целом не оправдались. Ученые установили, что за последнее столетие средняя температура у земной поверхности повысилась на 0,6 °C. Уровень Мирового океана за то же время поднялся на 15–17 см, что было обусловлено таянием ледников и тепловым расширением океанических вод. Поэтому и прогнозы приобрели более спокойный и взвешенный характер, хотя разные оценки на будущее по-прежнему различаются довольно существенно. Обычно такие прогнозы имеют три временных уровня: 2025 г., 2050 г. и 2100 г.
Сначала об уровне 2025 г. Согласно расчетам М. И. Будыко и некоторых американских климатологов, средняя температура на Земле уже в первой четверти этого столетия увеличится примерно на 1,5 °C, а в Арктике зимние и летние температуры возрастут на 10–15 °C. Это приведет к наступлению леса на тундру и отступлению к северу многолетней мерзлоты, а также к усиленному таянию арктических льдов и началу таяния ледникового покрова Гренландии (на 0,5–0,7 м в год). В западной части Антарктиды начнут разрушаться шельфовые ледники Росса и Фильхнера – Ронне. В умеренных широтах потепление будет чувствоваться меньше. Однако при повышении глобальной температуры даже на 1 °C зона арктической континентальной тундры может заметно сократиться в Европе и сместиться на 300–400 км к северу в Азии. Примерно в два раза могут уменьшиться площади хвойных и увеличиться площади распространения смешанных и широколиственных лесов. Потепление произойдет также в Северной Америке.
Но есть и другие мнения по этому вопросу. Некоторые ученые считают, что если сохранятся современные темпы повышения температуры на 0,3 °C за десять лет, то к 2025 г. она поднимется на 1 °C. Поскольку поверхность суши будет нагреваться быстрее океана, наибольшие изменения коснутся ландшафтов северных широт. Подъем же уровня моря будет равен примерно 6 мм в год и, следовательно, составит 15 см. Имеются и сценарии, по которым средняя температура будет увеличиваться лишь на 0,1–0,2 °C за десять лет.
Теперь об уровне 2050 г., когда под воздействием антропогенных факторов среднеглобальная температура может повыситься на 2 °C. Прогнозы на эту дату также касаются прежде всего двух вопросов – смещения климатических зон и подъема уровня Мирового океана. Согласно им, площадь тундры и лесотундры в Евразии сократится примерно в шесть раз, а хвойных лесов – в три раза, тогда как ареалы распространения смешанных и широколиственных лесов увеличатся в четыре раза. Но подобные прогнозы у разных авторов различаются довольно сильно. В еще большей мере это относится к прогнозам подъема уровня Мирового океана. Например, в докладе комиссии Г. X. Брундтланд говорилось о том, что в ближайшие десятилетия этот уровень поднимется на 25—140 см. Академик К.Я. Кондратьев пишет о его подъеме на 10–30 см, а академик В.М. Котляков приводит цифру 5–7 см.
Тем не менее даже сравнительно небольшой подъем уровня Мирового океана может поставить серьезные проблемы перед многими приморскими (особенно низменными) странами. Последствия этого явления могут быть прямыми (затопление низменных территорий, увеличение размыва берегов) и косвенными (потери ресурсов пресной воды из-за подъема грунтовых вод и проникновения соленой морской воды в водоносные горизонты). Особенно опасен подъем уровня Мирового океана для таких развивающихся стран, как Бангладеш, Египет, Гамбия, Индонезия, Мальдивская Республика, Мозамбик, Пакистан, Сенегал, Суринам и Таиланд. Например, в Бангладеш подъем уровня моря только на 1 м заставит сменить место жительства 10 % населения этой страны (рис. 3). В Египте подъем этого уровня только на 50 см приведет к затоплению большей части дельты Нила и мест обитания 16 % жителей. Еще большую угрозу такой подъем представлял бы для Мальдивских островов, которые состоят из 20 атоллов; 80 % их территории расположены ниже 1 м над уровнем моря. Из стран Европы подъем уровня океана был бы особенно опасен для Нидерландов. Впрочем, такой подъем уровня мог бы оказаться катастрофическим и для Нью-Йорка, поскольку он повлек бы за собой затопление большей части города со всей ее подземной транспортной инфраструктурой и тремя аэропортами.
Наконец, об уровне 2100 г. По расчетам Международной комиссии по изменению климата, в том случае, если не будут приняты радикальные меры по сокращению выбросов парниковых газов и произойдет удвоение концентрации СО2, глобальное потепление климата к концу XXI в. может достигнуть 2,5 °C, (т. е. в среднем 0,25° за каждые десять лет), а возможно и 5,8 °C. Конечно, все последствия такого потепления сегодня предвидеть невозможно. Но, по общему мнению, они будут представлять собой большую угрозу для человечества. Так, согласно некоторым оценкам, общий экономический ущерб от потепления в 2100 г. мог бы составить почти 1 трлн долл. Но за этой цифрой скрываются реальные географические изменения регионального и даже глобального характера (рис.4).
Рис. 3. Возможное затопление территории Бангладеш в случае подъема уровня
Рис. 4. Последствия глобального потепления на территории бывшего СССР (по А.А. Величко)Во-первых, потепление климата может отрицательно сказаться на сельскохозяйственном производстве многих районов, особенно чувствительном к климатическим условиям. Например, снижение урожаев и сборов может произойти в Южной Европе, в южной части США, в Центральной и Южной Америке, в Западной Австралии. Предполагается, что климатические границы сельскохозяйственных угодий в некоторых районах сдвинутся на 200–300 км на каждый градус потепления.
Во-вторых, прогрессирующее потепление к концу века может вызвать повышение уровня Мирового океана на 1,5 м. Это произойдет в результате таяния материковых и горных ледников, морских льдов, а также термического расширения воды в верхнем слое океанской массы. А отрицательные, опасные последствия такого подъема ощутят на себе уже не только коралловые острова и густонаселенные дельты крупных рек Восточной и Южной Азии, но и все прибрежные территории Земли.
В-третьих, немалый ущерб может быть связан с увеличением числа ураганов, лесных пожаров, нарушением водопотребления, деградацией горного туризма и т. п. В свою очередь, загрязнение воды и воздуха скажется на здоровье людей. Изменения климатических условий неизбежно приведут к усилению миграций населения.
Все сказанное, по-видимому, означает, что современные прогнозы глобального изменения климата Земли исходят уже не из прежних максималистских, а из средних вариантов. Никто ныне уже не пишет о подъеме уровня океана на 66 м или об уподоблении климата Подмосковья климату влажного Закавказья. Но есть и ученые, которые придерживаются еще более минималистской точки зрения.
Например, академик А.Л. Яншин считал, что переполох, вызванный мрачными прогнозами доклада «Наше общее будущее», не имеет достаточных оснований, что в нем и угроза потепления и угроза подъема уровня Мирового океана преувеличены. То же относится и к последствиям парникового эффекта в целом. Напротив, этот эффект может иметь и положительные хозяйственные проявления – например, повлиять на рост урожайности сельскохозяйственных культур благодаря интенсификации фотосинтеза. Он же считал необоснованным предположение о таянии материковых льдов Антарктиды и Гренландии. В качестве главного довода он приводил тот факт, что ледниковый щит Антарктиды образовался 35 млн лет назад и с тех пор пережил немало эпох потепления климата Земли, причем гораздо более значительных, чем то, которое ожидается в процессе современного потепления. А в Гренландии парниковый эффект приведет, по-видимому, лишь к некоторому отступлению края ледникового щита. Отсюда А.Л. Яншин делал прогностический вывод о том, что потепление, связанное с парниковым эффектом, не будет сопровождаться значительным таянием ледников Антарктиды и Гренландии и грозит повышением уровня Мирового океана не более чем на 50 см, что не представляет особо серьезной опасности для человечества. Этой концепции придерживаются также А.А. Величко и некоторые другие ученые (рис.5). По мнению же академика К.Я. Кондратьева, возлагать основную вину за глобальное потепление климата в XX в. на выбросы парниковых газов вообще было бы преждевременно; эта проблема нуждается в дополнительном изучении. Острая дискуссия по данному поводу развернулась и на Всемирной конференции по климату, проходившей в Москве в 2003 г.
Рис. 5. Уровень дестабилизации геосистем при антропогенном изменении климата в первой половине XXI в. (по А. А. Величко)В конечном счете, насколько оправдаются приведенные выше прогнозы, во многом зависит от действенности мер, которые принимаются мировым сообществом для того, чтобы замедлить наступление нового климатического оптимума. Эти меры касаются сокращения выбросов парниковых газов, а также энергосбережения, использования передовых технологий, применения экономических, административных стимулов и запретов и др.
Климатические изменения в России в XX в. в целом соответствовали мировым тенденциям. Например, самыми жаркими за очень длительный срок также оказались 1990-егг. и начало XXI в., в особенности в Западной и Средней Сибири.
Интересный прогноз климатических изменений, ожидаемых на территории бывшего СССР до середины XXI в., опубликовал А. А. Величко. Ознакомиться с этим прогнозом, подготовленным лабораторией эволюционной географии Института географии РАН, можно с помощью составленных той же лабораторией карт последствий глобального потепления и уровней дестабилизации геосистем на территории бывшего СССР.
Были опубликованы и другие прогнозы. Согласно им, потепление климата в целом благоприятно скажется на Севере России, где условия жизни изменятся к лучшему. Однако перемещение к северу южной границы многолетней мерзлоты одновременно создаст целый ряд проблем, поскольку может привести к разрушению зданий, дорог, трубопроводов, построенных с учетом нынешнего распространения мерзлых грунтов. В южных районах страны ситуация окажется более сложной. Например, сухие степи могут стать еще более засушливыми. И это не говоря уже о подтоплении многих портовых городов и прибрежных низменностей.
Литература1.Никаноров А. М., Хоружая Т. А. Глобальная экология. – М.: Приор, 2001.
2.Родионова И. А. Глобальные проблемы человечества. – М.: Аспект-Пресс, 1994.
3.Роун Ш. Озоновый кризис. – М.: Мир, 1993.
4.Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать? / Под ред. В. И. Данилова-Данильяна. – М.: МНЭПУ, 1997.
5.Данные сайта http://www.worldwarming.info.
bukvasha.ru
Глобальное изменение климата Земли
В последнее время мировое сообщество выражает все большее беспокойство по поводу прогнозируемого на XXI в. изменения климата Земли. Главное в этом изменении – уже начавшееся повышение средней температуры как в атмосфере, так и в приземном слое, которое может оказать неблагоприятное воздействие на природные экосистемы и на человека. Можно сказать без преувеличения, что проблема глобального потепления в наши дни приобретает характер одной из важных проблем выживания человечества.
Неудивительно, что эта проблема постоянно обсуждается на разного рода международных форумах, глубоко исследуют ее и специализированные международные организации. Главная из них – функционирующая с 1988 г. под эгидой ЮНЕП и Всемирной организации здравоохранения авторитетная Международная комиссия по изменению климата (МКИК), оценивающая все данные по этой проблематике, определяющая вероятные последствия климатических изменений и намечающая стратегию реагирования на них. В ее состав входят сотни известных ученых. Можно вспомнить, что на конференции в Рио-де-Жанейро в 1992 г. была принята специальная Конвенция по изменению климата.
Большое внимание этой проблеме уделяется и на национальном уровне. Исследования по теории климата и выяснению физического механизма глобального потепления давно уже ведутся в США, Японии, других странах Запада. В СССР систематическое изучение этой проблемы было организовано Государственным комитетом по гидрометеорологии еще в начале 1960-х гг.
В результате проведенных учеными многих стран исследований сложилось более или менее единое мнение о том, что главной причиной уже начавшегося и угрожающего планете в будущем потепления следует считать скопление в атмосфере парниковых газов, которые вызывают так называемый парниковый (тепличный, оранжерейный) эффект.
Прежде всего был изучен сам механизм действия парникового эффекта. Было доказано, что он возникает в результате способности содержащихся в атмосфере водяного пара и некоторых газов пропускать коротковолновую солнечную радиацию и, напротив, поглощать и переизлучать длинноволновую земную радиацию. Было доказано, что главную роль в образовании парникового эффекта играет водяной пар, с которым связано формирование облачных систем: планетарное альбедо на 70 % определяется облаками. Но многое зависит и от содержания парниковых газов – углекислого газа, метана, озона, закиси азота, хлорфторуглеродов.
Далее ученые-климатологи и палеогеографы обратились к изучению прошлых климатов Земли. Они установили, что на протяжении геологической истории нашей планеты не раз происходило чередование периодов потепления и похолодания. В качестве трех главных теплых эпох прошлого обычно выделяют климатические оптимумы плиоцена (3–4 млн лет назад), последнего межледникового периода (125 тыс. лет назад) и голоцена (5–6 тыс. лет назад). Все они могут служить подтверждением того, что даже сравнительно небольшие амплитуды среднегодовых температур могли оказывать очень большое воздействие на биосферу Земли.
В отличие от столь давних эпох климат последнего тысячелетия считается относительно стабильным, хотя и в нем наблюдались свои нюансы. Ученые определили их, используя археологические раскопки, исторические хроники, изучение древесных колец, радиоуглеродный и пыльцевой анализ, а в Японии, например, и даты цветения сакуры, точно фиксируемые уже на протяжении более тысячи лет.
Все эти материалы позволили установить, что в X–XII в. климат Земли был теплее, чем в более позднее время. В средних широтах Северного полушария температура воздуха была по крайней мере на 1 °C выше, а в высоких широтах максимальное повышение температуры доходило до 5 °C. Кстати, по-видимому, именно это потепление помогло викингам колонизовать «зеленую страну»– Гренландию– и достичь берегов Северной Америки. Но затем снова наступило похолодание, получившее наименование малого ледникового периода. Оно началось в XIII–XIV вв., достигло максимума в XV–XVII вв., а далее с небольшими перерывами продолжалось до XIX в. Это время отличалось распространением ледников, увеличением области дрейфующих морских льдов, снижением снеговой линии в горах, замерзанием рек и прибрежных морских акваторий на юге Европы. Средняя глобальная температура в этот период по сравнению с современной понижалась на 1–2 °C (рис. 1), но тем не менее это привело к значительному смещению границ природных зон.
Рис. 1. Изменение температуры во времени в приземном слое воздуха на земном шаре
Однако наибольший интерес представляет рассмотрение климатических оптимумов и минимумов, имевших место на протяжении примерно полутора последних столетий – в период, когда велись уже систематические наблюдения за глобальной температурой воздуха. По данным Всемирной метеорологической организации (ВМО), эти изменения также оказались довольно значительными. Анализ рисунка 2 позволяет сделать вывод о том, что вся вторая половина XIX в. и начало XX в. оказались относительно более холодными. Затем началось постепенное потепление, достигшее своего максимума в 1930—1940-е гг. Это потепление коснулось всех природных зон, вызвав повышение средней температуры, увеличение облачности и осадков, повсеместное отступление горных ледников. Но особенно сильным это потепление было в высоких (северных) широтах – в Арктическом бассейне, в Канаде, на Аляске, в Гренландии, на российском Севере. В российском секторе Арктики площадь морских льдов сократилась наполовину, что улучшило условия навигации по Северному морскому пути. К северу сместилась зона вечной мерзлоты, изменились ареалы распространения флоры и фауны.
Рис. 2. Повышение температуры воздуха по мере увеличения концентрации парниковых газов
Казалось бы, ничто не предвещало прекращения этого процесса. Однако в 1945–1980 гг. опять наступило похолодание, которое также в наибольшей мере проявилось в районах Арктики и Антарктики. Это похолодание снова привело к увеличению площади ледового покрова, нарастанию ледников, сокращению продолжительности вегетационного периода в некоторых странах. Но затем, в 1980-х гг., и в особенности в 1990-х гг., началось новое сильное потепление. Как отмечают многие исследователи, 1990-е гг. и начало XXI в. вообще оказались самыми жаркими за весь период, когда метеорологи ведут наблюдения за температурой воздуха.
Хотя по вопросу о причинах возникновения этого нового тренда глобального потепления среди ученых нет полного единогласия, все же большинство из них считают, что такое потепление непосредственно связано с увеличением поступления в земную атмосферу парниковых газов, в первую очередь СО2, которое происходит в результате увеличения объемов сжигаемого ископаемого топлива. Подтверждением того, что между этими двумя процессами существует прямая корреляция, может служить рисунок 170.
Все эти исследования далекого и не столь далекого прошлого дали богатый материал для прогнозирования будущих климатических изменений. Как и общие глобальные прогнозы, эти прогнозы также прошли в своем развитии разные этапы, довольно сильно различающиеся по характеру оценки самой климатической угрозы.
Первые такие прогнозы, относящиеся к 60-м – началу 70-х гг. XX в., отличались очень сильным «сгущением красок». Вспомним, что это вообще было время тревожных, алармистских прогнозов. Стоит ли удивляться, что они коснулись и авторов гипотезы глобального изменения климата. В качестве яркого примера такого рода можно привести расчеты, сделанные академиком М.И. Будыко и приведенные в его многочисленных статьях и монографиях.lib.rus.ec/b/173006/read — n_111
Но, к счастью, эти прогнозы 1960—1970-х гг. в целом не оправдались. Ученые установили, что за последнее столетие средняя температура у земной поверхности повысилась на 0,6 °C. Уровень Мирового океана за то же время поднялся на 15–17 см, что было обусловлено таянием ледников и тепловым расширением океанических вод. Поэтому и прогнозы приобрели более спокойный и взвешенный характер, хотя разные оценки на будущее по-прежнему различаются довольно существенно. Обычно такие прогнозы имеют три временных уровня: 2025 г., 2050 г. и 2100 г.
Сначала об уровне 2025 г. Согласно расчетам М. И. Будыко и некоторых американских климатологов, средняя температура на Земле уже в первой четверти этого столетия увеличится примерно на 1,5 °C, а в Арктике зимние и летние температуры возрастут на 10–15 °C. Это приведет к наступлению леса на тундру и отступлению к северу многолетней мерзлоты, а также к усиленному таянию арктических льдов и началу таяния ледникового покрова Гренландии (на 0,5–0,7 м в год). В западной части Антарктиды начнут разрушаться шельфовые ледники Росса и Фильхнера – Ронне. В умеренных широтах потепление будет чувствоваться меньше. Однако при повышении глобальной температуры даже на 1 °C зона арктической континентальной тундры может заметно сократиться в Европе и сместиться на 300–400 км к северу в Азии. Примерно в два раза могут уменьшиться площади хвойных и увеличиться площади распространения смешанных и широколиственных лесов. Потепление произойдет также в Северной Америке.
Но есть и другие мнения по этому вопросу. Некоторые ученые считают, что если сохранятся современные темпы повышения температуры на 0,3 °C за десять лет, то к 2025 г. она поднимется на 1 °C. Поскольку поверхность суши будет нагреваться быстрее океана, наибольшие изменения коснутся ландшафтов северных широт. Подъем же уровня моря будет равен примерно 6 мм в год и, следовательно, составит 15 см. Имеются и сценарии, по которым средняя температура будет увеличиваться лишь на 0,1–0,2 °C за десять лет.
Теперь об уровне 2050 г., когда под воздействием антропогенных факторов среднеглобальная температура может повыситься на 2 °C. Прогнозы на эту дату также касаются прежде всего двух вопросов – смещения климатических зон и подъема уровня Мирового океана. Согласно им, площадь тундры и лесотундры в Евразии сократится примерно в шесть раз, а хвойных лесов – в три раза, тогда как ареалы распространения смешанных и широколиственных лесов увеличатся в четыре раза. Но подобные прогнозы у разных авторов различаются довольно сильно. В еще большей мере это относится к прогнозам подъема уровня Мирового океана. Например, в докладе комиссии Г. X. Брундтланд говорилось о том, что в ближайшие десятилетия этот уровень поднимется на 25—140 см. Академик К.Я. Кондратьев пишет о его подъеме на 10–30 см, а академик В.М. Котляков приводит цифру 5–7 см.
Тем не менее даже сравнительно небольшой подъем уровня Мирового океана может поставить серьезные проблемы перед многими приморскими (особенно низменными) странами. Последствия этого явления могут быть прямыми (затопление низменных территорий, увеличение размыва берегов) и косвенными (потери ресурсов пресной воды из-за подъема грунтовых вод и проникновения соленой морской воды в водоносные горизонты). Особенно опасен подъем уровня Мирового океана для таких развивающихся стран, как Бангладеш, Египет, Гамбия, Индонезия, Мальдивская Республика, Мозамбик, Пакистан, Сенегал, Суринам и Таиланд. Например, в Бангладеш подъем уровня моря только на 1 м заставит сменить место жительства 10 % населения этой страны (рис. 3). В Египте подъем этого уровня только на 50 см приведет к затоплению большей части дельты Нила и мест обитания 16 % жителей. Еще большую угрозу такой подъем представлял бы для Мальдивских островов, которые состоят из 20 атоллов; 80 % их территории расположены ниже 1 м над уровнем моря. Из стран Европы подъем уровня океана был бы особенно опасен для Нидерландов. Впрочем, такой подъем уровня мог бы оказаться катастрофическим и для Нью-Йорка, поскольку он повлек бы за собой затопление большей части города со всей ее подземной транспортной инфраструктурой и тремя аэропортами.
Наконец, об уровне 2100 г. По расчетам Международной комиссии по изменению климата, в том случае, если не будут приняты радикальные меры по сокращению выбросов парниковых газов и произойдет удвоение концентрации СО2, глобальное потепление климата к концу XXI в. может достигнуть 2,5 °C, (т. е. в среднем 0,25° за каждые десять лет), а возможно и 5,8 °C. Конечно, все последствия такого потепления сегодня предвидеть невозможно. Но, по общему мнению, они будут представлять собой большую угрозу для человечества. Так, согласно некоторым оценкам, общий экономический ущерб от потепления в 2100 г. мог бы составить почти 1 трлн долл. Но за этой цифрой скрываются реальные географические изменения регионального и даже глобального характера (рис.4).
Рис. 3. Возможное затопление территории Бангладеш в случае подъема уровня
Рис. 4. Последствия глобального потепления на территории бывшего СССР (по А.А. Величко)
Во-первых, потепление климата может отрицательно сказаться на сельскохозяйственном производстве многих районов, особенно чувствительном к климатическим условиям. Например, снижение урожаев и сборов может произойти в Южной Европе, в южной части США, в Центральной и Южной Америке, в Западной Австралии. Предполагается, что климатические границы сельскохозяйственных угодий в некоторых районах сдвинутся на 200–300 км на каждый градус потепления.
Во-вторых, прогрессирующее потепление к концу века может вызвать повышение уровня Мирового океана на 1,5 м. Это произойдет в результате таяния материковых и горных ледников, морских льдов, а также термического расширения воды в верхнем слое океанской массы. А отрицательные, опасные последствия такого подъема ощутят на себе уже не только коралловые острова и густонаселенные дельты крупных рек Восточной и Южной Азии, но и все прибрежные территории Земли.
В-третьих, немалый ущерб может быть связан с увеличением числа ураганов, лесных пожаров, нарушением водопотребления, деградацией горного туризма и т. п. В свою очередь, загрязнение воды и воздуха скажется на здоровье людей. Изменения климатических условий неизбежно приведут к усилению миграций населения.
Все сказанное, по-видимому, означает, что современные прогнозы глобального изменения климата Земли исходят уже не из прежних максималистских, а из средних вариантов. Никто ныне уже не пишет о подъеме уровня океана на 66 м или об уподоблении климата Подмосковья климату влажного Закавказья. Но есть и ученые, которые придерживаются еще более минималистской точки зрения.
Например, академик А.Л. Яншин считал, что переполох, вызванный мрачными прогнозами доклада «Наше общее будущее», не имеет достаточных оснований, что в нем и угроза потепления и угроза подъема уровня Мирового океана преувеличены. То же относится и к последствиям парникового эффекта в целом. Напротив, этот эффект может иметь и положительные хозяйственные проявления – например, повлиять на рост урожайности сельскохозяйственных культур благодаря интенсификации фотосинтеза. Он же считал необоснованным предположение о таянии материковых льдов Антарктиды и Гренландии. В качестве главного довода он приводил тот факт, что ледниковый щит Антарктиды образовался 35 млн лет назад и с тех пор пережил немало эпох потепления климата Земли, причем гораздо более значительных, чем то, которое ожидается в процессе современного потепления. А в Гренландии парниковый эффект приведет, по-видимому, лишь к некоторому отступлению края ледникового щита. Отсюда А.Л. Яншин делал прогностический вывод о том, что потепление, связанное с парниковым эффектом, не будет сопровождаться значительным таянием ледников Антарктиды и Гренландии и грозит повышением уровня Мирового океана не более чем на 50 см, что не представляет особо серьезной опасности для человечества. Этой концепции придерживаются также А.А. Величко и некоторые другие ученые (рис.5). По мнению же академика К.Я. Кондратьева, возлагать основную вину за глобальное потепление климата в XX в. на выбросы парниковых газов вообще было бы преждевременно; эта проблема нуждается в дополнительном изучении. Острая дискуссия по данному поводу развернулась и на Всемирной конференции по климату, проходившей в Москве в 2003 г.
Рис. 5. Уровень дестабилизации геосистем при антропогенном изменении климата в первой половине XXI в. (по А. А. Величко)
В конечном счете, насколько оправдаются приведенные выше прогнозы, во многом зависит от действенности мер, которые принимаются мировым сообществом для того, чтобы замедлить наступление нового климатического оптимума. Эти меры касаются сокращения выбросов парниковых газов, а также энергосбережения, использования передовых технологий, применения экономических, административных стимулов и запретов и др.
Климатические изменения в России в XX в. в целом соответствовали мировым тенденциям. Например, самыми жаркими за очень длительный срок также оказались 1990-егг. и начало XXI в., в особенности в Западной и Средней Сибири.
Интересный прогноз климатических изменений, ожидаемых на территории бывшего СССР до середины XXI в., опубликовал А. А. Величко. Ознакомиться с этим прогнозом, подготовленным лабораторией эволюционной географии Института географии РАН, можно с помощью составленных той же лабораторией карт последствий глобального потепления и уровней дестабилизации геосистем на территории бывшего СССР.
Были опубликованы и другие прогнозы. Согласно им, потепление климата в целом благоприятно скажется на Севере России, где условия жизни изменятся к лучшему. Однако перемещение к северу южной границы многолетней мерзлоты одновременно создаст целый ряд проблем, поскольку может привести к разрушению зданий, дорог, трубопроводов, построенных с учетом нынешнего распространения мерзлых грунтов. В южных районах страны ситуация окажется более сложной. Например, сухие степи могут стать еще более засушливыми. И это не говоря уже о подтоплении многих портовых городов и прибрежных низменностей.
Литература
1.Никаноров А. М., Хоружая Т. А. Глобальная экология. – М.: Приор, 2001.
2.Родионова И. А. Глобальные проблемы человечества. – М.: Аспект-Пресс, 1994.
3.Роун Ш. Озоновый кризис. – М.: Мир, 1993.
4.Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать? / Под ред. В. И. Данилова-Данильяна. – М.: МНЭПУ, 1997.
5.Данные сайта www.worldwarming.info.
www.ronl.ru
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Причины изменения климата
2. Понятие и сущность парникового эффекта
3. Глобальное потепление и воздействие на него человека
4. Последствия глобального потепления
5. Меры, необходимые для предотвращения глобального потепления
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Мир становится теплее, и человечество в значительной мере ответственно за это, говорят эксперты. Но многие факторы, влияющие на изменение климата, еще не изучены, а другие и вовсе не изучены.
Некоторые засушливые места в Африке за последние 25 лет стали еще более сухими. Редкие озера, приносящие людям воду, высыхают. Усиливаются песчаные ветры. Дожди прекратились там еще в 1970-х. Все более острой становится проблема питьевой воды. Согласно компьютерным моделям такие местности продолжат высушиваться и станут совсем непригодными для жизни.
Добыча угля распространена по всей планете. В атмосферу выбрасывается огромное количество углекислого газа (СО2) при сжигании угля. Так как развивающиеся страны идут по следам своих индустриальных соседей, объем СО2удвоится в течение XXI века.
Большинство специалистов, изучая комплексность климатической системы Земли, связывают повышение глобальной температуры и грядущие изменения климата с увеличение уровня СО2 в атмосферном воздухе.
Жизнь процветает на планете около четырех миллиардов лет. В течение этого времени колебания климата были радикальными, от ледникового периода - длившегося 10 000 лет - до эпохи стремительного потепления. С каждым изменением неопределенное число видов жизненных форм изменялись, развивались и выживали. Другие ослабли или просто вымерли.
Сейчас многие эксперты считают, что человечество подвергает опасности мировую экологическую систему в связи с глобальным потеплением, вызванное так называемым парниковым эффектом. Испарение продуктов цивилизации в форме парниковых газов, таких как диоксид углерода (СО2), задержали достаточно отраженного от земной поверхности тепла, чтоб средняя температура у поверхности Земли повысилась на пол градуса Цельсия в течение ХХ столетия. Если такое направление современной индустрии сохранится, то климатическая система изменится повсеместно - таяние льдов, повышение уровня Мирового океана, уничтожение растений засухами, превращение местностей в пустыни, перемещение зеленых зон.
Но этого может и не быть. Климат на планете зависит от комбинации многих факторов, взаимодействующих по отдельности друг с другом и в комплексных путях, которые еще не до конца изучены. Возможно, что потепление, наблюдавшееся в течение прошлого столетия, произошло вследствие естественных колебаний, несмотря на то, что его скорости значительно превышали тех, что наблюдались в течение последних десяти веков. Более того, компьютерные симуляции могут быть неточными.
Тем не менее, в 1995 году, после долгих лет интенсивного изучения Международная конференция по проблеме изменения климата, спонсируемая Объединенными нациями, ориентировочно заключила, что «многие доказательства свидетельствуют, что влияния человечества на глобальный климат огромны». Объем этих влияний, как замечают специалисты, неизвестно, так как не определен ключевой фактор, включая степень воздействия облаков и океанов на изменение глобальной температуры. Возможно, потребуется десяток лет или больше дополнительного исследования, чтобы исключить эти неопределенности.
Тем временем, многое уже известно. И хотя специфика обстоятельств хозяйственной деятельности человека остаются неясными, наша способность изменять состав атмосферы бесспорна.
Цель данной работы - изучить проблему изменения климата на Земле.
Задачи данной работы:
1. изучить причины изменения климата;
2. рассмотреть понятие и сущность парникового эффекта;
3. дать определение понятию «глобальное потепление» и показать влияние на него человечества;
4. показать последствия ожидающие человечество в результате глобального потепления; 5. рассмотреть меры, необходимые для предотвращения глобального потепления.
1. ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
Что такое глобальное изменение климата и почему его часто называют «глобальным потеплением»?
Нельзя не согласиться с тем, что климат на Земле меняется и это становится глобальной проблемой для всего человечества. Факт глобального изменения климата подтвержден научными наблюдениями и не оспаривается большинством ученых. И все же вокруг этой темы идут постоянные дискуссии. Одни употребляют термин "глобальное потепление" и делают апокалиптические прогнозы. Другие пророчат наступление нового «ледникового периода» - и тоже делают апокалиптические прогнозы. Третьи считают изменения климата естественным, а доказательства обеих сторон о неизбежности катастрофических последствий изменения климата - спорными… Попробуем разобраться….
Какие существуют доказательства изменения климата?
Они всем хорошо известны (это заметное уже и без приборов): повышение среднемировой температуры (более мягкие зимы, более жаркие и засушливые летные месяцы), таяние ледников и повышение уровня мирового океана, а также всё чаще возникающие и всё более разрушительные тайфуны и ураганы, наводнения в Европе и засухи в Австралии…(см. также «5 пророчеств о климате, которые сбылись»). А кое-где, например, в Антарктике, отмечается похолодание.
Если климат менялся и раньше, почему сейчас это стало проблемой?
Действительно, климат нашей планеты меняется постоянно. Всем известно про ледниковые периоды (они бывают малые и большие), при всемирный потоп и пр. Согласно геологическим данным среднемировая температура в разные геологические периоды колебалась от +7 до +27 градусов по Цельсию. Сейчас средняя температура на Земле составляет примерно +14оС и еще довольно далека от максимума. Так, чем же обеспокоены ученые, главы государств и общественность? Если коротко, обеспокоенность вызывает то, что к естественным причинам изменения климата, которые были всегда, добавляется еще один фактор - антропогенный (результат деятельности человека), влияние которого на изменение климата, по мнению ряда исследователей, становится все сильнее с каждым годом.
Каковы причины изменения климата?
Главной движущей силой климата является Солнце. Например, неравномерное нагревание земной поверхности (сильнее у экватора) является одной из главных причин ветров и океанических течений, а периоды повышенной солнечной активности сопровождаются потеплением и магнитными бурями.
Кроме того на климат влияют изменение орбиты Земли, ее магнитного поля, размеров материков и океанов, извержения вулканов. Все это -естественные причины изменения климата. До недавнего времени они, и только они, определяли изменения климата, в том числе начало и конец долговременных климатических циклов, таких как ледниковые периоды. Солнечной и вулканической активность можно объяснить половину температурных изменений до 1950 года (солнечная активность приводит к повышению температуры, а вулканическая - к снижению).
В последнее время к естественным факторам добавился еще один - антропогенный, т.е. вызванный деятельностью человека. Основным антропогенным воздействием является усиление парникового эффекта, влияние которого на изменение климата в последние два столетия в 8 раз выше влияния изменений солнечной активности.
2. ПОНЯТИЕ И СУЩНОСТЬ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА
Парниковый эффект - это задержка атмосферой Земли теплового излучения планеты. Парниковый эффект наблюдал любой из нас: в теплицах или парниках температура всегда выше, чем снаружи. То же самое наблюдается и в масштабах Земного шара: солнечная энергия, проходя через атмосферу нагревает поверхность Земли, но излучаемая Землей тепловая энергии не может улетучиться обратно в космос, так как атмосфера Земли задерживает ее, действуя наподобие полиэтилена в парнике: она пропускает короткие световые волны от Солнца к Земле и задерживает длинные тепловые (или инфракрасные) волны, излучаемые поверхностью Земли. Возникает эффект парника. Парниковый эффект возникает из-за наличия в атмосфере Земли газов, которые обладают способностью задерживать длинные волны. Они получили название «парниковых» или «тепличных» газов.
Парниковые газы присутствовали в атмосфере в небольших количествах (около 0,1%) с момента ее образования. Этого количества было достаточно, чтобы поддерживать за счет парникового эффекта тепловой баланс Земли на уровне, пригодном для жизни. Это так называемый естественный парниковый эффект, не будь его средняя температура поверхности Земли была бы на 30°С меньше, т.е. не +14° С, как сейчас, а -17° С.
Естественный парниковый эффект ничем не грозит ни Земле, ни человечеству, поскольку общее количество парниковых газов поддерживалось на одном уровне за счет круговорота природы, более того, ему мы обязаны жизнью.
Но увеличение в атмосфере концентрации парниковых газов приводит к усилению парникового эффекта и нарушению теплового баланса Земли. Именно это и произошло в последние два столетия развития цивилизации. Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн парниковых газов в год.
Какие газы называют «парниковыми»?
К наиболее известным и распространенным парниковым газам относятся водяной пар (Н2О), углекислый газ (CO2), метан (СН4) и веселящий газ или закись азота (N2O). Это парниковые газы прямого действия. Большая часть их образуется образуются в процессе сжигания органического топлива.
Кроме того, есть еще две группы парниковых газов прямого действия, это галоуглероды и гексафторид серы (SF6). Их выбросы в атмосферу связанны с современными технологиями и промышленными процессами (электроника и холодильное оборудование). Их количество в атмосфере совсем ничтожно, но они их влияние на парниковый эффект (т.н. потенциал глобального потепления/ПГП), в десятки тысяч раз сильнее, чем CO2.
Водяной пар -- основной парниковый газ, ответственный более, чем за 60% естественного парникового эффекта. Антропогенное увеличение его концентрации в атмосфере пока не отмечалось. При этом увеличение температуры Земли, вызванное другими факторами, усиливает испарение воды океана, что, может привести к росту концентрации водяного пара в атмосфере и - к усилению парникового эффекта. С другой стороны, облака в атмосфере отражают прямой солнечный свет, что уменьшает поступление энергии на Землю и, соответственно, снижает парниковый эффект.
Углекислый газ - наиболее известный из парниковых газов. Естественными источниками СО2 являются вулканические выбросы, жизнедеятельность организмов. Антропогенными источниками являются сжигание органического топлива (включая лесные пожары), а также целый ряд промышленных процессов (например, производство цемента, стекла). Углекислый газ, по мнению большинства исследователей, несет основную ответственность за глобальное потепление, вызванное «парниковым эффектом». Концентрация CO2 за два века индустриализации выросла более, чем на 30% и коррелируется с изменением среднемировой температуры.
Метан - второй по значимости парниковый газ. Выделяется из-за утечки на разработке месторождений каменного угля и природного газа, из трубопроводов, при горении биомассы, на свалках (как составная часть биогаза), а также в сельском хозяйстве (скотоводство, рисоводство) и т.п. Животноводство, применение удобрений, сжигание угля и другие источники дают около 250 миллионов тонн метана в год Количество метана в атмосфере невелико, но его парниковый эффект или потенциал глобального потепления (ПГП) в 21 раз сильнее, чем у СO2.
Закись азота -третий по значимости парниковый газ: его воздействие в 310 раз сильнее, чем у СO2,, но содержится в атмосфере он в очень небольших количествах. В атмосферу попадает в результате жизнедеятельности растений и животных, а также при производстве и применении минеральных удобрений, работе предприятий химической промышленности.
Галоуглероды (гидрофторуглероды и перфторуглероды) - газы, созданные для замены озоноразрушающих веществ. Используются в основном в холодильном оборудовании. Имеют исключительно высокие коэффициенты влияния на парниковый эффект: в 140-11700 раз выше, чем у СО2.Их эмиссии (выделение в окружающую среду) невелики, но быстро возрастают.
Гексафторид серы - его поступление в атмосферу связано с электроникой и производством изоляционных материалов. Пока оно невелико, но объем постоянно возрастает. Потенциал глобального потепления равен 23900 ед.
3. ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ И ВОЗДЕЙСТВИЕ НА НЕГО ЧЕЛОВЕКА
Глобальное потепление - это постепенное увеличение средней температуры на нашей планете, вызванное повышением концентрации парниковых газов в атмосфере Земли.
По данным прямых климатических наблюдений (изменение температур в течение последних двухсот лет) средние температуры на Земле повысились, и хотя причины такого повышения все ещё являются предметом дискуссий, но одной из наиболее широко обсуждаемых и является антропогенный парниковый эффект. Антропогенное увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере нарушает естественный тепловой баланс планеты, усиливает парникового эффекта, и как следствие, вызывает глобальное потепление.
Это процесс медленный и постепенный. Так, за последние 100 лет средняя температура Земли увеличилась всего на 1оС. Казалось бы, немного. Что же тогда вызывает тревогу мировой общественности и заставляет правительства многих стран принимать меры для уменьшения выбросов парниковых газов?
Во-первых, этого оказалось достаточно, чтобы вызвать таяние полярных льдов и повышение уровня мирового океана со всеми вытекающими последствиями.
А во-вторых, некоторые процессы легче запустить, чем остановить. Например, в результате таяния вечномерзлых пород субарктики в атмосферу попадает огромные количества метана, что еще больше усиливает парниковый эффект. А опреснение океана из-за таяния льдов вызовет изменение теплого течения Гольфстрим, что скажется на климате Европы. Таким образом, глобальное потепление спровоцирует изменения, которые, в свою очередь, ускорят изменение климата. Мы запустили цепную реакцию…
Насколько сильно воздействие человека на глобальное потепление?
Идея о значительном вкладе человечества в парниковый эффект (а значит и в глобальное потепление) поддерживается большинством правительств, ученых, общественных организаций и СМИ, но пока не является окончательно установленной истиной.
Одни утверждают, что: концентрация углекислого газа и метана в атмосфере с доиндустриального периода (с 1750 г.) увеличились на 34% и 160% соответственно. Причем такого уровня она не достигала в течение сотен тысяч лет. Это явно связано с ростом потребления топливных ресурсов и развитием промышленности. И подтверждается совпадением график роста концентрации углекислого газа с графиком роста температуры.
Другие возражают: в поверхностном слое Мирового океана растворено углекислого газа в 50-60 раз больше, чем в атмосфере. По сравнению с этим воздействие человека просто ничтожно. Кроме того, океан обладает способностью поглощать СО2 и тем самымкомпенсирует воздействие человека.
При этом в последнее время появляется все больше фактов в пользу влияния деятельности человека на глобальное изменение климата. Вот только некоторые из них.
1. южная часть мирового океана потеряла свою способность поглощать значительные количества углекислоты, и это еще больше ускорит глобальное потепление на планете
2. поток тепла, поступающего на Землю от Солнца, в последние пять лет сокращается, но на земле наблюдается не похолодание, а потепление…
Насколько повысится температура?
Согласно некоторым сценариям изменения климата к 2100 году среднемировая температура может вырасти на 1,4 - 5,8 градуса по Цельсию - если не будут приняты шаги по сокращению парниковых выбросов в атмосферу. Кроме того, периоды жаркой погоды могут стать более длительными и более экстремальными по температурам. При этом развитие ситуации будет очень сильно отличаться в зависимости от региона Земли, и эти различия предсказать чрезвычайно сложно. Например, для Европы предсказывают вначале не очень большой период похолодания в связи с замедлением и возможным изменением течения Гольфстрим.
4. ПОСЛЕДСТВИЯ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ
Глобальное потепление сильно отразится на жизни некоторых животных. Например, белые медведи, тюлени и пингвины будут вынуждены сменить места своего обитания, так как полярные льды исчезнут. Многие виды животных и растений также исчезнут, не успев приспособиться к быстро изменяющейся среде обитания. 250 млн лет назад глобальное потепление убило три четверти всего живого на Земле
Глобальное потепление изменит климат в мировом масштабе. Ожидаются рост числа климатических катаклизмов, рост числа наводнений из-за ураганов, опустынивание и сокращение летних осадков на 15-20% в основных сельскохозяйственных районах, повышения уровня и температуры океана, границы природных зон сдвинутся к северу.
Более того, по некоторым прогнозам глобальное потепление вызовет наступление малого ледникового периода. В 19-м веке причиной такого похолодания было извержение вулканов, в нашем веке причиной уже другая - опреснение мирового океана в результате таяния ледников
Как глобальное потепление отразится на человеке?
В краткосрочной перспективе: нехваткой питьевой воды, ростом числа инфекционных заболеваний, проблемами в сельском хозяйстве из-за засух, рост числа смертей в результате наводнений, ураганов, жары и засухи.
Самый серьезный удар может быть нанесен по беднейшим странам, которые меньше всех ответственны за обострение данной проблемы, и которым наименее всего готовы к изменению климат. Потепление и рост температур, в конце концов, могут повернуть вспять все, что было достигнуто трудом предыдущих поколений.
Разрушение устоявшихся и привычных систем ведения сельского хозяйства под воздействием засух, нерегулярных осадков и т.д. может реально поставить на грань голода примерно 600 млн человек. К 2080 году серьезную нехватку воды испытает 1,8 млрд человек. А в Азии и Китае из-за таяния ледников и изменения характера осадков может случиться экологический кризис.
Увеличение температуры на 1,5-4,5°С приведет к подъему уровня океана на 40-120 см (по некоторым расчетам до 5 метров). Это означает затопление многих малых островов и наводнения в прибрежных территориях. На территориях, подверженным наводнениям, окажутся около 100 млн жителей, более 300 млн людей будут вынуждены мигрировать, исчезнут некоторые государства (например, Нидерланды, Дания, часть Германии ).
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает, что здоровье сотен миллионов человек может оказаться под угрозой в результате распространения малярии (из-за увеличения числа комаров на затопленных территориях), кишечных инфекций (из-за нарушения водопроводно-канализационных систем) и т.д.
В долгосрочной перспективе это может привести - к очередному этапу эволюции человека. Наши предки столкнулись с подобной проблемой, когда после ледникового периода температура резко поднялась на 10°С, но именно это привело к созданию нашей цивилизации.
Специалисты не располагают точными данными о том, каков вклад человечества в наблюдаемый рост температур на Земле и какой может быть цепная реакция.
Также неизвестно точное соотношение между ростом концентрации парниковых газов в атмосфере и ростом температур. Это одна из причин того, что прогнозы изменения температур так сильно разнятся. И это дает пищу скептикам: некоторые ученые считают проблему глобального потепления несколько преувеличенной, как и данные о росте средней температуры на Земле.
У ученых нет единого мнения по поводу того, каким может быть итоговый баланс позитивных и негативных эффектов изменения климата, и по какому сценарию будет дальше развиваться ситуация.
Ряд ученых полагают, что некоторые факторы могут ослабить эффект глобального потепления: с ростом температур ускорится рост растений, что позволит растениям забирать из атмосферы больше углекислого газа.
Другие же считают, что возможные негативные последствия глобального изменения климата недооценены:
· засухи, циклоны, штормы и наводнения станут происходить чаще,
· повышение температура мирового океана вызывает к тому же и увеличение силы ураганов,
· скорость таяния ледников и повышение уровня океана также будут более быстрыми…. И это подтверждается данными новейших исследований.
· Уже сейчас уровень океана увеличился на 4 см вместо прогнозированных 2 см, скорость таяния ледников выросла в 3 раза (толщина ледяного покрова уменьшилась на 60-70 см, а площадь нетающих льдов Северного ледовитого океана только за один 2005 год сократилась на 14%).
· Возможно, деятельность человека уже обрекла ледяной покров на полное исчезновение, что может вылиться в несколько раз большее повышение уровня океана (на 5-7 метров вместо 40-60 см).
· Более того, по некоторым данным глобальное потепление может наступить гораздо быстрее, чем считалось ранее из-за высвобождения углекислого газа из экосистем, в том числе из Мирового океана.
· И, наконец, мы не должны забывать, что вслед за глобальным потепление может наступить глобальное похолодание.
При этом, каким бы не был сценарий, все говорит за то, что мы должны перестать играть в опасные игры с планетой и уменьшить свое воздействие на нее. Лучше переоценить опасность, чем недооценить ее. Лучше сделать все возможное, чтобы ее предотвратить, чем потом кусать себе локти. Кто предупрежден, тот вооружен.
5. МЕРЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ
Международное сообщество, признавая опасность, связанную с постоянным ростом выбросов парниковых газов в 1992 г. в Рио-де-Жанейро на Конференции ООН по окружающей среде и развитию договорилось о подписании Рамочной Конвенции ООН об изменении климата (РКИК).
В декабре 1997 г. в Киото (Япония) был принят Киотский протокол, который обязывает индустриально развитые страны сократить к 2008-2012 годам выбросы парниковых газов на 5% от уровня 1990 года, в том числе Европейский союз должен сократить выбросы тепличных газов на 8%, США - на 7%, Япония - на 6%. России и Украине достаточно, чтобы их выбросы не превышали уровень 1990 года, а 3 страны (Австралия, Исландия и Норвегия) могут даже увеличить свои выбросы, поскольку обладают лесами, поглощающими CO2 .
Для вступления Киотского протокола в силу необходимо, чтобы его ратифицировали государства, на долю которых приходится не менее 55 % выбросов парниковых газов. На сегодня протокол ратифицирован 161 страной мира (более 61 % общемировых выбросов). В России Киотский протокол ратифицирован в 2004 г. Заметным исключением стали США и Австралия, вносящие значительный вклад в парниковый эффект, но отказавшиеся ратифицировать протокол.
В 2007 году в Бали был подписан новый протокол, расширяющий перечень мер, которые необходимо предпринять для снижения антропогенного влияния на изменение климата.
Вот некоторые из них:
1. Уменьшить сжигание ископаемого топлива
Сегодня 80% энергии мы получаем из ископаемого топлива, сжигание которого что является основным источником парниковых газов.
2. Шире использовать возобновляемые источники энергии.
Солнечная и ветровая энергия, энергия биомассы и геотермальная энергия, энергия приливов и отливов - сегодня использование альтернативных источников энергии становиться ключевым фактором для долгосрочного устойчивого развития человечества.
3. Прекратить уничтожение экосистем!
Должны быть прекращены всякие нападки на нетронутые экосистемы. Естественные экосистемы поглощают СО2 и являются важным элементом в поддержании баланса СО2. Особенно хорошо с этим справляются леса. Но во многих регионах мира леса продолжают уничтожаться с катастрофической скоростью.
4. Снизить потери энергии при производстве и транспортировке энергии
Переход от крупномасштабной энергетики (ГЭС, ТЭЦ, АЭС) к мелким местным электростанциям позволит сократить потери энергии. При транспортировке энергии на дальнее расстояние может быть потеряно в пути до 50% энергии!
5. Использовать новые энергоэффективные технологии в промышленность
В настоящий момент КПД большинства используемых технологий составляет около 30%! Необходимо внедрять новые энергоэффективные технологии производства.
6. Снизить энергопотребление в строительном и жилищном секторе.
Должны быть приняты регламенты, предписывающие использовать при строительстве новых зданий энергоэффективные материалы и технологии, что позволит сократить потребление энергии в домах в несколько раз.
7. Новые законы и стимулы.
Должны быть приняты законы, облагающие повышенными налогами предприятия, превышающие лимиты выбросов СО2, и предусматривающиеналоговые льготы производителям энергии от возобновляемых источников и энергоэффективных товаров. Перенаправить финансовые потоки на развитие именно этих технологий и производств.
8. Новые способы перемещения
Сегодня в больших городах выбросы автотранспорта составляет 60-80% всех выбросов. Необходимо поощрять использование новых экологически безопасных видов транспорта, поддерживать общественный транспорт, развивать инфраструктуры для велосипедистов.
9. Пропагандировать и стимулировать энергосбережение и бережно использование природных ресурсов жителями всех стран
Эти меры позволят сократить выбросы в атмосферу парниковых газов развитыми странами на 80% к 2050 году, а развивающимися - на 30% к 2030.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В последнее время проблема парникового эффекта становится все более и более острой. Климатическая обстановка в мире требует принятия безотлагательных мер. Доказательством этому могут служить некоторые последствия парникового эффекта, проявляющиеся уже сегодня.
В лажные районы становятся еще влажнее. Непрерывные дожди, которые вызывают резкое увеличение уровня рек и озер, случаются все чаще. Разливающиеся реки затапливают прибрежные поселения, вынуждая жителей покидать свои дома, спасая свои жизни.
Интенсивные дожди прошли в марте 1997 года в США. Погибло много людей, ущерб оценивался в 400 миллионов долларов. Такие непрерывные осадки становятся более интенсивными и вызваны глобальным потеплением. Теплый воздух может содержать больше влаги, а в атмосфере Европы уже гораздо больше влаги, чем было 25 лет назад. Где выпадут новые дожди ? Эксперты говорят, что местности, предрасположенные к затоплению должны готовится к новым катастрофам.
В противоположность этому, сухие районы стали еще более засушливыми. В мире наблюдаются засухи столь интенсивные, какие не наблюдались уже в течение 69 лет. Засуха уничтожает кукурузные поля в Америке. В 1998 году кукуруза, которая обычно достигает двух метров и более, доросла только до талии человека.
При этом, несмотря на эти природные предупреждения, человечество не принимает меры по снижению выбросов в атмосферу. Если человечество продолжит так безответственно вести себя по отношению к своей планете, то неизвестно какими еще бедствиями это обернется.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Барлунд К., Кляйн Г. «Средневековые» болезни современной Европы. - М. 2003. - 199 с.;
2. Бобылев С.Н., Грицевич И.Г. Глобальное изменение климата и экономическое развитие. - М.: ЮНЕП, 2005. - 64 с.;
3. Дроздов О.А., Арапов П.П., Лугина К.М., Мосолова Г.И. Об особенностях климата при потеплениях последних столетий // Тез. докл. Всеросс. науч. конф. Казань. 2000. С. 24-26;
4. Кондратьев К.Я. Глобальные изменения на рубеже тысячелетий // Вестник РАН. 2000. С. 29-37;
5. Лавров С.Б. Глобальные проблемы современности. - СПб.: Проспект, 2000. - 341 с.;
6. Лосев К.С., Горшков В.Г., Кондратьев К.Я. Проблемы экологии России - М.: ВИНИТИ, 2001. - 247 с.;
7. Мазуров Г.И., Вишнякова Т.В., Акселевич В.И. Меняется ли климат Земли? // Материалы Междун. научно-практич. конф. Пермь. 2002. С. 57-60;
8. Орден Дж. Глобальная экология. - М.: Мир, 1999 - 377 с.
referatwork.ru
Изменение окружающей среды происходит не только в результате антропогенного воздействия, но и под влиянием естественных причин. Это относится прежде всего к климату. Рассматривая проблемы глобального изменения климата, истощения озонового слоя в атмосфере Земли, предлагаемые меры по сокращению эмиссии парниковых и озонразрушающих газов, следует проанализировать возможное соотношение естественных и искусственных причин тревожащих человечество отклонений от признаваемого им оптимума состояния окружающей среды.
Среди многочисленной литературы по климату и причинам его изменения особое место занимает популярная книга К.С. Лосева “Климат: вчера, сегодня… и завтра?”, в которой сочетается научная глубина изложения с легкой формой, уже адаптированной для учебных целей. Приведенные ниже фрагменты из этой книги в сочетании с выдержками из нескольких статей достаточны для первого знакомства с указанной проблемой.
Проблема потепления климата изложена в учебниках и доступном докладе Гринпис “Глобальное потепление”(М.: Изд-во МГУ, 1993).
Ранняя история изменения климата на Земле
<...> Развитие микроорганизмов, похожих на современные сине-зеленые водоросли, и было началом конца восстановительной атмосферы, а вместе с ней и первичной климатической системы. Этот этап эволюции начинается около 3 млрд лет назад, а возможно и раньше, что подтверждает возраст отложений строматолитов, являющихся продуктом жизнедеятельности первичных одноклеточных водорослей. Находки их в Южной Африке датируются 2,7–2,9 млрд лет. <...> (С. 47)
<...> Заметные количества свободного кислорода появляются около 2,2 млрд лет назад – атмосфера становится окислительной. Об этом свидетельствуют геологические вехи: появление сульфатных осадков – гипсов, и в особенности развитие так называемых красноцветов – пород, образовавшихся из древних поверхностных отложений, содержавших железо, которые разлагались под воздействием физико-химических процессов, выветривания. Красноцветы отмечают начало кислородного выветривания горных пород.
О.Г. Сорохтин в последнее время выдвинул новую гипотезу, согласно которой в результате непрерывно идущего процесса формирования ядра Земли из зоны его формирования выделяется избыток кислорода, “просачивающегося” к поверхности планеты и участвующего в формировании атмосферы. По О.Г. Сорохтину, именно таким путем атмосфера стала окислительной, а возможно даже, что она с самого начала имела некоторое количество кислорода.
Предполагается, что около 1,5 млрд лет назад содержание кислорода в атмосфере достигло “точки Пастера”, т.е. 1/100 части современного. Точка Пастера означала появление аэробных организмов, перешедших к окислению при дыхании с высвобождением при этом значительно большей энергии, чем при анаэробном брожении. Опасное ультрафиолетовое излучение уже не проникало в воду глубже 1 м, так как в кислородной атмосфере возник пока еще очень тонкий озоновый слой. 1/10 части современного содержания кислорода атмосфера достигла более 600 млн лет назад. Озоновый экран стал более мощным, и организмы распространились во всей толще океана, что привело к настоящему взрыву жизни. А вскоре, когда на сушу вышли первые самые примитивные растения, уровень содержания кислорода в атмосфере быстро достиг современного и даже превзошел его. Предполагается, что после этого “всплеска” содержания кислорода продолжались его затухающие колебания, которые, возможно, имеют место и в наше время. Так как фотосинтетический кислород тесно связан с потреблением углекислого газа организмами, то и содержание последнего в атмосфере испытывало колебания.
Вместе с изменениями атмосферы другие черты стал приобретать и океан. Аммиак, содержавшийся в воде, был окислен, изменились формы миграции железа, сера была окислена в окись серы. Вода из хлоридно-сульфидной стала хлоридно-карбонатно-сульфатной. В морской воде оказалось растворенным огромное количество кислорода, почти в 1000 раз больше, чем в атмосфере. Появились новые растворенные соли. Масса океана продолжала расти, но теперь медленнее, чем на первых этапах, что привело к затоплению срединно-океанических хребтов, которые были открыты океанологами только во второй половине нашего века. <...> (С. 47–48)
<...> О необычайно большой роли фактора жизни в формировании и эволюции всех компонентов климатической системы свидетельствуют следующие цифры. За 10 млн лет фотосинтез перерабатывает массу воды, равную всей гидросфере; примерно за 4 тыс. лет обновляется весь кислород атмосферы, а всего за 6–7 лет поглощается вся углекислота атмосферы. Это означает, что за время развития биосферы вся вода Мирового океана не менее 300 раз прошла через ее организмы, а кислород атмосферы возобновлялся не менее 1 млн раз! Между тем современная масса живого вещества в биосфере Земли составляет всего 2,42*1018 г. Эта масса в основном находится на суше, в океане ее на порядок меньше – 3,2*1017 г. <...> (С. 49)
<...> Океан является основным поглотителем тепла, поступающего к поверхности Земли от Солнца. Он отражает только 8% потока солнечного излучения, а 92% поглощает его верхний слой. 51% полученного тепла затрачивается на испарение, 42% тепла уходит из океана в виде длинноволнового излучения, так как вода, подобно всякому нагретому телу, излучает тепловые (инфракрасные) лучи, остальные 7% тепла нагревают воздух при прямом контакте (турбулентный обмен). Океан, нагреваясь в основном в тропических широтах, переносит тепло течениями в умеренные и полярные широты и охлаждается.
Средняя температура поверхности океана равна 17,8 °С, что почти на 3 градуса выше средней температуры воздуха у поверхности Земли в целом. Самый теплый – Тихий океан, средняя температура его вод 19,4 °С, а самый холодный (со средней температурой воды -0,75 °С) – Северный Ледовитый океан. Средняя температура воды всей толщи океана гораздо ниже поверхностной температуры – всего 5,7 °С, но она все же на 22,7 °С выше средней температуры всей земной атмосферы. Из этих цифр следует, что океан выступает как основной аккумулятор солнечного тепла. <...> (С. 52)
Человек появился в эпоху оледенения
<...> 25 тыс. лет назад начинается последнее разрастание ледниковых покровов. Своего максимума в северном полушарии они достигли 18 тыс. лет назад. <...> (С. 92)
<...> Кульминация оледенения продолжалась недолго, уже 16 тыс. лет назад началась его общая деградация, а 5 тыс. лет спустя объем льда сократился вдвое. В это время наступило небольшое похолодание, которое приостановило разрушение ледниковых покровов, но уже 8 тыс. лет назад Скандинавский ледниковый покров исчез полностью. В Северной Америке последние следы некогда грандиозного Лаврентийского ледникового покрова перестали существовать примерно 6 тыс. лет назад. Быстрая деградация ледниковых покровов объясняется не только климатическими условиями, но и самим механизмом движения льда, особенностями механики гигантского ледяного тела, находящегося на поверхности Земли в условиях, близких к точке плавления этого материала. <...>
История колебаний климата и оледенения за последние 3 млн лет приводят к выводу о том, что при существующем состоянии климатической системы регулятором колебаний служит Антарктический ледниковый покров. С одной стороны, он не позволяет критической пороговой температуре воздуха подняться более чем на 2 °С во время межледниковий, так как, находясь в благоприятных условиях существования у Южного полюса, при общей деградации оледенение всегда сохраняет площадь не менее 10 млн км2. С другой стороны, в периоды развития и наступления ледников его край не может продвинуться далеко, так как открытый океан препятствует этому. В связи с этим при наступлении ледников в северном полушарии в южном сохраняется сравнительно теплая обстановка, в чем не последнюю роль играет большая “океаничность” этого полушария. В результате процесс развития оледенения тормозится в глобальном масштабе. Трудно представить, как далеко могло бы зайти оледенение на нашей планете, если бы южное полушарие было менее океаническим, а южнополярный континент имел значительно большие размеры.<...>(С. 93)
<...> Оригинальная гипотеза известна как пульсационная гипотеза Уилсона. Похолодание может быть связано с особенностями движения Антарктического ледникового покрова. Периодически в пределах этого покрова могут возникать быстро движущиеся потоки льда гигантских размеров, которые выбрасываются в океан, формируют шельфовый ледник и огромную массу айсбергов. Выброс может составлять несколько миллионов кубических километров льда. Увеличение площади ледникового покрова и масса тающих айсбергов приводят к глобальному понижению температуры и служат спусковым механизмом нового цикла оледенения. Зарождение такой пульсации Антарктического ледникового покрова происходит в межледниковья, так как быстрые гигантские потоки льда могут сформироваться только при условии его прогревания. Таким образом, потепление приводит к новому ледниковому периоду. <...>
<...> Астрономическая гипотеза, разработанная в 20-х годах нашего века югославским геофизиком М. Миланковичем. В соответствии с гипотезой Миланковича полушария Земли в результате изменения элементов ее движения могут получать меньшее или большее количество солнечной радиации, что отражается на глобальной температуре. Миланкович выделил три элемента движения. Один – колебания земной оси. Если посмотреть на ось сверху, то оказывается, что она описывает в пространстве круг за время приблизительно 25 тыс. лет, т.е. как бы покачивается по отношению к Солнцу.
Второй – изменение наклона земной оси по отношению к плоскости орбиты (эклиптики) Земли. Такие изменения происходят с периодичностью 41 тыс. лет и достигают 3 градусов. Третий элемент движения связан с изменением формы орбиты от почти круговой до несколько вытянутой – эллиптической. При этом различие в удалении от Солнца составляет около 5 млн км. Предполагается, что раньше оно было больше.
Рассчитав совместное влияние всех трех факторов, Миланкович смог определить периоды, когда те или иные широтные зоны Земли получают наименьшее количество солнечного излучения. По всей видимости, эти периоды и должны соответствовать периодам формирования и развития покровных ледников в северном полушарии. Впоследствии другие исследователи, в том числе советские, внеся небольшие уточнения, подтвердили расчеты изменений движения Земли и притока солнечной радиации, выполненные Миланковичем. Эта гипотеза получила косвенное подтверждение благодаря анализу климатических ритмов при изучении колонок глубоководных морских осадков, относящихся к последним 500 тыс. лет, содержания тяжелого изотопа кислорода, а также видового состава двух видов морских организмов (радиосолярий) – все три индикатора характеризуют разные стороны климатической системы – температуру, распреснение и засоление океана в результате таяния и образования ледниковых покровов. Индикаторы подтвердили существование трех циклов изменения климатической системы с периодичностью, соответствующей периодичности факторов Миланковича. Наиболее резкие изменения происходили с периодичностью 100 тыс. лет, менее выраженные – с периодичностью 42 тыс. лет, а самые небольшие – 24 тыс. лет. <...> (С. 95–96)
<...> Последний интервал, во время которого мы живем, носит название голоцена. Это отрезок времени с начала нынешнего межледниковья, начавшегося 10 тыс. лет назад и по времени соответствующего благоприятному для потепления сочетанию факторов Миланковича. Межледниковье тоже не является застывшим миром, хотя оно и не столь богато событиями, как ледниковый период. В голоцене происходили заметные климатические колебания, которые хорошо прослеживаются как с помощью палеотемпературных, так и других методов реконструкции климата прошлого.
Ранняя часть голоцена характеризовалась потеплением, которое перешло около 8 тыс. лет назад в интервал, известный как “климатический оптимум” и продолжавшийся около 2,5 тыс. лет. В период оптимума средняя температура воздуха была выше современной, отмечена также повышенная увлажненность, в частности в пустынях Сахаре и Раджастхане в Индии. О более высокой температуре говорят хорошо сохранившиеся индикаторы климата прошлого, в частности находки стволов деревьев, произраставших на берегах Северного Ледовитого океана в Сибири, в Гренландии и на острове Элсмир. Исландию в этот период наполовину покрывали березовые леса, которые сейчас занимают не более 1% территории. В горах повысилась граница леса, а ледяной покров Северного Ледовитого океана сократился по площади почти вдвое по сравнению с современным. В Сахаре найдены остатки многих животных, которые могли жить только при наличии водоемов со стоячими и текучими водами, обнаружены остатки богатой растительности. По существующим оценкам, в Европе было теплее на 2 °С, чем сейчас, причем в основном в летний период, так как многие вечнозеленые растения – тис, падуб, и др. – контролируются зимней температурой и в это время на север не продвигались. Потепление, хотя и не столь сильное, как в северном полушарии, было отмечено и в южном.
Климатический оптимум 5,5 тыс. лет назад сменился похолоданием, затем наступило новое потепление, кульминация которого пришлась на период около 4 тыс. лет назад. Следующее за ним новое похолодание совпало с периодом войн за Трою и путешествий Одиссея.
Следует сказать, что климатологи различают геологические, исторические и современные изменения климата. Ранее речь шла о геологических изменениях, которые изучаются только геологическими и геофизическими методами. К историческим относятся изменения климата, происходившие в период развития цивилизации до начала инструментальных наблюдений. При изучении их в дополнение к геологическим и геофизическим методам используются археологические памятники и памятники письменности. Современные изменения климата относятся только к периоду инструментальных наблюдений.
Вслед за первым историческим похолоданием с кульминацией около 3 тыс. лет назад началось новое потепление, продолжавшееся и в первом тысячелетии нашей эры, известное как “малый климатический оптимум”. Этот период можно назвать также периодом забытых географических открытий, в отличие от периода Великих географических открытий XV и XVI вв. Открывателями новых земель были ирландские монахи, которые в середине первого тысячелетия благодаря улучшившимся вследствие потепления условиям мореплавания в Северной Атлантике смогли открыть Фарерские острова, Исландию и, как теперь предполагают, Америку. Вслед за ними эти открытия повторили норманнские викинги, которые в конце этого тысячелетия заселили Фарерские острова и Исландию, открыли и заселили Гренландию, а в самом начале последнего тысячелетия нашей эры добрались до Америки. Такая широкая экспансия норманнов в северные страны и отсутствие в исландских сагах того времени упоминаний о морских льдах как препятствии для мореплавания указывают на очень теплые условия. Норманнские поселенцы в Гренландии занимались не только добычей рыбы и зверя, но и скотоводством. Они заплывали очень далеко на север. Так, каменные пирамиды норманнов, служившие им ориентирами, обнаружены на 79 градусе с.ш. на берегу пролива Смита, разделяющего остров Элсмир и Гренландию.
Потепление раннего средневековья привело к уменьшению увлажненности в Европе, свидетельства чего найдены в отложениях торфяников в Средней Европе. На Руси до конца Х в. также были благоприятные климатические условия: редко случались неурожаи, не было очень суровых зим и сильных засух. Вспомним, что именно в это благоприятное время был открыт и интенсивно использовался путь “из варяг в греки”.
В первой четверти нашего тысячелетия начинается постепенное похолодание. Священник Ивар Бордсон, живший в XVI в., отметил появившийся морской лед, который отрезал Гренландию от Исландии и привел к гибели поселения норманнов. Последние сведения о норманнских поселенцах в Гренландии относятся к 1500 г. Одновременно очень суровыми стали условия в Исландии, где XVI–XVII столетия были временами тяжелых испытаний. Достаточно сказать, что с начала похолодания до 1800 г. население страны из-за голода сократилось вдвое. В Скандинавских странах стали часто повторяться серии суровых зим, неурожаи, начали наступать ледники. На равнинах Европы похолодание также сопровождалось сериями суровых зим, замерзанием ранее не замерзавших водоемов, частыми неурожаями, падежом скота. В Альпах и на Кавказе ледники продвинулись вперед, кое-где вклинившись в леса, понизилась снеговая линия и участился сход снежных лавин. Местами ледники перекрыли дороги, построенные еще римлянами. Жители высокогорных селений были вынуждены покинуть их. Советский гляциолог Г.К. Тушинский высказал в связи с этим гипотезу о том, что похолодание привело к гибели государства аланов на Кавказе, а многие их поселения были уничтожены снежными лавинами и наступавшими ледниками.
Сохранились и другие интересные факты, отражающие суровые условия этой эпохи. Так, на плавучих льдинах эскимосы могли достигать Шотландии, так как в XIV и XVIII вв. льды несколько раз блокировали побережье Норвегии и крупные льдины выносило к Шотландии. Согласно историческим хроникам, в 1750 г. на отмель у острова Бель-Иль у берегов Франции был вынесен гренландский айсберг, который затем таял в течение года.
На Руси начало второго тысячелетия нашей эры ознаменовалось резким ухудшением климатических условий. Начался период страшных гроз, великих засух, суровых зим. В 1143 г. в Новгородской земле четыре месяца шли дожди. Самым тяжелым оказался XV в. – засухи сменились годами с сильными дождями, наводнениями и небывалыми грозами. Голод и эпидемии унесли десятки тысяч жителей. С XI по XVII в. – за семь столетий – на Руси в целом и в отдельных районах было 200 голодных лет, т.е. практически каждые 3–4 года (Борисенков Е.П., Пасецкий В.М. Экстремальные природные явления в русских летописях XI–XVII веков. Гидрометеоиздат, 1983.)
В целом эта ближайшая к нам эпоха похолодания, известная как малый ледниковый период, продолжалась до XIX в. и сменилась новым потеплением. Геологические и геофизические следы малого ледникового периода, как и письменные источники, говорят о том, что это было явление глобального характера – оно проявлялось в северном полушарии от Западной Европы до Китая, Японии и в Северной Америке. В южном полушарии следы похолодания не столь четки, но они тоже есть.
На графике изменения средней температуры воздуха у поверхности Земли для периода голоцена можно видеть, что после климатического оптимума в начале голоцена при всех последующих спадах и подъемах температуры отмечается общая тенденция к похолоданию.
Человек появился в эпоху кайнозойского оледенения. Сам человек и его человекообразные предки относятся к семейству гоминид. В Южной и Восточной Африке найдены остатки гоминид, известные как австралопитеки, которых считают прямыми предками человека. Возраст этих находок около 5 млн лет. Последующая эволюция около 2–3 млн лет назад привела австралопитеков к разделению на так называемых массивных австралопитеков, которые затем вымерли, и на гоминид, известных как гомо габилис – человек умелый, а затем как гомо эректус – человек прямоходящий. С появлением человека умелого совпадают и самые первые находки примитивных орудий труда в слоях возрастом 2,2–2,0 млн лет, а также первые признаки использования огня. На следующих этапах эволюции сформировался современный человек.
Становление и развитие гомо сапиенс – человека разумного – происходило на фоне смены ледниковых периодов и межледниковых, когда колебания температуры за промежутки времени в десятки тысяч лет были соизмеримы с изменениями температуры за десятки миллионов лет кайнозойской эры. Именно в это чрезвычайно изменчивое время человек быстро развивался даже в самых суровых условиях, вблизи кромки наступающих ледников, о чем рассказывают разнообразные археологические находки. В условиях последнего валдайского ледникового периода человек широко расселился по планете, воспользовавшись в том числе коротким интервалом отступления Лаврентийского ледникового покрова, чтобы 25 тыс. лет назад по коридору между ним и Кордильерским ледниковым щитом проникнуть через Северную Америку в Центральную и Южную.
Весь наш современный исторический мир полностью укладывается в рамки последнего геологического интервала – голоцена. За короткий, с геологической точки зрения – почти мгновенный, промежуток времени человек стал ведущим звеном природы. Численность людей неимоверно возросла, мощь их орудий труда уже начинают сравнивать с мощностью потока солнечной энергии к Земле, но зависимость человека от колебаний климата во многих отношениях осталась почти такой же, как в библейские времена. <...> (С. 97–101)
Современное изменение климата
<...> Инструментальные наблюдения за климатом, развернувшиеся в XIX в., зарегистрировали начало потепления, которое продолжалось до первой половины XX в. Но это потепление было обнаружено не сразу. Советский океанолог Н.М. Книпович в 1921 г. выявил, что воды Баренцева моря стали заметно теплее. В 20-х годах появилось много сообщений о признаках потепления в Арктике. Сначала даже считалось, что это потепление касается только Арктической области. Такой термин, как “потепление Арктики в 30-х годах”, и сейчас нередок в художественной и даже научной литературе. Однако более поздний анализ привел к выводу, что это было глобальное потепление. Значительно раньше, чем климатологи, потепление заметили гляциологи, которые уже к концу XIX в. установили заметное отступление ледников в Альпах, на Кавказе, в Скалистых горах Северной Америки.
Изменение температуры воздуха в период потепления лучше всего изучено в северном полушарии, где в этот период было сравнительно много метеорологических станций. Тем не менее и в южном полушарии оно было выявлено достаточно уверенно. Особенностью потепления было то, что в высоких полярных широтах северного полушария оно было выражено более четко и ярко. Для отдельных районов Арктики повышение температуры было весьма внушительным. Так, в Западной Гренландии она повысилась на 5 °С, а на Шпицбергене даже на 8–9 °С за период от 1912–1926 гг. до конца 30-х годов.
Наибольшее глобальное повышение средней температуры у поверхности Земли во время кульминации потепления составляло всего 0,6 °С, но даже с таким небольшим изменением – на порядок меньшим, чем в период от ледниковой к межледниковой обстановке, и в несколько раз меньшим, чем в ближайшем климатическом оптимуме и во время малого ледникового периода, – было связано заметное изменение климатической системы.
На потепление бурно реагировали горные ледники, которые повсеместно отступали, причем величина отступания исчислялась сотнями метров. На Кавказе, например, общая площадь оледенения сократилась за это время на 10%, а толщина льда в ледниках уменьшилась на 50–100 м. Существовавшие в Арктике сложенные льдом острова растаяли, и на их месте остались лишь подводные отмели. Ледяной покров Северного Ледовитого океана сильно сократился, что позволило обычным судам заплывать в высокие широты: в 1925 г. парусная шхуна смогла обогнуть Шпицберген, а в 1932 г. известный советский океанолог Н.Н. Зубов на небольшом боте обошел вокруг Земли Франца-Иосифа. Такая обстановка в Арктике способствовала освоению Северного морского пути, позволяя обычным неледокольным судам совершать сквозное плавание по нему в течение одной навигации. В целом общая площадь морских льдов в период навигации в это время сократилось более чем на 10% по сравнению с XIX в., т.е. почти на 1 млн км2. К 1940 г. по сравнению с началом ХХ в. в Гренландском море ледовитость сократилась вдвое, а в Баренцевом почти на 30%.
Повсюду происходило отступание границы многолетней мерзлоты на север. В европейской части СССР она местами отступала на сотни километров, увеличилась глубина протаивания мерзлых грунтов, а температура мерзлой толщи повысилась на 1,5–2 °С.
Потепление сопровождалось изменением увлажненности отдельных районов. Советский климатолог О.А. Дроздов выявил, что в эпоху потепления 30-х годов в районах недостаточного увлажнения возросло количество засух, охватывающих большие территории. Такие засухи отмечались в СССР, а также в Соединенных Штатах, где они известны как знаменитые засухи 30-х годов под наименованием “даст боул”, что в переводе с английского означает “пыльный котел”. Сравнение холодного периода с 1815 по 1919 г. и теплого с 1920 по 1976 г., показало, что каждые десять лет в первый период наблюдалась одна крупная засуха, тогда как во второй – две. В период потепления из-за уменьшения количества осадков произошло значительное падение уровня Каспийского моря и ряда других внутренних водоемов.
Потепление повлекло за собой изменение границ распространения многих животных. В Гренландии стал гнездоваться сизоголовый дрозд, в Испании появились ласточки и скворцы. Перелетные птицы весной стали появляться в среднем на 10 дней раньше. Потепление океанических вод, особенно заметное на севере, привело к изменению мест нереста и откорма промысловых рыб.
Н.М. Книпович в связи с такими явлениями отметил, что “в какие-нибудь полтора десятка лет и даже более короткий промежуток времени произошли такие изменения в распределении представителей морской фауны, какие связываются обыкновенно с представлением о долгих геологических промежутках”.
После 40-х годов стала проявляться тенденция к похолоданию. Льды в северном полушарии стали снова наступать. В первую очередь это выразилось в росте площади ледяного покрова Северного Ледовитого океана. С начала 40-х и до конца 60-х годов площадь льда в арктическом бассейне возросла на 10%. Горные ледники в Альпах и на Кавказе, а также в горах Северной Америки, ранее быстро отступавшие, или замедляли отступление, или даже начали снова наступать.
В 60-е и 70-е годы возрастает число климатических аномалий. Это были суровая зима 1967/68 г. в СССР и три суровые зимы с 1972 по 1977 г. в Соединенных Штатах. В этот же период в Европе отмечается серия очень мягких зим. В Восточной Европе в 1972 г. – очень сильная засуха, а в 1976 г. – на редкость дождливое лето. Из других аномалий можно вспомнить необычайно большое количество айсбергов у берегов Ньюфаундленда в летние периоды 1971–1973 гг., частые и сильные штормы в Северном море между 1972 и 1976 г. Но аномалии охватили не только умеренную зону северного полушария. С 1968 по 1973 г. длилась сильнейшая засуха в Сахеле и Африке. Дважды, в 1976 и 1979 г., сильные заморозки губят кофейные плантации в Бразилии. В Японии по данным метеорологических наблюдений установлено, что за десятилетие 1961–1972 гг. число месяцев с необычно низкими значениями температуры было вдвое больше, чем с высокими значениями, а число месяцев с недостаточными осадками также почти вдвое превышало число месяцев с избытком осадков. На карте климатических аномалий для 1972 г. видно, что аномалии охватывали больше половины территории суши и проявлялись как в северном, так и в южном полушариях.
Начало 80-х годов также ознаменовалось серьезными и обширными аномалиями. Зима 1981/82 г. в Соединенных Штатах и Канаде была одной из самых холодных. Термометры показывали температуру воздуха более низкую, чем в последние несколько десятилетий, а в 75 городах, в том числе в Чикаго, морозы побили все предыдущие рекорды. 230 американцев погибли от холода. Зимой 1983/84 г. снова отмечались очень низкие температуры на обширных территориях в Соединенных Штатах, в том числе во Флориде. На редкость холодной была зима в Великобритании.
В Австралии летом 1982/83 г. была одна из самых драматических засух за всю историю континента, получившая название “великая сушь”. Она охватила всю восточную и южную часть континента и сопровождалась сильными лесными пожарами. В то же время Китай заливали дожди, продолжавшиеся три месяца. В Индии задержался сезон муссонных дождей. В Индонезии и на Филиппинах свирепствовали засухи. Над Тихим океаном пронеслись сильнейшие тайфуны. Побережье Южной Америки и засушливый Средний Запад США оказались залитыми дождями, которые затем сменились засухой. <...> (С. 101–105)
<...> Все вулканы Земли ежегодно поставляют в окружающую среду от 130 до 175 млн т диоксида углерода, а индустриальная деятельность – 22 млрд т диоксида углерода в год.
Самый крупный поставщик диоксида углерода из вулканов – Этна: 25 млн т/год, что эквивалентно 4 ТЭЦ мощностью по 1 ГВт.
Обычно один действующий вулкан дает 1,3 млн т диоксида углерода.<...>
Наука и жизнь. 1990. № 4. С. 39. “Океан поднимается” (О чем пишут научно-популярные журналы мира).
<...>… Последние 100 лет вода поднимается в среднем на 1,2 миллиметра в год. <...>
<...>… В диапазоне 10–20 градусов Цельсия при нагревании на один градус литр воды увеличивается в объеме на 0,15 кубического сантиметра. Немного, но при пересчете на объем Мирового океана (1307,5 кубического километра) цифры становятся вполне чувствительными.<...>
Нью-Йорк Таймс, недельное обозрение “Наука”. 1993. 14–27 сентября.
Первая расцветшая в мире империя засохла на корню
<...> Аккадцы под предводительством Саргона установили контроль над городами по берегам реки Евфрат и над плодородными долинами к северу – теперь это Сирия, Ирак и, частично, юг Турции. Но всего лишь столетие продолжалось процветание, после чего Аккадская империя рухнула, а причины столь неожиданного крушения исторической наукой были утеряны.
Аккадская империя, полагают, была поражена 300-летней засухой, которая буквально иссушила и обезводила это могучее государство. Микроскопические исследования увлажненности почв показали, что засуха пришла внезапно, а последствия оказались крайне тяжелыми: Великая сушь началась примерно в 2200 г. до н.э.
Аккадские города на плодородной северной равнине были покинуты их жителями. Тексты, выбитые на глиняных табличках, рассказывают о массовых единовременных переселениях на юг. Такие миграции, приведшие к удвоению населенности южных городов, довели до нехватки пищи и воды, а недостаточность пищевых и водных ресурсов обернулась внутренней борьбой и, в конечном счете, падением династии, основанной Саргоном. <...>
<...>… Связь между резкими изменениями климата и упадком владычества Аккада представляется завершающим штрихом к картине всеобъемлющего и вездесущего экологического кризиса, погубившего в те века многие общества по всему Среднему Востоку.
Исполинские извержения вулканов, случившиеся на территории нынешней Турции в самом начале Великой суши, говорят ученые, вряд ли способны были запустить столь затянувшееся изменение климата.<...>
Природа. 1993. № 8.
Подборка информационных материалов, отражающих последние достижения климатологии, под общим заголовком: “Климат: проблемы изучения и прогнозирования”. (С. 94–105)
Оценка состояния климата Земли
<...> За последнее столетие средние температуры земной поверхности повысились на 0,3–0,6 °С; уровень Мирового океана поднялся в среднем на 10–20 см; начиная с 1973 г. среднегодовая площадь снегового покрова в северном полушарии сократилась на 8%. <...>
<...>… Если человечество <...> не примет мер по ограничению выброса парниковых газов, средние температуры на поверхности планеты будут расти примерно на 0,3 °С в десятилетие (возможная ошибка в пределах 0,2–0,5 °С), а уровень моря только за счет теплового расширения вод – подниматься на 2–4 см в десятилетие.<...>
Что за потеплением – подъем или падение уровня океана?
<...>… Во время глобального потепления Антарктическое оледенение не сокращалось, а, напротив, разрасталось. <...>
<...>… И в наше время, несмотря на глобальное потепление (за столетие – примерно на 0,6 °С), снеговая линия в Канадской Арктике, на о. Баффина и на Аляске продвигается к югу, а увеличение мощности Гренландского оледенения должно приводить к падению (а не повышению!) уровня Мирового океана примерно на 0,45 мм/год <...>
<...>… Горные ледники начали отступать около 100 лет назад; то же можно сказать и о некоторых районах Антарктического полуострова <...>
<...>… В прошлом масштабы оледенения возрастали как раз в периоды потепления, а не похолодания. <...>
Солнечная активность и климат
<...>… За столетний период с 1880 по 1990 г. – общее потепление составило 0,8 °С.<...>
<...>… Количество выделяемой Солнцем энергии в большей степени зависит от длительности цикла, чем от числа пятен.
Надежная согласованность между вариациями солнечной активности и климатическими изменениями, происшедшими после 1750 г., достигается лишь при учете парникового эффекта. Хотя в период с 1750 по 1850 г. из двух этих процессов доминировала солнечная активность, затем положение стало меняться в пользу химического состава атмосферы, т.е. парникового эффекта. <...>
Состоится ли потепление?
<...> С решительным опровержением утверждений большинства математических моделей, что к середине ХХI в. удвоение количества диоксида углерода в атмосфере приведет к повышению средней температуры на Земле в пределах от 1,5 до 4,5 °С, выступил климатолог Д. Линдзен (Массачусетский технологический институт, Кембридж, США). <...>
<...>… Глобальные температуры весьма слабо зависят как от изменения общей солнечной радиации, так и от количества парниковых газов в атмосфере; главным образом климат зависит от распределения поступающей солнечной энергии, а не от ее количества, перемены же в атмосферной концентрации диоксида углерода на это не влияют. Примером такого отчетливого воздействия служат “биения” земной орбиты (описанные югославским геофизиком Миланковичем) <...>
<...> Линдзен утверждает, что через полвека реальные климатические сдвиги либо окажутся близки к нулю, либо едва достигнут 1,5 °С. <...>
<...>… Недавние работы в области физики облаков свидетельствуют об их охлаждающей роли в тепловом балансе Земли.
Т. Палмер (Ридинг, Великобритания) призывает различать термины “парниковый эффект” и “глобальное потепление”: по его мнению, потепление, которое отмечается в последнее десятилетие и включает четыре из пяти самых теплых года за всю историю наблюдений, не связано с изменениями в концентрации диоксида углерода. <...>
Извержение: к потеплению или похолоданию?
<...>… Извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 г. привело к охлаждению поверхности Земли в среднем на 0,5 °С. <...>
<...>… Ход температур земной поверхности в ближайшие месяцы после 12 крупнейших извержений, начиная с Кракатау в 1883 г. до Пинатубо в 1991 г., точно соответствует разработанной математической модели (А. Робок и Мао Цзяньпин; Университет штата Мэриленд, США), учитывающей региональные потепления стратосферы. Этим, по мнению авторов модели, и объясняется тот факт, что в 1991–1992 гг. зима в Евразии и Северной Америке была весьма теплой, а на Ближнем Востоке стояли сильные холода. <...>
Последствия грядущего потепления для Юго-Восточной Азии
<...> На основе накопившихся за последние годы данных принято, что к 2090 г. потепление приведет к несколько большему повышению уровня моря – на 1 м против 60 см, учитывавшихся в предыдущих моделях. По новому прогнозу, средняя температура к концу изучаемого периода поднимется в Индонезии на 3 °С, в Малайзии – на 3–4 °С, в Таиланде – на 3–6 °С.
На северо-западе Явы наступление соленых морских вод может сократить урожай риса на 270 тыс. т/год (90% нынешней урожайности).
Потепление увеличит потребность в воде для ирригации и снизит возможности выращивания двух урожаев в год на одной площади.
<...>… Выход тропических ураганов в странах этого региона станет более частым явлением. <...>
Как изменится климат Африки
<...> Площадь Африки, классифицируемая с 1931 г. как засушливая и сверхзасушливая, увеличилась почти на 54 млн га, что составляет 1,8% площади всего континента. Влажная зона потеряла при этом 26 млн га. <...>
<...>… Основной климатический сдвиг состоит в переходе от полупустынь к пустыням и от засушливых районов к сверхзасушливым условиям <...>
Лишь 2% территории стали более влажными. <...>
Список литературы
Лосев К.С. Климат: вчера, сегодня… и завтра? Л.:Гидрометеоиздат, 1985.
Периодическая печать о проблемах климата
Природа, 1992. № 6. Новости науки. С. 117.
www.ronl.ru
