Глобальное потепление — «парниковый эффект»
Доклад по экологии подготовлен ученицей 11В класса Ханджян Рузанной
Причины глобального потепления
«Парниковый эффект» возник не сегодня — он существовал с тех пор, как наша планета обзавелась атмосферой, и без него температура приземных слоев этой атмосферы были бы в среднем градусов на тридцать ниже реально наблюдаемой. Однако в последние век-полтора содержание некоторых «парниковых» газов в атмосфере очень сильно выросло: углекислоты — более чем на треть, метана — в 2,5 раза. Появились и новые, ранее просто не существовавшие вещества с «парниковым» спектром поглощения — прежде всего хлор- и фтор углеводороды, в том числе пресловутые фреоны. Сам собой напрашивается вывод о связи между этими двумя процессами. Тем более, что причину быстрого роста количества «парниковых» газов тоже долго искать не надо — вся наша цивилизация, от костров первобытных охотников до современных газовых плит и автомобилей зиждется на быстром окислении соединений углерода, конечным продуктом которых и является СО2. С деятельностью человека связан и рост содержания метана (рисовые поля, скот, утечки из скважин и газопроводов) и окислов азота, не говоря уж о хлор органике. Пожалуй, только на содержание водяного пара в атмосфере человек еще не оказывает заметного прямого влияния.
Еще во времена Петра в Европе было гораздо холоднее. Это был пик так называемого малого ледникового периода, одного из нескольких периодов похолодания в исторические времена. В ту пору и Темза в Лондоне замерзала. Постепенно с НТР от Петровских времен до конца ХIX века и особенно в ХХ веке развитие НТП привело к повышению годовой температуры на 1 градус по Цельсию.
А в последней четверти XX в. началось резкое потепление глобального климата, которое в бореальных областях сказывается уменьшением количества морозных зим. Средняя температура приземного слоя воздуха за последние 25 лет возросла на 0,7°С. В экваториальной зоне она не изменилась, но чем ближе к полюсам, тем потепление заметнее. Температура подледной воды в районе Северного полюса возросла почти на два градуса, вследствие чего началось подтаивание льда снизу.
Проблема глобального потепления была впервые высказана в гипотезе шведским ученым Сванте Арейниусом в конце XIX века.
Не исключено, что это потепление частично имеет естественный природный характер. Ведь еще А.И. Войков и В.И. Вернадский подчеркивали, что мы живем в конце последней ледниковой эпохи и только выходим из нее. Однако скорость потепления заставляет признать роль антропогенного фактора в этом явлении. Еще в 1927 г. в «Очерках геохимии» Вернадский писал о том, что сжигание больших количеств каменного угля должно привести к изменению химического состава атмосферы и климата. В 1972 г. расчетами это подтвердил М.И. Будыко. Сейчас человечество сжигает ежегодно 4,5 млрд. т угля, 3,2 млрд. т нефти и нефтепродуктов, а также природный газ, торф, горючие сланцы и дрова. Все это превращается в углекислый газ, содержание которого в атмосфере возросло с 0,031% в 1956 г. до 0,035% в 1992 г. и продолжает расти. Кроме того, резко увеличились выбросы в атмосферу другого парникового газа — метана. Сейчас большинство климатологов мира признает роль антропогенного фактора в потеплении климата.
Это потепление вызвало большой переполох после появления в 1986 г. сразу на шести языках книги «Наше общее будущее», подготовленной Комиссией ООН во главе с тогдашним премьер-министром Норвегии Гру Харлем Брундтланд. В книге подчеркивалось, что потепление вызовет бурное таяние льдов Антарктиды и Гренландии, резкий подъем уровня Мирового океана, затопление прибрежных территорий, что будет сопровождаться экономическими и социальными потрясениями.
За прошедшие с той поры 12 лет проведено много исследований и совещаний, которые показали, что мрачные прогнозы этой книги несостоятельны. Подъем уровня Мирового океана действительно происходит, но со скоростью 0,6 мм в год, или 6 см за столетие. В то же время вертикальные поднятия или опускания береговых линий достигают 20 мм в год. Таким образом, трансгрессии и регрессии моря определяются тектоникой в большей мере, чем подъемом уровня Мирового океана.
В то же время потепление климата будет сопровождаться увеличением испарения с поверхности океанов и увлажнением климата, о чем можно судить по палеогеографическим данным. Всего 7–8 тыс. лет назад во время голоценового климатического оптимума, когда температура на широте Москвы была на 1,5–2°С выше современной, на месте Сахары расстилалась саванна с рощами акаций и многоводными реками, а в Средней Азии Заравшан впадал в Амударью, река Чу — в Сырдарью, уровень Аральского моря находился на отметке 72 м и все эти реки, блуждая по территории современной Туркмении, текли в прогибавшуюся впадину Южного Каспия. Подобное происходило и в других ныне аридных областях мира.
Последствия
Учитывая все данные, разработанные учеными всего мира, и результаты исследований Комиссии ООН, среднемировая температура в этом веке может повыситься на 1,4-1,8 градуса Цельсия. Уровень мирового океана повысится на 10 см, поставив под угрозу миллионы жителей стран, находящихся невысоко над уровнем моря. Учитывая увеличивающееся влияние человечества на климатические изменения, Межправительственная комиссия по наблюдению над климатическими изменениями (IPCC) настаивает на повышении количества наблюдений для создания более полной картины глобального потепления климата.
Глобальное потепление заставляет содрогнуться. ООН подготовила новый доклад, в котором прогнозируются последствия воздействия глобального потепления. Выводы специалистов неутешительны: отрицательные результаты потепления будут ощущаться почти повсюду.
Для большей части Европы значительно повысится угроза наводнений (жители Великобритании уже испытали это в прошедшем году). Ледники Альп и большие области вечной мерзлоты начнут таять и полностью исчезнут к концу этого века. Изменение климата положительно скажется на урожаях, собираемых в Северной Европе, однако почти столь же сильное отрицательное влияние будет оказано на сельское хозяйство Южной Европы, которой в 21 веке предстоит страдать от постоянных засух.
В Азии дела обстоят намного хуже. Высокие температуры, засухи, наводнения и эрозия почвы нанесут непоправимый ущерб сельскому хозяйству многих азиатских стран. Повышение уровня моря и более сильные тропические циклоны вынудят десятки миллионов людей покинуть обжитые места и переселяться подальше от берегов моря.
Не лучшее положение сложится и в Африке. Урожаи зерновых серьёзно упадут, уменьшится количество доступной питьевой воды. Осадки будут выпадать всё реже, особенно на юге, севере и западе континента, приводя к появлению новых пустынных районов. Населённые пункты в Нигерии, Сенегале, Гамбии, Египте и вдоль юго-восточного побережья Африки пострадают от повышения уровня моря и эрозии береговой линии. Участятся эпидемии инфекционных болезней, разносимые насекомыми, такими как комары.
В Северной Америке и в Австралии картина будет не столь однозначно плохая. Некоторым регионам потепление пойдёт на пользу, сделав сельское хозяйство в них более выгодным. В остальном список бедствий, которые принесёт потепление, входят: наводнения, засухи, эпидемии.
Однако одни из самых больших перемен произойдут в полярных областях. Толщина и площадь арктических льдов продолжит уменьшаться, начнётся таяние вечной мерзлоты. Однажды начавшись, газа в атмосфере стабилизируется. Результатом станут необратимые изменения в оборот воды в мировом океане и уровне моря. Специалисты ООН установили, планета нагревается быстрее, чем предполагалось ранее, и есть убедительные свидетельства того, что именно человечество несет за это ответственность. Ученые предсказывают, что в Азии и Африке уменьшатся урожаи, а Австралия и Новая Зеландия будут испытывать нехватку воды. Повысится риск наводнений в Европе, а восточное побережье Соединенных Штатов подвергнется воздействию все более сильных штормов и эрозии побережья. Средняя температура в этом столетии возрастет от 1,4 до 5,8 градусов Цельсия, говорят ученые. Уровень моря может подняться на несколько десятков сантиметров, угрожая сотням миллионов людей в островных государствах и приморских странах. На планете будет меньше дождей, больше пустынь, больше бурь и наводнений. Уже через несколько лет все мы рискуем оказаться в незнакомом и пугающем мире, в котором над человечеством нависнет угроза губительных эпидемий, вызванных вышедшими из-под контроля инфекциями. По мнению ученых, собравшихся на научной конференции в Вашингтоне, глобальное потепление повлечет за собой новые эпидемии. Теплый и влажный климат, который установится на нашей планете в течение следующих 20 лет, поможет опасным болезням, таким как малярия или лихорадка Денге, уже сейчас представляющим для человечества серьезную угрозу, отвоевать новые рубежи.
Больше всего пострадают небольшие островные государства. Развивающимся странам будет особенно нелегко приспосабливаться к меняющимся условиям. Ожидаются и определенные положительные эффекты: увеличение производства древесины, большие урожаи зерновых в таких регионах мира, как Юго-Восточная Азия, и меньше смертей от замерзания во время зимы. Ученые предупреждают, что прогнозируемое изменение климата потенциально может привести к «широкомасштабным и необратимым переменам» в течение этого века. В частности, прогнозируется замедление поступления теплой воды в северную Атлантику, большое таяние льдов в Гренландии и западной Антарктиде, а также увеличение доли углекислого газа и метана в атмосфере по мере нагревания Земли.
Опубликованный в январе отчет ООН — самая детальная и серьезная на сегодняшний день работа, предупреждающая о последствиях глобального потепления. В опубликованном отчете говорится, что признаки этих изменений уже налицо.
— Ледовый покров Арктики сократился на 10-15 %
— Лед на антарктическом побережье с середины 1950-х до начала 1970-х отступил на юг на 2,8 градуса долготы
— Леса Аляски наступают на север — на 100 километров с повышением средней температуры на один градус Цельсия
— Ледовое покрытие озер и рек в средних и верхних долготах Северного полушария держится сейчас на 2 недели меньше, чем в 1850 году
— В Европе некоторые горные растения мигрируют вверх со скоростью от одного до четырех метров каждое десятилетие
— Сезон роста садовых растений в Европе увеличился на 11 дней
— Перелетные птицы прилетают на север раньше и остаются дольше.
Что делать?
Поиск виновных в глобальном потеплении не поможет делу. На Конференции ООН по проблемам климатических изменений, которая продолжается в Нидерландах, Великобритания предупредила, что мир может упустить жизненно важный шанс предотвратить губительные последствия глобального потепления.
Главы правительств Европейских стран заявил, что разрушительные наводнения последнего десятилетия стали кошмаром для них, основным виновником которых они считают США.
Вице-премьер правительства Британии Джон Прескотт подверг критике высказывания французского президента Жака Ширака, который обвинил Соединенные Штаты в отравлении атмосферы. Как сказал британский вице-премьер, поиск виновных не продвинет вперед переговоры.
Несмотря на остающиеся разногласия по основным вопросам, появились признаки возможного компромисса со стороны европейских стран. Такой компромисс позволит Соединенным Штатам установить для себя реалистичную задачу по сокращению эмиссии тепличных газов.
К счастью, далеко не все разделяют эти опасения. Последние данные, полученные при обработке поступающих со спутников изображений, не подтверждают перспективу глобального бедствия, обрисованную пессимистически настроенными учеными. Они вселяют надежду на то, что человечеству удастся справиться с надвигающейся угрозой.
Например, сокращения выбросов «парниковых» газов можно достигнуть за счет повышения эффективности использования энергоресурсов, сокращения утечек тепла и топлива, технического перевооружения энергетического комплекса, перехода на более безопасные виды топлива (например, с мазута на газ). За счет замедления расходования ископаемого топлива — ресурса, как известно, принципиально невозобновимого. За счет развития альтернативных, экологически чистых технологий получения энергии. Все это, в общем-то, все равно надо так или иначе делать, и даже если в итоге выяснится, что принятые меры не оказали никакого влияния на процесс глобального потепления, польза от них все равно превысит понесенные убытки. Как говорится, не догоним — так хоть согреемся.
www.ronl.ru
Ясаманов Н. А. профессор, зам. зав кафедрой Экологии и наук о Земле, университета «Дубна»
Климат играет первостепенную роль, как в жизнедеятельности отдельных людей, так и в становлении, развитии и гибели целых человеческих цивилизаций. От него зависит благосостояние общества, здоровье людей, эпидемиологическая обстановка, урожайность, состояние экономики, темпы и виды строительства, работа и состояние транспорта и транспортных магистралей и многое другое. В соответствие с климатическими условиями создаются материальные и финансовые ресурсы общества, определяется и развивается духовная и культурная жизнь каждого этноса. Климат оказывает прямое влияние на техническую оснащенность, научный и экономический потенциал современной цивилизации. Велика роль климата в скорости и направленности воздействия на ландшафтные обстановки различных природных процессов. Поэтому к нему обращено пристальное внимание обывателей, ученых и политиков. Особенно рельефно внимание к климату стало проявляться после того, как во второй половине ХХ столетия была установлена тенденция к довольно существенному росту приземных температур, и в связи с этим были сделаны прогнозы климата на ближайшие десятилетия.
Современное глобальное потепление
В конце 60-ых и начале 70-ых годов ХХ столетия климатологи обратили внимание на существующую тенденцию к росту средних глобальных температур приземного слоя воздуха… Это удалось выявить в результате многократного и разностороннего анализа прямых наблюдений за приземными температурами, которые велись метеостанциями Мира, начиная с конца Х1Х века. Анализ средних температур за более чем столетний интервал времени наблюдений показывал, что существует не плавный рост температур, а скачкообразный переход с алгоритмом к росту. Но фоне общего роста зафиксированы годы значительного снижения температур, когда после некоторого замедления вновь наблюдался их более ускоренный рост. В эти же годы было показано, что увеличение температур было связано с парниковым эффектом атмосферы и это вызвано присутствием в ней углекислого газа. Причем многие исследователи стали считать наличие углекислого газа в атмосфере не просто ведущим, а главенствующим фактором роста температур. Известно, что кроме углекислого газа парниковый эффект атмосферы обеспечивают пары воды, метан, озон, аргон, фреоны и др. Правда, их доля, кроме паров воды, в парниковом эффекте, не столь велика. Поэтому при создании теоретической базы современного глобального потепления стали пренебрегать присутствием в атмосфере других парниковых газов и стали учитывать при математических расчетах только величину концентрации углекислого газа. Тем более, что и в геологическом прошлом рост или снижение температурного режима вплоть до наступления на полюсах субтропических температур или возникновения обширных материковых ледниковых покровов, как правило, сопровождались геологически доказанными изменениями концентрациями углекислого газа в атмосфере. Высоким концентрациям углекислого газа, как, например, в мезозойской эре, соответствовали высокие приземные температуры воздуха и, наоборот, когда развивались покровные оледенения, как, например, в конце каменноугольного времени концентрации углекислого газа в атмосфере были даже намного ниже современных. Однако, считалось, что в геологическом прошлом скорость роста атмосферной углекислоты была существенно ниже, чем настоящее время, а ее источником служили очень медленно, протекающие в земных недрах геодинамические (тектонические) процессы.
Единственным источником атмосферной углекислоты в современную эпоху, по мнению абсолютного большинства климатологов, могли быть антропогенные выбросы, так как во время наземных вулканических извержений в атмосферу поступали не столько парниковые газы, сколько аэрозоли и легкий вулканический пепел, существенно снижавшие прозрачность атмосферы. Исключительная обширность и большое количество исследований в области современного глобального потепления, проводившаяся со второй половины ХХ столетия привели к тому, что между современным потеплением и антропогенными выбросами углекислого газа был поставлен своеобразный знак равенства. Говоря о причинах современного глобального потепления, немедленно подразумевали антропогенный фактор. И это при всем, при том, что такая постановка проблемы об источнике атмосферной углекислоты противоречит целому ряду физических и геологических факторов. Среди множества просчетов вопиющих несоответствий, по крайней мере, две. Первое несоответствие заключается в том, что невозможно представить подъем в верхнюю часть атмосферы и диффузию значительно более тяжелого, чем воздух углекислого газа. Это противоречие пытались объяснять возможностью быстрого перемешивания из-за большой подвижности воздушных масс, особенно во время движения атмосферных фронтов. Второе несоответствие выявляется при анализе хода изменения температурного режима и концентрации атмосферной углекислоты за любой отрезок последнего столетия. На графиках изменения температур и концентрации атмосферной углекислоты выделяется то годовая, то двух-трехлетняя периодичность. Причем эта периодичность взаимозависимая и согласованная. Но ее старались не замечать и обходить молчанием. А между тем она не только важна, но в ней находится ключ разгадки источника атмосферной углекислоты. Если принять во внимание правоту антропогенного источника углекислого газа, то надо полагать, что этот источник должен действовать постоянно и никогда не замедляться, а наоборот все время ускоряться. Ведь в мире с каждым годом расширяется промышленное производство и при этом непрерывно увеличивается необходимость сжигания минерального топлива все в больших объемах и никогда этот процесс не замедляется или приостанавливается. Периодичность в поступлении углекислого газа в атмосферу, которые фиксируют прямые наблюдения, подразумевает действие природного источника.
Таким глобальным природным источником скорее всего является океанский вулканизм, о котором в 60-ые и 70-ые годы ХХ века было мало, что известно и определенные наземные ландшафты. Однако в данном случае речь может идти не столько о прямых выбросах углекислоты с земной поверхности в атмосферу, что маловероятно из-за большой плотности, сколько о другом парниковом газе — метане, концентрация которого в атмосфере также как углекислого газа непрерывно растет. Хотя метан согласно данным исследователям из НАСА обладает 20-кратным по сравнению с углекислым газом эффектом удержания тепла, но его роль в современном глобальном потеплении состоит не столько в прямом участии в парниковом эффекте, сколько в том, что именно метан является прямым источником атмосферной углекислоты. Когда метан попадает в атмосферу, он вступает в реакцию с молекулами кислорода и водорода. И такая реакция особенно энергично происходит в верхней части тропосферы и нижней части стратосферы. Метан не только частично уничтожает озон, но и после реакций с кислородом и водородом воссоздает диоксид углерода и водяной пар, т. е. газы, обладающие самым высоким парниковым эффектом. Если первый в силу своей высокой плотности медленно опускается в тропосферу, тем самым, увеличивает в ней концентрацию, то водяной пар перераспределяется в верхней части тропосферы, создавая перламутровые облака, которые, кроме своей парниковой роли, еще и меняют прозрачность атмосферы и тем самым регулируют поступление солнечного тепла на поверхность Земли.
После этого важно ответить на вопрос, откуда и каким образом может поступать в атмосферу столь огромный объем метана, способный менять приземные температуры. Хорошо известно, что главным производителем метана на земной поверхности являются озерно-болотные системы и тундровые ландшафты, в которых в условиях дефицита кислорода разлагается органическое вещество и создается «болотный» газ. Аналогичным производителем метана являются тропические мангровые ландшафты, распространенные на приморских низменностях по обе стороны от экватора, а также районы, в пределах которых располагаются месторождения твердых, жидких и газообразных горючих полезных ископаемых.
Всего несколько лет тому назад был обнаружен новый и самый мощный источник метана, который располагается на дне Мирового океана. В его пределах существует глобальная система срединноокеанских хребтов, общая протяженность которых составляет 60000 км. Через разломы в осевой части этих хребтов, именуемые рифтами, на поверхность океанского дна с определенной периодичностью поступает мантийное вещество, которое при соприкосновении с морской водой видоизменяется. В процессе гидратации возникает метан. Этот легкий газ быстро достигает поверхности океана и удаляется в атмосферу. Однако известно, что во время подводных извержений, кроме метана выделяется углекислый газ и разнообразный тонкий вулканический материал. Если диоксид углерода хорошо растворяется в холодных придонных водах и в дальнейшем расходуется на процессы метаболизма гидробионтов, то тонкий вулканический материал оседает на морском дне на склонах подводных вулканов и срединноокеанских хребтов. Вулканические явления в пределах Мирового океана происходят также в пределах так называемых областях субдукции, в областях коллизии океанских литосферных плит и в местах расположения островных дуг. Поступление метана в этих частях Мирового океана регламентируется только тем, в каких условиях и как происходят вулканические извержения. В том случае, если они подводные то выделяется в основном метан, а при наземных извержениях, как это, например, происходит на Алеутских, Гавайских, Командорских и др. островных дугах или на Камчатке в атмосферу выбрасывается небольшое количество вулканических газов, но очень много поступает и пирокластического материала. Длительное нахождение последнего в атмосфере приводит к ухудшению прозрачности атмосферы и приводит к снижению температурного режима. Таким образом, как сама периодичность вулканических явлений, так тип и место подводных излияний вызывает периодичность поступления в атмосферу метана и регулирует изменения температур и концентрацию атмосферой углекислоты. Другими словами главенство спрединговых ( раздвижение земной коры) явлений, которые происходят в областях развития срединноокеанских хребтов или субдукционных областях ( местах схождение литосферных плит ), которые фиксируется островными дугами и коллизией с соответствующим характером подводных или наземных вулканических извержений приводит то к поступлению в атмосферу метана, то вулканического пепла, но иногда процессы подводного вулканизма, точно также как и на земной поверхности затухают, т.е. наблюдается временное приостановление этих глобальных процессов. В последнем случае атмосфера Земли в отношении температурного режима из-за предыдущей порции метана и углекислого газа, начинает действовать как обычная инерционная «тепловая машина».
В связи с некоторым переносом акцента о происхождении современного глобального потепления важным представляется рассмотрение климатических последствий.
Страницы прошлого
В России с давних времен укоренились представления о том, что лето жаркое и грозовое, осень золотая и дождливая, зима студеная и метельная, а весна — дружная. Мы прекрасно знаем, что многие известные приметы погоды все реже подтверждаются, но всегда к ним невольно прислушиваемся. Приметы погоды и климата имеют многовековую историю. Целые поколения наших соотечественников скрупулезно наблюдали за погодой, собирали соответствующие материалы и составляли календари или численники погоды с помощью, которых они пытались угадать каким будет предстоящие сезоны года. Это можно было делать только в том случае, когда климатическая система стабильна и действует без сбоев. Чем стабильнее климат, тем более длительное время он обеспечивает устойчивое развитие биосферы и создает самые комфортные условия для существования человека. Стабильность климата обеспечивает правильные и подтверждаемые прогнозы погоды.
О какой стабильности климата может идти речь, если наблюдаем, что только за последние годы с погодой происходит нечто невероятное. Вдруг совершенно неожиданно наступает невиданно холодный май 1999 года, или спустя всего полгода на европейскую часть России приходит очень холодный с 15-20 градусными морозами ноябрь. Был также непредсказуем невиданно холодный и снежный май 2001 года и долгая холодная осень 2000 и 2001 годов. И в то же время на фоне холодных весны и осени весьма странными выглядели малоснежные с частыми и продолжительными оттепелями зимы 2000, 2001 и 2002 годов.
На наших глазах все чаще сдвигаются календарные даты наступления времен года. И не только в России. В последние десятилетия Европа то подвергается нашествию невиданных снегопадов, то в середине зимы на нее обрушиваются ливни и продолжительные дожди, то внезапно под действием теплых потоков воздуха начинается быстрое таяние снегов, из берегов выходят реки, обширные площади покрываются талыми водами. Наводнения не только наносят большой материальный ущерб, но и приводят к человеческим жертвам. И одновременно с этим в западном полушарии на США и Мексику каждое лето обрушивается невыносимая жара, сопровождаемая грозами и мощными смерчами (торнадо). Погода словно разъярилась. Но на разных континентах она свирепствует по-своему. Каждый нас, наблюдая за «выходками» погоды, невольно задает себе и окружающим недоуменные вопросы. Откуда взялся такой гнев природы? Кто в этом виноват? Почему так происходит? Но всех погодных аномалиях виноват современный климат. Вернее те нарушения, которые вывели из равновесия и стабильности климатическую систему. А это напрямую связано с глобальным потеплением.
В истории климата Земли такие изменения и погодные катаклизмы вовсе не единственны. В прошлом случались и более невероятные погодные события. Судя по старинным хроникам и летописям, в эпоху существования царства Древнего Египта, даже Нил замерзал. Время от времени ледяной коркой частично покрывалось Черное море. Айсберги и отдельные льдины плавали по Черному и даже по Средиземному морям. Нередко замерзал Босфор, причем настолько, что льду пролив могли переходить люди. И это случалось во время так называемого малого ледникового периода, т. е. в период времени от Х1Y до конца Х1Х века. В это же время погибли поселения викингов в Гренландии. Этот огромный остров открыли викинги, но вовсе не в шутку или иронично назвали его Зеленым островом. В начале 1Х века ледники в Гренландии располагались только в его центральной самой гористой части. Вблизи побережья росли рощи и располагались луга. Более 300 лет удалось викингам прожить на этом острове. Они возделывали зерновые культуры и занимались скотоводством. Но произошла очередная смена климата. На этом острове, начиная со второй половины ХY века начал стремительно расти ледяной покров, толщи которого в настоящее время превышает 2 км. Сама Гренландия оказалась на длительное время, почти до первой четверти Х1Х столетия, была заблокирована морскими льдами. В эти же годы ледяной блокаде была подвергнута Исландия. С конца Х1Х столетия эти районы Северной Атлантики уже не замерзают. Лишь время от времени по ним дрейфуют огромные айсберги, оторвавшиеся от Гренландского ледяного щита. В период малого ледникового периода, т.е. в конце средневековья и вплоть до конца Х1Х века периодически замерзало Балтийское море, льдом покрывались каналы Голландии, частично замерзали Дунай, Рейн, Эльба и другие реки Европы.
В эти же годы очень жестокие морозы терзали Россию, и не только в зимнее время. Иногда случалось необъяснимое. Так в начале ХУП века в России летом обрушивались морозы. Эти летние морозы стояли в июле и в самом начале августа. Малый ледниковый период весьма тяжело отразился на сельском хозяйстве Европы и России. Сотни деревень разорились и прекратили свое существование. Резко снизилась урожайность. Произошел падеж скота и как следствие всего этого наступил голод. И одновременно с погодными катаклизмами бушевали не прекращающиеся стихийные бедствия.
В результате глобального потепления, когда происходит смена одного климатического состояния другим, начинают изменяться ранее стабильные взаимоотношения между климатообразующими системами и особенно между атмосферой и гидросферой, которые, как известно, непрерывно обмениваются энергией и веществом. Такая нестабильность выражается в частой смене практически непредсказуемых экстремальных погодных явлений, которые мы называем стихийными бедствиями. К ним относятся бури и тайфуны, смерчи ( торнадо) и ураганы, засухи, суховеи, снегопады и морозы, град, ливни и продолжительные дожди. Они в свою очередь вызывают наводнения, сели и оползни, провалы и др. К стихийным явлением, невозможно привыкнуть. Они наносят огромнейший материальный ущерб и приводят к большим жертвам среди населения и при этом происходят все чаще и становятся все более интенсивными. К тому же их становится все труднее предсказывать, но именно они сообщают и фиксируют о разладе в работе климатической машины, предвещая о серьезных изменениях климата. Они дают знать, что наступил период нестабильности и предупреждают о том, что климат Земли переходит от одного состояния к другому и этот переход только начался, но может продолжаться еще довольно долго.
Стихийные бедствия, климатическим фактором приносят огромный ущерб. По различным данным ущерб от атмосферных и гидросферных стихийных бедствий оценивается за последние десятилетия только для территории России в 50 млрд. долларов в год. Примерно такому же ущербу ежегодно подвергаются территории Европы и Северной Америки.
Даже тогда, когда климат находится в стабильном состоянии его очень трудно прогнозировать, но еще труднее его прогнозировать в период разлаженного состояния климатической машины. Для этого необходимо массу составляющих и среди них скорость, направленность и интенсивность природных процессов, протекающих в таких глобальных системах как атмосфера, гидросфера, верхняя часть литосферы и биосфера, которые вызваны весьма сложными их взаимоотношениями. Эти множества природные процессы обладают разной продолжительностью от десятков лет до сотен тысячелетий. И поэтому для правильного и объективного прогноза климата в первую очередь необходимо знать цикличность климатических изменений. Это означает, что нужно обладать знаниями причин климатических изменений как в геологическом, так и в историческом прошлом и по мере возможности определять их точные качественные и количественные характеристики
Колебания климата в четвертичном периоде от холодных ледниковых эпох к теплым межледниковьям и, наоборот, однозначно свидетельствуют о том, что в периоды их смены характеризовались наступлениями необычайно экстремальными погодными изменениями. И этот счет имеются многочисленные геологические документы. Благодаря исследованиям состава пузырьков воздуха из ледяных покровов по кернам Гренландии и Антарктиды, которые накопились за последние 400 тысяч лет, удалось определить смену температурного режима, степень запыленности атмосферы и содержание в ней углекислого газа.
Что можно ожидать от глобального потепления?
Согласно существующим прогнозным оценкам к 2025 году средняя глобальная температура на планете поднимется на 1- 1-5 о С, а к концу ХХ1 века, если ничего не измениться в климатической системе, и по-прежнему будет расти концентрация атмосферной углекислоты, она повысится еще на 3.5- 4 о С. К чему это приведет? Ведь потеплеет везде по-разному. Самые незначительные изменения произойдут в экваториальных и тропических широтах. Здесь современное глобальное потепление отразиться только на количестве и, особенно на степени распределения атмосферных осадков. В свою очередь это приведет к постепенному увлажнению пустынь северной и южно й аридных областей, смене саванн тропическими влажными лесами. В целом все это сведется не только к существенному сокращению площадей пустыни Сахары, южной части Гоби и других пустынь Мира, но и будет сопровождаться увеличением урожайности Сахельской области Африки и Южной Европы.
Весьма сильные изменения произойдут на территориях умеренного пояса северного полушария, особенно на значительной части территории России. В первой четверти ХХ1 столетия зимы станут мягче на 5-7 о С. Это означает, что на европейской части России зимы, которые уже напоминают западноевропейскими станут почти такими же. Они будут слабо морозными, но с обильными снегами. Пусть не удивляют резкие колебания зимних температур. Из-за того, что территория России открыта свободному распространению холодных потоков воздуха с Северного Ледовитого океана, то до тех пор, пока этот океан будет ледовитым, волны холода будут прокатываться вплоть до южных горных хребтов. Но только в отличие от прошлых лет число морозных дней будет сокращаться, а морозы все чаще будут сменяться оттепелями. Лето станет более жарким, а продолжительность весенне-летне-осеннего теплого периода начнет удлиняться. Все чаще будет рано начинаться снеготаяние, весенние паводки станут более обильными, продолжительность летнего сезона увеличится, а осень станет теплой и более длинной. Поздняя осень все сильнее будет напоминать «бабье лето». Одновременно с усилением температурного фактора, на 10-20 % возрастет количество атмосферных осадков. Это означает, что существенно повысится урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность скота и птицы.
Потепление влечет за собой изменение ландшафтных обстановок. Все больше комфортных с точки зрения погоды, мест будет становиться на юге, но вместе с тем на ряде территорий скажется и негативное воздействие климата. Теплолюбивые растения будут перемещаться на север. Это приведет к тому, что на подмосковных дачных участках выращивание винограда, баклажан, арбузов и дынь, превратиться из экзотики в обыденность. Рос же в свое время в период малого климатического оптимума, т. е. в начале и в середине средневековья виноград в Англии и на севере Германии. Даже сейчас кое-где в центре и на севере Германии выращивают виноград. Как самостоятельный элемент ландшафта тундра и лесотундра перестанет существовать и на берегах Северного океана, который уже нельзя будет именовать Ледовитым, так как он скорее всего будет покрываться сезонным льдом, станут расти таежные леса с примесью лиственных деревьев.
Особую тревогу вызывает состояние многолетнемерзлых грунтов. которые многие продолжают неправильно называть " вечной мерзлотой". Мы многократно убеждаемся в том, что ничего вечного на свете не существует и действительно, как свидетельствуют палеогеографические данные, та «вечная мерзлота», которую мы сегодня наблюдаем, возникла всего 20 тысяч лет назад, а до этого во время так называемого микулинского межледниковья, когда было значительно теплее, чем в современную эпоху, ее вовсе не было. Как и не было в очень теплом мезозое и раннем кайнозоя. В эти эпохи на обширных территориях Сибири и Северо-Востока России располагались моря с теплолюбивой фауной, а арктические острова и прилегающие низменности были покрыты хвойно-лиственными и даже широколиственными лесами.
В результате распространения современного потепления скорость таяния многолетнемерзлых грунтов резко усиливается и сокращаются их площади. А ведь многие города и поселки, транспортные магистрали, трубопроводы и многое другое в Восточной Сибири построены именно с учетом воздействия многолетней мерзлоты. Подтаивание приводит не только к разрушениям производственных и жилых зданий и коммуникаций, но и вызовет заболачивание огромных территорий
Описанный сценарий развития природных условий к концу первой четверти ХХ1 века для России казалось не предвещает ничего плохо. Однако это так кажется только на первый взгляд. Перемещение к северу ландшафтных областей вызовет смещение в этом же направлении засушливых (аридных) ландшафтов. Степная и лесостепная области, главные житницы нашей страны, из-за участившихся засух превратятся в песчаные и глинистые пустыни. И, хотя климатически условия в северных областях станут такими же в современных центральных областях плодородие почв здесь, не увеличится. Это будет связано с тем, что скорость формирования плодородных черноземных почв будет в значительной мере отставать от скорости изменения климатических условий.
Еще более серьезным видоизменениям подвергнется климат в странах Африки, Южной Азии, Центральной и Южной Америки, Ближнего и Среднего Востока и Юго-Восточной Азии. Во всех этих регионах температуры изменятся незначительно, но станет более засушливо. Последнее связано с тем, что при глобальном потеплении все меньшей становиться разница между экваториальными и полярными районами. Это приведет к ослаблению циклонической деятельности, что вызовет сокращение влаги и своеобразие ее перераспределения на суше. На тропики и субтропики все чаще начнут обрушиваться жесточайшие засухи и лесные пожары, подобные тем, которые охватили в 1998 году Индонезию, а в 2001-2003 гг. бушевали в Австралии и Южной Америки. Сокращение влаги приведет к быстрому распространению пустынь в этих регионах. В США, Западной Европе, Японии, Китае и в некоторых районах Юго-Восточной Азии климат измениться несущественно, но на эти регионы все чаще будут обрушиваться экстремальные засухи и жара, а также стихийные бедствия, связанные с нарушениями в атмосфере.
В связи с продолжающимся потеплением особую тревогу вызывает не только изменение в производстве сельскохозяйственной продукции, но и состояние здоровья людей. В городах и сельских местностях все большее число людей станет подвергаться перегреву. От теплового и солнечного удара будут умирать люди. Все быстрее станут распространяться эпидемии, которые будут охватывать регионы, ранее подвергнутые этим бедствиям.
Возможен ли подъем уровня Мирового океана?
Особую тревогу вызывает возможность подъема уровня вод Мирового океана в результате таяния ледниковых щитов в Антарктиде и Гренландии, ледового покрова Северного Ледовитого океана и его островов, а также горных ледников. Общая площадь льдов, сегодня находящихся на земной поверхности, составляет 30 млн. км 2, а их объем равен — 30 -35 млн. км 3. Как известно, общий объем вод современного Мирового океана равен 1370 млн. км3. Простой подсчет показывает, что после таяния ледников, объем вод Мирового океана должен увеличится на четверть. Именно этот факт ставит в тупик многих и заставляет делать неправильные выводы, так как они считают, что в результате глобального потепления процесс таяния льдов будет носить необратимый характер. И тогда, уровень Мирового океана может увеличиться на десятки метров. А это основание для самых мрачных прогнозов, согласно которым произойдет затопление многих обжитых и хорошо освоенных низменных территорий. Даже самые оптимистичные прогнозы не предвещают ничего хорошего. Вот как выглядит один из таких прогнозов.
Через несколько лет после начала интенсивного таяния ледников, а оно, как полагают, уже началось, уровень океана поднимется на 6-8 метров. Даже увеличение уровня океана всего на полметра может привести к тому, что многие приморские низменности США, Канады и Европы исчезнут под водой. Очень сложная обстановка может сложиться на низменностях севера Сибири и на арктических островах. Значительная их часть будет затоплена морскими водами, а оставшаяся часть окажется сильно заболоченной. Но вместе с этим резко улучшиться ледовая обстановка в Арктике. Северный Ледовитый океан освободится от многолетнего льда, который станет возникать только в зимнее время, а летом таять. Портовые сооружения и причалы окажутся затопленными. Их, или необходимо будет переносить на новые более возвышенные места, или надстраивать. Несмотря на то, что в Арктике станет теплее, погода там все-таки не улучшится, а, наоборот, ухудшится. На смену морозам придут туманы, дожди, шторма и бури, которые будут происходить как в зимнее, так и в летнее время. Приток талой воды вызовет изменение не только температуры вод, но их солености и химического состава, а это весьма отрицательно скажется на жизни гидробионтов.
В период потепления из-за опреснения и сглаживания температур многие морские течения ослабеют или даже изменят свои направления. Ведь в настоящее время они существуют из-за разности температур между высокими и низкими широтами. В этом отношении ученые озабочены возможным изменением гидродинамики в Атлантическом океане. В настоящее время холодная соленая вода, поступающая из Арктики, погружается вглубь, а ее место занимает, поток поверхностных вод теплых из тропических широт. Имеются опасения, что в результате потепления скорость и интенсивность теплого течения Гольфстрим, которое согревает берега Скандинавии и Британии, замедлиться. А это грозит большими неприятностями для европейцев. Примерно такое же отрицательное воздействие произойдет у берегов Аляски, которое согревает течение Куросио.
В этих же прогнозах предполагается возможность дальнейшего усиления штормов и увеличения числа сильнейших тайфунов со всеми вытекающими из этого отрицательными последствиями. Под угрозой затопления окажутся побережья Бангладеш, Индии, Китая, Индокитая и Японии.
Как видно, даже такие, не столь пессимистичные как многие другие, прогнозы не сулят землянам ничего хорошего. Однако, для того, чтобы делать обоснованные прогнозы, необходимо более обстоятельно и всесторонне рассматривать процесс повышения уровня моря в результате глобального потепления. При этом прогнозы должны основываться не только на простых сопоставлениях объема ледников и поступающих талых вод, но и учитывать объем чаши Мирового океана, которая никогда не остается постоянной из-за геологических процессов, которые протекают на дне морей и океанов и на прилегающих частях суши. Прогнозы, сделанные без их учета оказываются некорректными. Вместе с тем точный учет многих геологических процессов сильно затруднен, так они их характеристики состоят из переменных величин. Самой главной переменной величиной является объем чаши Мирового океана. В его пределах, т.е. на дне океана, в пределах срединноокеанских хребтов, на континентальном подножии и на континентальном склоне непрерывно и при том с разной скоростью совершаются различные эндогенные и экзогенные геологические процессы. Их деятельность вызывает то увеличение, то, наоборот, приводит к уменьшению глубин, а все это всегда отражается на вместимости чаши Мирового океана. В Мировом океане непрерывно происходит осаждение (аккумуляция) осадочного материала, который во взвешенном или растворенном состоянии выносят реки. Вследствие изменения щелочно-окислительного потенциала, температуры. Плотности и других физических факторов на дне Мирового океана, с момента его образования, происходят вулканические извержения, растут и разрушаются рифовые и вулканические острова, расширяется или, наоборот, сжимается океанская кора, а, это означает, что меняется глубина Мирового океана. Процессы, приводящие к увеличению или снижению глубины моря хотя и определенным образом взаимосвязаны, но действуют не синхронно. И поэтому в одних частях Мирового океана глубины увеличиваются, и растет площадь его водной поверхности, а в других — наоборот глубина уменьшается, и сокращаются его размеры. Подсчеты показывают, что увеличение глубины, как вследствие растяжения, так и сжатия океанской коры, происходят со скоростями в несколько сантиметров за год и совершаются в противоположных частях океана. Процессы осадконакопления, наоборот, уменьшают глубины. При этом оказывается, что действие относительно глубин Мирового океана, процессы аккумуляция вещества и тектонические движения в целом компенсируют друг друга. Но куда в этом случае исчезает талая вода, если уровень моря остается неизменным или слабо меняется. Ведь согласно прямым инструментальным наблюдениям за 25 лет глобального потепления объем ледников на суше и в океане заметно сократились. Но при этом уровень Мирового океана повысился всего на несколько сантиметров.
В геологической истории Земли неоднократно происходили геодинамические события, приводящие к раскрытию и закрытию отдельных океанов, и тогда континенты то подвергались затоплению, то осушению. Первые события геологи называют трансгресиями, а вторые -регрессиями.
Палеогеографические материалы неопровержимо свидетельствуют о том, что на Земле то происходил рост уровня Мирового океана, который приводил к трансгрессиям и, при этом обширные низменные участки суши оказывались затопленными, то наоборот глубины океана уменьшались и наступали регрессии. И тогда обнажались шельфовые области океана. Но при этом ни одна трансгрессия не возникала сразу же после смены ледникового типа климата, которых в истории Земли можно насчитать 6-7, в теплые. Изменения уровня Мирового океана уверенно связываются с геотектоническими процессами, но никак не с ростом ледников или их таянием. Даже в том случае, когда площадь ледниковых покровов как, например, в конце ордовикского периода (400 млн. лет назад), или в конце каменноугольного периода (300 млн. лет назад) в десятки раз превосходила современные ледники. После этих весьма холодных в климатическом отношении периодов наступали геологические эпохи, характеризующиеся высокими приземными температурами, и сильным дефицитом влаги, но никогда не происходили трансгрессии. Вся «лишняя» вода расходовалась на атмосферные процессы. Скорость же тектонических процессов очень медленная и срок их действия растягивается на многие миллионы лет. Только поэтому их эффект оказывается ошеломляющим.
Возвращаясь к современной эпохе можно отметить, что хотя те же геологические процессы действуют в настоящее время, но заметить их воздействие мы не в состоянии. Это означает, что изменение объема чаши Мирового океана в результате тектонических процессов никак не может корреспондироваться с ростом объема талой воды.
Другой переменной величиной является объем талой воды и ее температура. Во время современного потепления наблюдается непрерывный рост температур воды в средних и высоких широтах. Но, как известно, при увеличении температур воды увеличивается и ее объем. На первый взгляд это должно приводить к выплескиванию воды из чаши Мирового океана, тем более, что в нее продолжают поступать значительные объемы талой воды. Однако при прогнозных расчетах опять-таки упускается всем известный процесс — испарение. Хорошо известно, что на Земле вода совершает большой и малый круговороты и при этом общий объем воды твердом, жидком и газообразном состоянии в гидросфере всегда остается постоянным. Во время увеличения температурного режима одновременно увеличивается скорость испарения. Чем больше талой воды поступает в Мировой океан, тем больше и быстрее она испаряется. Тем энергичнее формируются циклоны над океанами, которые с огромной скоростью проходят океанское пространство и в виде тайфунов и бурь обрушиваются на побережье многих государств. Хотя циклоны внетропических широт не являются столь разрушительными, как тропические циклоны они тоже несут огромные объемы влаги и при этом достигают удаленных от океанов территорий. В процессе глобального потепления при этом сокращаются площади засушливых (аридных) регионов. Постепенно исчезают пустыни и сокращаются площади полупустынь. Все больше влаги начинает при глобальном потеплении начинает участвовать в круговороте воды и вследствие этого, скорее всего, весьма проблематично ожидать значительных подъемов уровня Мирового океана.
www.ronl.ru
works.tarefer.ru
