Современные проблемы климата земли. Реферат на тему климаты земли

Климат Земли. Климатообразующие факторы на Земле

Климат Земли обладает большим количеством закономерностей и формируется под действием множества факторов. При этом к нему справедливо относить самые разные явления в атмосфере. Климатическое состояние нашей планеты во многом определяет состояние природной среды и деятельности человека, особенно экономической.

Климатические условия Земли формируются тремя масштабными геофизическими процессами циклического типа:

• Теплооборот – обмен теплом между земной поверхностью и атмосферой.
• Влагооборот - интенсивность испарения воды в атмосферу и соотнесение её с уровнем выпавших осадков.
• Общая атмосферная циркуляция – совокупность воздушных течений над Землей. Состояние тропосферы определяется особенностями распределения воздушных масс, за что отвечают циклоны и антициклоны. Циркуляция атмосферы возникает из-за неодинакового распространения атмосферного давления, что обусловлено разделением планеты на сушу и водоемы, а также неравномерным доступом к ультрафиолету. Интенсивность солнечных лучей определяется не только географическими особенностями, но и близостью океана, частотой осадков.

Климат стоит отличать от погоды, которая представляет собой состояние окружающей среды в текущий момент. Однако характеристики погоды часто являются объектом изучения климатологии или даже важнейшими факторами в изменении климата Земли.  В развитии земного климата, а также погодных условий особую роль играет уровень тепла. Также на климат влияют морские течения и особенности рельефа, в частности – близость горных массивов. Не меньшая роль принадлежит господствующим ветрам: теплым или холодным.

В изучении климата Земли тщательное внимание уделяется таким метеорологическим явлениям, как атмосферное давление, относительная влажность, параметры ветра, температурные показатели, осадки. Также стараются учитывать в составлении общей планетарной картины солнечную радиацию.

Климатообразующие факторы

1. Астрономические факторы: яркость Солнца, соотношение Солнца и Земли, особенности орбит, плотность материи в космосе. Эти факторы влияют на уровень солнечной радиации нашей планеты, суточные изменения погоды, распространение тепла между полушариями.
2. Географические факторы: вес и параметры Земли, сила тяжести, компоненты воздуха, масса атмосферы, течения в океане, характер земного рельефа, уровень моря и т.д. Данные особенности определяют уровень получаемого тепла в соответствии с погодным сезоном, континентом и полушарием земли.

Промышленная революция привела к включению в список климатообразующих факторов активной человеческой деятельности. Тем не менее, на все характеристики климата Земли в большей степени влияет энергия Солнца и угол падения ультрафиолетовых лучей.

Типы климата Земли

Существует множество классификаций климатических поясов планеты. Различные исследователи берут за основу разделения, как отдельные характеристики, так и общую циркуляцию атмосферы или географическую составляющую. Чаще всего основанием для выделения отдельного типа климата становится солярный климат – приток солнечного излучения. Также важна близость водоемов и соотношение суши с морем.

Самая простая классификация выделяет 4 базовых пояса в каждом земном полушарии:

• экваториальный;
• тропический;
• умеренный;
• полярный.

Между основными зонами существуют переходные участки. Они носят такие же названия, но с приставкой «суб».  Первые два климата вместе с переходами можно назвать жаркими. В экваториальном при этом много осадков. Умеренный климат имеет более явные сезонные отличия, особенно в случае с температурой. Что касается холодного климатического пояса, то это самые суровые условия, вызванные отсутствием солнечного тепла и водяного пара.

Данное разделение учитывает атмосферную циркуляцию. По преобладанию воздушных масс проще же делить климат на океанический, материковый, а также климат восточных или западных берегов. Некоторые исследователи определяют континентальный, морской и муссонный климат дополнительно. Нередко в климатологии встречаются описания горного, аридного, нивального и гумидного климатов.

Озоновый слой

Под этим понятием подразумевают слой стратосферы с повышенным уровнем озона, который формируется из-за влияния солнечного света на молекулярный кислород. Благодаря поглощению ультрафиолета атмосферным озоном обеспечивается защита живого мира от сгорания и повсеместных раковых заболеваний. Без озонового слоя, появившегося 500 млн. лет назад, первые организмы не смогли бы выйти из воды.

Со второй половины XX века принято говорить о проблеме «озоновой дыры» – местном уменьшении концентрации озона в атмосфере. Основной фактор такого изменения имеет антропогенную природу. Озоновая дыра может привести к повышению смертности живых организмов.

Глобальные изменения климата Земли

(Повышение средней температуры воздуха за последнее столетие, начиная с 1900-х годов)

Масштабные трансформации климата некоторые ученые рассматривают как естественный процесс. Другие же считают, что это предвестие глобальной катастрофы. Под подобными изменениями подразумевают сильный прогрев воздушных масс, повышение уровня засушливости и смягчение зим. Также речь идет о частых ураганах, тайфунах, наводнениях и засухах. Причиной изменения климата является нестабильность Солнца, что ведет к магнитным бурям. Также играют свою роль изменения земной орбиты, очертаний океанов и материков, извержения вулканов. Парниковый эффект также часто связывают с губительной деятельностью человека, а именно: загрязнением атмосферы, уничтожением лесов, распахиванием суши, сжиганием топлива.

Глобальное потепление климата

(Изменение климата в сторону потепления за вторую половину XX века)

Повышение средней температуры Земли регистрируется со второй половины XX века. Ученые считают, что причиной этого является высокий уровень парниковых газов из-за человеческой активности. Последствием повышения глобальной температуры становится изменение осадков, рост пустынь, учащение экстремальных погодных явлений, вымирание некоторых биологических видов, повышение уровня моря. Хуже всего то, что в Арктике это приводит к уменьшению ледников. Всё вместе это способно радикально изменить среду обитания разных животных и растений, сдвинуть границы природных зон и вызвать серьезные проблемы с сельским хозяйством и иммунитетом человека.

xn----8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai

Реферат Современные проблемы климата земли

Министерство образования и науки РФ

Амурский Государственный Университет

(ГОУВПО «АмГУ»)

Факультет международных отношений

реферат

на тему: Современные проблемы климата Земли

Исполнитель: студент 2 курса ФМО, 301

группы Корсаков Я.В.

Руководитель: к.ф-м.н. доцент Копылова И.Б.

Благовещенск 2004

Содержание:

Введение. 3

1. История развития климата Земли. 4

2. Парниковый эффект и глобальное потепление. 11

3. Озоновые дыры. 16

Заключение. 21

Список использованной литературы. 22

Введение.

Изменение окружающей среды происходит не только в результате антропогенного воздействия, но и под влиянием естественных причин. Это относится прежде всего к климату. Колебания климата и его природная изменчивость всегда оказывали существенное влияние на развитее жизни на Земле, а в последние тысячелетия и на развитие цивилизации. Во второй половине XX века стало очевидно, что в за счёт антропогенного и естественного воздействий общая климатическая ситуация изменяется гораздо быстрее, чем в прежние времена. Это обстоятельство заставило многих учёных всего мира направить усилия на исследование природы климатических изменений и их воздействия на биосферу и общество.

Рассматривая проблемы глобального изменения климата, истощения озонового слоя в атмосфере Земли, предлагаемые меры по сокращению эмиссии парниковых и озоноразрушающих газов, следует проанализировать возможное соотношение естественных и искусственных причин тревожащих человечество отклонений от признаваемого им оптимума состояния окружающей среды, а также наметить основные пути выхода из климатического кризиса.

1. История развития климата Земли.

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 назад.

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 метра, 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.

В следующих геологических эпохах наблюдалось значительное изменение климата Земли. Например, в триасовом периоде мезозойской эры климат был резкий и сухой, но достаточно теплый, в результате чего большое развитие получили пустыни. В дальнейшем, вовремя юрского и мелового периода климат значительно потеплел, увлажнился и стал более ровным. Ледники практически исчезли, тропические леса покрывали многочисленные пространства на континентах.

Климат в начале третичного периода кайнозоя был ровный, теплый и влажный. Пальмы и древовидные папоротники в большом количестве росли на всех северных материках. Вечнозеленые субтропические деревья составляли главную массу палеоценовых лесов. Значительно реже встречались предки наших деревьев с опадающей листвой.

Климат в эоценовой эпохе третичного периода был теплый. Вееролистные и финиковые пальмы по-прежнему широко росли по северным материкам, которые были покрыты вечнозелеными лесами.

В олигоцене климатические условия оставались умеренным и влажным, но по сравнению с климатом эоцена приобрёли более сухие и прохладные черты. Пальмы росли на северных материках не так обильно, но по-прежнему здесь еще господствовали вечнозеленые леса. Среди них стало больше хвойных и лиственных деревьев, периодически сбрасывающих листву.

В конце третичного периода климат становился все более холодным. В миоценовое время в Европе уже исчезли пальмы. Их сменили хвойные и лиственные деревья с опадающей листвой. В связи с похолоданием климата в миоценовую эпоху усиленно развивались травянистые растения и степи получили весьма широкое распространение.

Четвертичный, или антропогеновый, период – последний и самый короткий период в истории Земли – начался лишь около 1,65 млн. лет назад. Геологи подразделяют четвертичную систему на два отдела: плейстоцен и голоцен, последний охватывает последние 10 тыс. лет и поэтому нередко называется современным временем.

В течении непродолжительного четвертичного периода не было значительных перемещений континентов. Однако изменения климата были огромными. От предыдущих геологических эпох антропоген отличается сильным похолоданием климата, наложившим свой отпечаток как на рельеф местности, так и на биологические формы. Процесс похолодания, начавшийся еще в конце третичного периода, продолжался в антропогене с повышенной интенсивностью, достигнув здесь своего максимума. По мере понижения температуры на возвышенных местах образовывались снежники и ледники, не успевавшие растаять летом. Под собственной тяжестью они сползали с гор в долины, и со временем обширные зоны северного и южного полушария оказались подо льдом. Ледники поползли с севера на юг, покрыв льдами Канаду, северную половину Европы и большую часть Северной Азии.

В некоторые моменты ледяная кора покрывала свыше 45 млн. квадратных километров, что составляло до 26% всей суши, в то время как площадь современного оледенения равна около 16 млн. км2, или 11% суши. В Европе оледенение доходило до Южной Англии, Голландии, Гарца и Карпат, в Средней России до долин Дона и Днепра (44 сев. широты). В Северной Америке ледяные поля простирались до 40 северной широты, где ныне находятся города Сент-Луис и Филадельфия. Хотя четвертичный период в целом и был более холодным, чем предшествующие геологические эпохи, тем не менее и в нем периоды оледенения чередовались с межледниковыми периодами, когда льды отступали и на земле временно воцарялся умеренный климат. За последний миллион лет было не менее шести ледниковых и межледниковых периодов. Похолодание привело к образованию четко обособленных климатических зон, или поясов (арктического, умеренного и тропического), проходящих через все континенты. Границы отдельных зон были подвижными и зависели от продвижения к югу или отступления ледников, поэтому территория современного умеренного пояса не раз на время становилась Арктикой.

С четвертичным периодом связаны четыре больших оледенения. Им дали следующие названия: гюнцское, миндельское, рисское и вюрмское. Продолжительность ледникового периода, по современным данным, составляет около 200 тыс. лет, а послеледникового – 20 тыс. лет.

Современный 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.

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.

Последний интервал, во время которого мы живем, носит название голоцена. Это отрезок времени с начала нынешнего межледниковья, начавшегося 10 тыс. лет назад и продолжающегося по сей день. 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 Раджастане в Индии.

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 (норманнских), в отличие от периода Великих географических открытий XV и XVI вв.

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.

На Руси начало второго тысячелетия нашей эры ознаменовалось резким ухудшением климатических условий. Начался период страшных гроз, великих засух, суровых зим.

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.

В XX веке интенсивными темпами начался рост среднегодовой температуры.

С 1901 по 2000 год средняя годовая глобальная температура приземного воздуха возросла на 0,6 ± 0,2°С, однако во времени этот процесс протекал неравномерно. Специалисты выделяют три периода аномальных изменений температуры: потепление 1910—1945 годов, небольшое относительное похолодание 1946—1975 годов и наиболее интенсивное потепление, начавшееся в 1976 году. Самым теплым десятилетием были 1990-е годы, а самым теплым годом — 1998-й. Правда, не лишним будет подчеркнуть, что потепление идет только в тропосфере, то есть в пределах нескольких километров от поверхности земли, а в верхних слоях атмосферы температура снижается. /3, стр. 56/

Что же происходило с климатом России во второй половине XX века? Общая тенденция та же, что и на планете в целом, — повышение средней годовой температуры воздуха. Наиболее интенсивный положительный тренд был отмечен в Прибайкалье — Забайкалье (3,5°С за 100 лет). Биологи отмечают, что такие изменения уже отразились на уникальной экосистеме Байкала: увеличилась общая масса планктона, появились водоросли более теплолюбивых видов. Потеплело также в Приамурье — Приморье и в Средней Сибири. Крупные положительные аномалии температуры сохранялись в этих регионах в течение последних 11—12

лет. Средняя температура по территории России была максимальной в 1995 году (отклонение от нормы — 1,9°С). '

Изменение климата — процесс неоднородный. В целом по России потепление более заметно зимой и весной (тренд составил соответственно 4,7 и 2,9°С за 100 лет), в теплое время года рост температуры слабее. Кроме того, районы потепления чередуются с районами заметного похолодания.

2. Парниковый эффект и глобальное потепление.

Идею о разогреве земной атмосферы парниковыми газами в конце XIX века впервые высказал шведский учёный Сванте Аррениус. Тогда же возникла классическая теория парникового эффекта, утверждающая, что в связи с развитием промышленного производства увеличивается выделение углекислоты в атмосферу, и на Земле создаётся гигантская теплица. Увеличение среднегодовой температуры вызывает таяние льдов, и как следствие повышение уровня мирового океана, затопления низменных прибрежных территорий, а также экстремализацию климата и исчезновение многих видов животных и растений. /13, стр. 40/

Поскольку проблема глобального потепления является актуальной и информативной, ей выделена значительная часть данного реферата.

В современной отечественно и зарубежной науке существует множество часто взаимоисключающих и противоречащих друг другу теорий. Многие учёные рассматривают проблему глобального потепления традиционно, выделяя причиной концентрацию парниковых газов в атмосфере из-за антропогенного воздействия на природу. Но существуют также точки зрения с точностью да наоборот утверждающие, что глобальное потепление процесс естественный и вызван вовсе не чрезмерным объёмом углекислоты в атмосфере.

В реферате рассматриваются две теории глобального потепления климата:

1) антропогенно-естественная теория роста температуры в геометрической прогрессии (А. Карнаухов)

2) теория зависимости климата от альбедо Земли (В. Найдёнов, В Швейкина)

Наиболее радикальной является теория, разработанная физиком-теоретиком Института биофизики клетки РАН Алексеем Карнауховым.

В XIX веке средняя температура на Земле повысилась на 0,2°С, в XX – примерно на 1°С. Отчет комиссии ООН по проблеме изменения климата утверждает, что к концу этого века температура на планете повысится на 5,8°С, что почти в два раза превышает цифру, рассчитанную пять лет назад. Таким образом, температура растёт в геометрической прогрессии, увеличиваясь за столетие в 5 раз. Совсем несложно оценить, она сколько она повысится через двести или триста лет.

А. Карнаухов считают, что главной причиной глобального потепления является загрязнение атмосферы промышленными парниковыми газами. Он утверждает, что смог построить сравнительно простую, но вместе с тем строгую аналитическую модель парникового эффекта, позволяющую рассчитывать изменение основных климатических параметров на несколько сотен лет вперед. Согласно этой модели, при сохранении нынешних тенденций развития мировой энергетики (когда техногенный выброс углекислого газа удваивается каждые 50 лет) среднепланетарная температура будет расти в геометрической прогрессии примерно до 2250 года — к этому времени на Земле потеплеет примерно на 50°С. Дальше температура атмосферы будет увеличиваться линейно и в 2350 году достигнет значения 100°С. А 150°С рубеж будет преодолен только в 2450 году. /4, стр. 32/

А. Карнаухов предполагает, что радикальное изменение климата может наступить ещё раньше, если к техногенному выбросу углекислоты добавится выброс СО2, из природных источников, например, из Мирового океана. В Мировом океане сегодня растворено углекислого газа в 60 раз больше, чем его содержится в атмосфере. Но из-за повышения температуры морской воды неизбежно будет снижаться растворимость углекислоты, и излишек станет бурно выделяться в атмосферу, что вызовет дополнительное потепление климата.

Изначально климатическая система Земли была стабильна из-за компенсации положительных обратных связей отрицательными. Данную схему легко разобрать на примере биоценозов болот и тропических морей. Рост среднепланетарной температуры вызывал увлажнение климата, что приводило к увеличениб площади болот и связыванию атмосферной углекислоты в результате образования торфа. Следовательно, концентрация углекислого газа падала, а температура уменьшалась.

Но сегодня данная отрицательная связь не работает из-за сокращения более чем на половину площади болот в результате антропогенного воздействия. Также существуют гипотезы, что к 2100 году погибнут коралловые рифы из-за всё того же потепления. /4, стр. 33/

Роль лесов в долговременном извлечении углекислого газа из атмосферы крайне мала, и они не смогут компенсировать интенсивное выделение углекислоты.

Но даже если люди откажутся от промышленного производства и автомобилей, то через двести лет углекислый газ из океанов всё равно сделают Землю непригодной для жизни.

В целом, теория А. Карнаухова весьма пессимистическая. Автор теории считает, что для стабилизации климата Земли необходимо реализовать крупные технологические проекты, однако не уточняет, в чём эти проекты заключатся.

Следующей теорией является разработка физика В. Найдёнова и географа В.Швейкиной. Они предлагают новую концепцию глобального потепления климата, в которой главную роль играет возрастающая сейчас влажность суши.

Последние 10 – 15 лет оказались самым теплым и влажным периодом не только в минувшем столетии, но и тысячелетии. Современные исследования убедительно доказывают, что воды в жидкой фазе на Земле становится больше.

Модель глобального климата Земли В. Найдёнова и В. Швейкиной, содержит три переменные: температуру приземного слоя атмосферы, влагозапас суши и речной сток в Мировой океан. Модель состоит из трех нелинейных уравнений: двух - динамики теплового и водного баланса Земли и еще одного – динамики глобального речного стока в Мировой океан. Предположение, что количество воды на планете постоянно, позволило исключить из модели водный баланс океана.

Говоря о тепловом балансе Земли, давно доказано, что значительную часть получаемой от Солнца энергии планета отражает обратно в космическое пространство – иначе Земля давно бы сгорела. Эта отраженная энергия — сильно меняющаяся величина, так как зависит от состояния поверхности Земли. Общая масса льда и снега на суше и облаков в небе, площадь океана, степень увлажненности суши и характер ее растительности — все это влияет на величину

уходящей в космос солнечной энергии.

Решение проблемы климата, на взгляд В. Найдёнова и В. Швейкиной, заключается в разгадке механизма отражательной способности земной поверхности, которая характеризуется величиной альбедо – отношением величины отраженной энергии к падающей.

Наша планета устроена так, что из всех природных веществ вода имеет максимальную теплоемкость и наибольшую способность к поглощению солнечной энергии. Таким образом, альбедо суши – один из важнейших параметров климатической системы Земли, показывающий, какое количество солнечной энергии поглощает её поверхность. Эта величина существенно зависит от типа почвы, ее цвета и структуры, влажности и растительного покрова.

Можно примерно оценить, как влияет альбедо суши на тепловой баланс планеты и её глобальную температуру. Например, влажность почвенного покрова Земли увеличится на 0,1 метра. Тогда альбедо уменьшится на 0,01 – 0,12, что приведёт к росту глобальной температуры на 2,3 – 4,6°С.

Однако влагозапас суши можно определить из уравнения глобального водного баланса Земли, входящего в модель. Таким образом. сильная зависимость альбедо суши от ее влагозапасов делает тепловой баланс Земли незамкнутым и приводит к необходимости рассматривать водный баланс. (второе уравнение модели). Он же, в свою очередь, зависит от динамики речного стока в Мировой океан, и следовательно, для описания этого процесса необходимо третье уравнение предложенной модели. В основе его лежит закон изменения энергии.

Состоящая из трех указанных уравнений, эта простейшая модель климата принадлежит к классу нелинейных динамических систем. Её решения являются сложными и неустойчивыми из-за того, что скорость накопления влагозапасов суши превышает скорость их стока в океан, что приводит к увлажнённости суши.

Далее реализуется положительная обратная связь, что ведёт к неустойчивости климата. По существу это означает: наша планета либо постоянно переохлаждается, либо перегревается.

В настоящее время наблюдается уменьшение альбедо Земли за счёт переувлажнения суши, и увеличения объёма СО2 в атмосфере, поэтому угроза глобального потепления реальна. Но она является следствием естественных природных процессов, а не антропогенного воздействия и абсолютно закономерна, поэтому всякие ограничения промышленных выбросов углекислого газа едва ли приведут к заметному снижению глобальны температур воздуха.

3. Озоновые дыры.

В 1985 г. специалисты по исследованию атмосферы из Британской Антарктической Службы сообщили о совершенно неожиданном факте: весеннее содержание озона в атмосфере над станцией Халли-Бей в Антарктиде уменьшилось за период с 1977 по 1984 г. на 40%. Вскоре этот вывод подтвердили другие исследователи, показавшие также, что область пониженного содержания озона простирается за пределы Антарктиды и по высоте охватывает слой от 12 до 24 км, т.е. значительную часть нижней стратосферы. В начале 80-х по измерениям со спутника «Нимбус-7» аналогичная дыра была обнаружена и в Арктике, правда она охватывала значительно меньшую площадь и падение уровня озона в ней было не так велико - около 9%. В среднем по Земле с 1979 по 2000 г. содержание озона упало на 8%.

Это открытие обеспокоило как ученых, так и широкую общественность, поскольку из него следовало, что слой озона, окружающий нашу планету, находится в большей опасности, чем считалось ранее. Утончение этого слоя может привести к серьезным последствиям для человечества. Содержание озона в атмосфере менее 0,0001%, однако именно озон полностью поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение солнца. Падение концентрации озона на 1% приводит в среднем к увеличению интенсивности жесткого ультрафиолета у поверхности земли на 2%.

По своему воздействию на живые организмы жесткий ультрафиолет близок к ионизирующим излучениям, однако, из-за большой длины волны он не способен проникать глубоко в ткани, и поэтому поражает только поверхностные органы. Жесткий ультрафиолет обладает достаточной энергией для разрушения ДНК и других органических молекул, что может вызвать рак кожи, в особенности быстротекущую злокачественную меланому, катаракту и иммунную недостаточность

В мае 1985 года британские ученые объявили о резком сокращении концентраций озона в стратосфере над Антарктикой каждой весной южного полушария. Это явление получило название «озоновой дыры».

Существуют объективные причины, по которым «дыры» в первую очередь образуются над Антарктикой. Бром и хлор, несущие главную ответственность за разрушение озона, в среднем равномерно распределены в атмосфере Земли. Однако в Антарктике условия таковы, что эти вещества, вступая в химические реакции, способны уничтожить больше озона, чем в районах с более теплым климатом.

Маршруты движения антарктических циркумполярных ветров строго ограничены полярным регионом. В дополнение к этому антарктическая атмосфера долгие месяцы остается в темноте (в течение полярной ночи), при этом значительно охлаждаясь. С падением температуры атмосферы в стратосфере начинают образовываться ледяные облака.

Когда в августе первые лучи Солнца начинают проникать в стратосферу, то в ней начинают происходить химические реакции, отличающихся от реакций в стратосфере умеренных широт.

По данным, приведенным в отчете Межправительственной группы экспертов по проблемам изменениям климата за 1992 год, в весенний период в стратосфере Антарктики отмечается падение концентраций озона более чем на 90 процентов. Данные американского спутника Нимбус-7 показали, что площадь поверхности озоновой дыры, по грубым подсчетам, соизмерима с площадью Западной Европы или континентальной части США.

С момента открытия фреонов в 30-40-х годах все говорило о том, что они слишком уж хороши для того, чтобы в них не таилась какая-нибудь опасность. Фреоны или хлофторуглеоды сравнительно недороги, высокоэффективны, стабильны в атмосфере и нетоксичны для человека. Эти свойства способствовали широкому распространению фреонов в различных областях современного производства. Производители электроники, например, стали использовать их в начале 80-х годов в качестве промывочных растворов. Это позволило им снять проблему загрязнения грунтовых вод, связанную с использованием в производстве метилхлорида и трихлорэтилена. Для различных областей производства хлорфторуглероды стали главным сырьем из-за своей стойкости к воздействию внешних факторов.

Проблема, конечно же, заключается в «ахиллесовой пяте» фреонов. Когда хлорфторуглероды попадают в атмосферу, они начинают мигрировать в стратосферу, где более интенсивное солнечное излучение воздействует на них и в результате реакции выделяется хлор. Этот хлор действует как катализатор, постоянно вступая в реакцию с молекулами озона с образованием молекул кислорода (О2) и молекул оксида хлора (ClO2). Молекулы оксида хлора затем вступают в реакцию с атомарным кислородом, с образованием молекул кислорода и свободных атомов хлора. И все начинается сначала. Посредством этого повторяющегося процесса одна молекула хлора может разрушить тысячи молекул озона, прежде чем сама будет нейтрализована. Это свойство фреонов и выделяемого ими хлора делает хлорфторуглероды очень опасными для озонового слоя стратосферы. Хотя следует отметить, что не все фреоны и не все растворители имеют одинаковый озоноразрушающий потенциал.

1974 г. М. Молина и Ф. Роуленд из Калифорнийского университета в Ирвине показали, что хлорфторуглероды могут вызывать разрушение озона. Начиная с этого времени так называемая фреоновая проблема стала одной из основных в исследованиях по загрязнению атмосферы. Хлорфторуглероды уже более 60 лет используются как хладагенты в холодильниках и кондиционерах, пропелленты для аэрозольных смесей, пенообразующие агенты в огнетушителях, очистители для электронных приборов, при химической чистке одежды, при производстве пенопластиков.

Под давлением этих аргументов многие страны начали принимать меры направленные на сокращение производства и использования фреонов. С 1978 г. в США было запрещено использование фреонов в аэрозолях. К сожалению, использование хлорфтор углеродов в других областях ограничено не было. В сентябре 1987 г. 23 ведущих страны мира подписали в Монреале конвенцию, обязывающую их снизить потребление фреонов. Согласно достигнутой договоренности развитые страны должны к 1999 г. снизить потребление флорфторуглеродов до половины уровня 1986 г. Для использования в качестве пропеллента в аэрозолях уже найден неплохой заменитель – пропан-бутановая смесь. По физическим параметрам она практически не уступает фреонам, но, в отличие от них, огнеопасна. Тем не менее такие аэрозоли уже производятся во многих странах, в том числе и в России. Сложнее обстоит дело с холодильными установками - вторым по величине потребителем фреонов.

Использование фреонов продолжается и пока далеко даже до стабилизации уровня ХФУ в атмосфере. Так, по данным сети Глобального мониторинга изменений климата, в фоновых условиях - на берегах Тихого и Атлантического океанов и на островах, вдали от промышленных и густонаселенных районов - концентрация фреонов -11 и -12 в настоящее время растет со скоростью 5-9% в год. Содержание в стратосфере фотохимически активных соединений хлора в настоящее время в 2-3 раза выше по сравнению с уровнем 50-х годов, до начала быстрого производства фреонов.

Прогнозы по разрушению озонового слоя в XXI веке крайне пессимистичны. В середине 1990-ых г.г. появились гипотезы о большой роли долгопериодных вариаций океана и атмосферы в изменениях озонового слоя. В дальнейшем эти гипотезы были доказаны, и сейчас стало ясно, что антропогенные воздействия не являются единственной причиной изменения атмосферного озона. Об этом свидетельствуют увеличение стратосферного озона в некоторых географических районах, в частности над многострадальной Антарктикой /6, стр. 28/ сильные связи вариаций озона, циркуляции стратосферы и температуры океанов, что никаким образом не может быть объяснено лишь влиянием антропогенных факторов.

Долгопериодные естественные изменения Мирового океана привели к возникновению таких термодинамических условия в атмосфере, что стало возможно химическое разрушение озонового слоя.

Оценки относительной роли антропогенных факторов и естественных факторов показали, что около 50% наблюдаемого уменьшения содержания озона над Московским регионом связано с антропогенными воздействиями, остальные связаны с естественными причинами.

Заключение.

Конец ХХ века принес с собой изменение климата в масштабах всей планеты. Повысилась температура воздуха у поверхности суши, потеплела вода в океанах, а вслед затем участились бури, наводнения, засухи. Метеорологи вовремя обратили внимание на тревожную тенденцию, и в 1976 году Всемирная метеорологическая организация сделала первое заявление об угрозе глобальному климату, а в 1979-м учредила Всемирную климатическую программу (ВКП). С этого времени начались активные исследования колебаний климата, появились модели, объясняющие данное явление не только естественными причинами, но и деятельностью человека.

Одной из наиболее определяющих современную жизнь климатических проблем является парниковый эффект и глобальное потепление. Но в научных кругах нет единства по поводу этого вопроса, так как существуют десятки противоречащих друг другу теорий и концепций, объясняющих происхождение глобального потепления с абсолютно разных позиций. Соответственно, не могут быть выработаны чёткие планы по преодолению парникового эффекта.

Не менее важной проблемой является разрушение озонового слоя Земли. Без озоновой защиты жизнь на Земле будет невозможна, но и в этой области за последние годы было открыто много нового, в частности что разрушение озонового слоя происходит естественным образом из-за океанических и атмосферных процессов. Восстановление озонового слоя искусственным методом пока находится в ряде фантастических проектов.

Хочется верить, что в будущем более разумное человечество будет бережно относиться к родной планете, промышленность выйдет на качественно новый уровень, а новые научные разработки позволят реализовать планы по преодолению экологического кризиса на Земле.вать планы по преодолениюое человечество будет бережно относиться к родной планете, что ного новогософере, что

Список использованной литературы:

1. Голицын Г.С. Климат на протяжении 4 млрд. лет / Г.С. Голицын // Вестник РАН. – 1997. – № 2. – С. 105-109.

2. Голубчиков С.С. Глобальное изменение климата / С.С. Голубчиков // Энергия. – 2004. – № 8. – С. 52-57.

3. Груза Г. Климат России: потепление продолжается / Г. Груза, Э. Ранькова // Наука и жизнь. – 2003. – № 11. – С. 50-61.

4. Дмитрук М. От парника до ледника / М. Дмитрук // Свет. – 2001. - № 7. – С. 32-35.

5. Ершов Э.Д. Деградация мерзлоты при возможном глобальном потеплении климата / Э.Д. Ершов // Соросовский образовательный журнал. – 1997. - № 2. – C. 70-74.

6. Жадин Е.А. Озоновая дыра в Антарктике начинает исчезать? / Е.А. Жадин // Энергия и промышленность России. – 2002. - № 12. – С. 27-29.

7. Жадин. Е.А. Являются ли фреоны единственной причиной изменения озонового слоя земли? / Е.А. Жадин // Экология и промышленность России. – 2000. – № 11. – С. 30-31.

8. Зубаков В.А. Климат в истории биосферы / В.А. Зубаков // Вестник РАН. – 2001. – № 2. - С. 130-138.

9. Клименко В.В. Энергия, природа, климат. /В.В. Клименко. – М.: изд-во МЭИ. – 1997. – 214с.

10. Копылов И.П. Вращение Земли, климат и… (одна из версий потепления) / И.П. Копылов // Энергия. – 1993. - № 8. – С. 10-16.

11. Найдёнов В.И. Вода же усиливалась и умножалась на Земле… / В.И. Найдёнов, В.И. Швейкина // Наука в России. – 2000. – № 5. – С. 44-49.

12. Петрукович А. М. Прогноз погоды XXI века: ожидаются магнитные облака и электронные осадки / А.М. Петрукович // Наука и жизнь. – 2002. - № 5. – С. 3-8.

13. Сорохтин О.Г. Парниковые газы в атмосфере не вызывают потепление климата / О.Г. Сорохтин // Наука в России. – 2001. - № 4. – С. 41-47.

14. Шполянская Н. Большой климатический спор / Н. Шполянская // Знание – сила. – 2002. - № 7. – С. 52-62.

nreferat.ru

Климат Земли — реферат

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Марийский государственный  технический университет 

Кафедра химии и соц. наук    

РЕФЕРАТ 

по  дисциплине: Концепции  современного естествознания 

на  тему: Климат Земли   

Йошкар-Ола

2008 

Содержание 

Введение…………………………………………………………………………3

1. Климатообразующие факторы……………………………………………..4

2. Основные  типы климата. Мезо- и микроклиматы………………………...9

3. Влияние  климата на биоту……………………………………………….......20

4. Экстремальные  климатические показатели. Изменение  климата…………24     

5. Список  использованной литературы………………………………………..28      

Введение  

     КЛИМАТ, многолетний режим погоды на данной территории. Погоду в любой момент времени характеризуют определенные комбинации температуры, влажности, направления и скорости ветра. В некоторых типах климата погода существенно меняется каждый день или по сезонам, в других – остается неизменной. Климатические описания основываются на статистическом анализе средних и экстремальных метеорологических характеристик. Как фактор природной среды климат влияет на географическое распределение растительности, почв и водных ресурсов и, следовательно, на землепользование и экономику. Климат также оказывает воздействие на условия жизни и здоровье человека.

     Климатология  – наука о климате, изучающая  причины формирования разных типов  климата, их географическое размещение и взаимосвязи климата и других природных явлений. Климатология тесно связана с метеорологией – разделом физики, изучающим краткосрочные состояния атмосферы, т.е. погоду.

     Целью данной работы является:

1. определить климатообразующие факторы;
2. описать основные типы климата;
3. проанализировать влияние климата на биоту;
4. описать процессы изменения климата.

1.   Климатообразующие  факторы.

     Распределение суши и моря: вода нагревается и остывает медленнее, чем суша. Поэтому температура воздуха над океанами имеет меньшие суточные и сезонные изменения, чем над материками. В прибрежных районах, где ветры дуют с моря, лето в целом прохладнее, а зима теплее, чем во внутренних областях материков на той же широте. Климат таких наветренных побережий называется морским. Внутренние районы материков в умеренных широтах характеризуются значительными различиями летних и зимних температур. В таких случаях говорят о континентальном климате.

     Акватории являются основным источником атмосферной влаги. Когда ветры дуют с теплых океанов на сушу, там выпадает много осадков. На наветренных побережьях обычно выше относительная влажность и облачность и больше дней с туманами, чем во внутренних регионах.

     Циркуляция  атмосферы: характер барического поля и вращение Земли обусловливают общую циркуляцию атмосферы, благодаря которой тепло и влага постоянно перераспределяются по земной поверхности. Ветры дуют из областей высокого давления в области низкого давления. Высокое давление связано обычно с холодным, плотным воздухом, тогда как низкое – с теплым и менее плотным. Вращение Земли заставляет воздушные потоки отклоняться вправо в Северном полушарии и влево – в Южном. Такое отклонение носит название «эффект Кориолиса».

     Как в Северном, так и в Южном полушарии в приземных слоях атмосферы насчитываются по три главных зоны ветров. Во внутритропической зоне конвергенции у экватора северо-восточный пассат сближается с юго-восточным. Пассатные ветры зарождаются в субтропических областях высокого давления, наиболее развитых над океанами. Потоки воздуха, двигаясь по направлению к полюсам и отклоняясь под воздействием силы Кориолиса, формируют преобладающий западный перенос. В области полярных фронтов умеренных широт западный перенос встречается с холодным воздухом высоких широт, образуя зону барических систем с низким давлением в центре (циклонов), движущихся с запада на восток. Хотя воздушные течения в полярных областях выражены не столь ярко, иногда выделяют полярный восточный перенос. Эти ветры дуют главным образом с северо-востока в Северном полушарии и с юго-востока – в Южном. Массы холодного воздуха часто проникают в умеренные широты.

     Ветры в областях схождения воздушных  течений образуют восходящие потоки воздуха, который охлаждается с  высотой. При этом возможно образование облаков, часто сопровождаемое выпадением осадков. Поэтому во внутритропической зоне конвергенции и фронтальных зонах в поясе преобладающего западного переноса выпадает много осадков.

     Ветры, дующие в более высоких слоях  атмосферы, замыкают систему циркуляции в обоих полушариях. Воздух, поднимающийся вверх в зонах конвергенции, устремляется в области высокого давления и там опускается. При этом с увеличением давления он нагревается, что приводит к формированию сухого климата, особенно на суше. Такие нисходящие потоки воздуха определяют климат Сахары, расположенной в субтропическом поясе высокого давления в Северной Африке.

     Сезонные  изменения прогревания и охлаждения обусловливают сезонные перемещения  главных барических образований  и систем ветров. Зоны ветров летом сдвигаются по направлению к полюсам, что приводит к сменам погодных условий на данной широте. Так, для африканских саванн, покрытых травянистой растительностью с редко растущими деревьями, характерны дождливое лето (благодаря влиянию внутритропической зоны конвергенции) и сухая зима, когда на эту территорию смещается область высокого давления с нисходящими потоками воздуха.

     На  сезонные изменения общей циркуляции атмосферы влияет также распределение  суши и моря. Летом, когда Азиатский материк прогревается и над ним устанавливается область более низкого давления, чем над окружающими океанами, прибрежные южные и юго-восточные районы испытывают воздействие влажных воздушных потоков, направленных с моря на сушу и приносящих обильные дожди. Зимой воздух стекает с холодной поверхности материка на океаны, и дождей выпадает гораздо меньше. Такие ветры, изменяющие направление на противоположное в зависимости от сезона, называются муссонами.

Океанические  течения: океанические течения формируются под воздействием приповерхностных ветров и различий в плотности воды, обусловленных изменениями ее солености и температуры. На направление течений влияют сила Кориолиса, форма морских бассейнов и очертания берегов. В целом циркуляция океанических течений сходна с распределением воздушных потоков над океанами и происходит по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки – в Южном.

     Пересекая направляющиеся к полюсам теплые течения, воздух становится более теплым и влажным и оказывает соответствующее воздействие на климат. Направляющиеся к экватору океанические течения несут прохладные воды. Проходя вдоль западных окраин материков, они понижают температуру и влагоемкость воздуха, и, соответственно, климат под их воздействием становится более прохладным и сухим. Благодаря конденсации влаги вблизи холодной поверхности моря в таких районах часто возникают туманы.

     Рельеф  земной поверхности: крупные формы рельефа оказывают существенное влияние на климат, который меняется в зависимости от высоты местности и при взаимодействии воздушных потоков с орографическими препятствиями. Температура воздуха с высотой обычно понижается, что приводит к формированию в горах и на плато более прохладного климата, чем на сопредельных низменностях. Кроме того, возвышенности и горы образуют препятствия, вынуждающие воздух подниматься вверх и расширяться. По мере расширения он охлаждается. Такое охлаждение, называемое адиабатическим, часто приводит к конденсации влаги и формированию облаков и осадков. Б льшая часть осадков, обусловленных барьерным эффектом гор, выпадает на их наветренной стороне, а подветренная сторона остается в «дождевой тени». Воздух, опускающийся на подветренных склонах, при сжатии нагревается, образуя теплый сухой ветер, известный под названием «фен».  

     В климатических обзорах Земли  целесообразно рассматривать широтные зоны. Распределение климатических  поясов в Северном и Южном полушариях симметрично. К северу и югу от экватора расположены тропическая, субтропическая, умеренная, субполярная и полярная зоны. Также симметричны барические поля и зоны преобладающих ветров. Следовательно, большую часть типов климата одного полушария можно найти на аналогичных широтах в другом полушарии.

2. Основные  типы климата. Мезо- и микроклиматы.

     Классификация климатов дает упорядоченную систему  для характеристики типов климата, их районирования и картографирования. Типы климата, преобладающие на обширных территориях, называются макроклиматами. Макроклиматический район должен иметь более или менее однородные климатические условия, отличающие его от других районов, хотя и представляющие собой лишь обобщенную характеристику (поскольку не существует двух мест с идентичным климатом), больше отвечающую реалиям, чем выделение климатических районов только на основе принадлежности к определенному широтно-географическому поясу.

     Климат ледниковых покровов господствует в Гренландии и Антарктиде, где средние месячные температуры ниже 0° C. В темное зимнее время года эти регионы совершенно не получают солнечной радиации, хотя там бывают сумерки и полярные сияния. Даже летом солнечные лучи падают на земную поверхность под небольшим углом, что снижает эффективность прогрева. Б льшая часть приходящей солнечной радиации отражается льдом. Как летом, так и зимой в возвышенных районах Антарктического ледникового покрова преобладают низкие температуры. Климат внутренних районов Антарктиды гораздо холоднее климата Арктики, поскольку южный материк отличается большими размерами и высотами, а Северный Ледовитый океан смягчает климат, несмотря на широкое распространение паковых льдов. Летом во время коротких потеплений дрейфующий лед иногда тает.

     Осадки  на ледниковых покровах выпадают в  виде снега или мелких частичек ледяного тумана. Внутренние районы ежегодно получают всего 50–125 мм осадков, но на побережье может выпадать и более 500 мм. Иногда циклоны приносят в эти районы облачность и снег. Снегопады часто сопровождаются сильными ветрами, которые переносят значительные массы снега, сдувая его со скал. Сильные стоковые ветры с метелями дуют с холодного ледникового щита, вынося снег на побережья.

freepapers.ru

Смотрите также

• 
  Реферат на тему вымершие животные
• 
  Реферат деятельность способ существования людей
• 
  Реферат движение искусственных спутников земли
• 
  Реферат государственное регулирование рыночной экономики
• 
  Реферат византийская империя по истории
• 
  Блюда из макаронных изделий реферат
• 
  А зори здесь тихие реферат
• 
  Реферат по хирургии острый панкреатит
• 
  Реферат на тему физика микромира
• 
  Реферат жизнь и творчество чехова
• 
  Реферат биография лев николаевич толстой