Из за чего меняется климат. Новая эпоха

Признаки беременности после имплантации эмбриона

Климат (от греческого klima, родительный падеж - klimatos) – буквально наклон, подразумевается наклон земной к солнечным лучам. В современном понимании климат - это многолетний режим погоды, свойственный той или иной местности на Земле и являющийся одной из ее географических характеристик. При этом под многолетним режимом поверхности подразумевается совокупность всех условий погоды в данной местности за значительный период времени (несколько десятков лет) и типичная внутригодовая смена этих условий. К середине 20-го века понятие климата, относившееся раньше к условиям земной поверхности, было распространено и на высокие слои атмосферы, а в число климатических показателей вошли параметры элементов теплового баланса Земли: солнечная радиация, радиационный баланс и т.д. Климат стал характеризоваться как статистический ансамбль состояний, проходимых климатической системой: океан – суша – атмосфера за периоды времени в несколько десятилетий. С этой точки зрения, теория изменения климата является статистической динамикой климатической системы. Построение такой теории является чрезвычайно сложной физической задачей. (Теория хаоса динамических систем, эволюционирующих на имеющихся в их фазовых пространствах предельных множествах со сложной структурой – так называемых странных аттракторах ). В общем виде задача вычисления климатической функции (т.е. распределений вероятностей для значений всех параметров, характеризующих климатическую систему, - температуры, давления, вектора скорости ветра, концентрации парниковых газов, аэрозолей и т.д. от пространственных координат и времени) при современном уровне вычислительной техники не выполнима. Задачу можно существенно упростить, если ввести понятие о «глобальном климате» - климатической функции, интегрированной по всей земной поверхности. Глобальный климат Земли, в принципе, может характеризоваться всего лишь одним параметром - глобальной температурой (т.е. среднегодовой температурой) приповерхностного слоя воздуха всего земного шара. Изменение глобальной температуры определяется рядом взаимосвязанных астрономических и геофизических явлений. Эта взаимосвязь основана на механике небесных тел и на тепловом равновесии планет в целом и их внешних оболочек - атмосфер. Из всех планет солнечной системы наибольший интерес, естественно, представляет планета Земля, ее глобальный климат и динамика его изменения. Каковы причины этих изменений, как долго будет продолжаться нынешнее потепление и существует ли это потепление на самом деле? Может быть, это просто результат изменения техники измерений температуры и создается эффект кажущегося потепления? Для выяснения этих вопросов необходимо, прежде всего, выяснить каким способом и насколько надежно определяется глобальная температура Земли.

Это также понималось в результате развития Китая и Индии, и поэтому у них не было проблемы с ратификацией. Никто не получил Нобелевскую премию в качестве доказательства глобального потепления или физической модели, которая могла бы описать ее, предсказать и в конечном итоге сформулировать решение для ее предотвращения.

Трудно изучать то, что нет. Приз потребовал времени, но он не знал, что это должно было быть. Физика, которая, казалось, была самой близкой, не срабатывала: даже крошечный комитет экспертизы не нашел ничего научного в своей «работе». Мир, вероятно, был местом, где все было скрыто.

Сегодня очевидно, что сменилась фаза естественного цикла, и повышение уровня Каспийского моря сменилось его понижением. Известно, что в прошлом такие колебания уровня моря случались неоднократно. Только за последние 25 тысяч лет отмечено 15 фаз высокого и низкого стояния уровня Каспийского моря, которые каждый раз приводили к существенному изменению климата большого региона. В принципе, не имеет значения, какая гипотеза, объясняющая колебания уровня Каспийского моря, окажется верной. Существенно то, что все теории базируются на естественных циклических процессах, будь-то тектоно-динамические процессы или изменение стока Волги и других рек, вызванные изменениями в циркуляции атмосферы, или даже такая экзотическая гипотеза, как приливо-отливные движения в атмосфере, вызванные циклическими изменениями гравитационного взаимодействия Земли с планетами. Важно отметить, что все эти процессы значительно превосходят по масштабам техногенное влияние человека.

Тепловое сопротивление воздушного слоя

Отношения получены в тезисе, который объединяет диффузионный механизм теплопроводности через обмен воздуха и тепла посредством излучения в воздухе. Когда мы устанавливаем это соотношение в воздушном промежутке, получаем результат, показанный на графике на рисунке 4. График говорит, что, добавляя парниковый газ к воздуху в зазоре, его тепловое сопротивление уменьшается.

Нет причин, по которым то же самое не распространяется на большой атмосферный слой толщиной 10 км. Однако гипотеза глобального потепления предполагает противоположное: сопротивление атмосферы возрастает с адгезией парникового газа, а температура Земли растет. Но в течение 20 лет эмпирические данные отсутствуют, что почти доказывает его недействительность.

Рис.5. Зоны вечной мерзлоты в северном полушарии Земли. 1 – непрерывная мерзлота, 2 – прерывная мерзлота, 3 – спорадическая мерзлота. Кружками отмечены места расположения измерительных геофизических станций. (Поданным Geological Survey of Canada, March, 2001).

Вечная мерзлота характеризуется диапазоном температур от очень холодной (ниже -10°С) до теплой (-1, -2 °С) Вечная мерзлота также классифицируется по трем зонам: непрерывная мерзлота, прерывная мерзлота, исчезающая в отдельные теплые годы, и спорадическая мерзлота, возникающая только в холодные годы. Режим температуры в зоне вечной мерзлоты (на глубине от 10 до 200 м) является очень чувствительным индикатором переменности климата, начиная с десятилетних и заканчивая столетними вариациями, а такжеизменений в энергетическом балансе на поверхности Земли. Это происходит потому, что диапазон межгодовых температурных вариаций («шум») значительным образом снижается с возрастанием глубины, тогда как десятилетние и еще более длительные вариации («сигнал») проникают в самые глубокие части вечной мерзлоты со значительно меньшим ослаблением. В результате этого, соотношение «сигнал-шум» быстро возрастает с увеличением глубины. Это позволило разработать новые, очень эффективные методы оценки изменения климата, которые основываются на аналитической интерпретации температурных профилей вечной мерзлоты. Первые геофизические станции в районах вечной мерзлоты появились еще в начале 20 века. Но только совсем недавно, в конце 90-х годов возникли глобальные международные программы. В 1997 г. система наблюдений за глобальным климатом (GCOS) и глобальная земная наблюдательная система (GTOS) предложили для регистрации в районах вечной мерзлоты два параметра: активный слой (толщина) и температуру.

В статьях о глобальном потеплении атмосфера теплицы похожа на зеркало, отражающее тепловое излучение, излучаемое поверхностью Земли. Но это физическая глупость. Молекулы парниковых газов не отражают или не излучают радиацию. Фотон, испускаемый Землей, может поглощаться и нагреваться. Затем нагретая молекула передает энергию окружающим молекулам во взаимных столкновениях. Если он излучает фотон, он редко указывает на Землю и даже с меньшей вероятностью спустится к поверхности земли. В итоге: истинная атмосфера теплицы почти не излучает теплоту Земли, которая не отражается на земле.

В 1999 г. была создана глобальная земная сеть для вечной мерзлоты (GTN-P) с участием GCOS/GTOS и при поддержке Международной ассоциации вечной мерзлоты (IPA) . В рамках этих программ около 370 буровых установок из 16 cтран были рассмотрены в качестве кандидатов на проведение исследований в системе термального мониторинга. Большинство буровых установок имеют глубину от 10 до 125 метров и находятся в Северном полушарии. Общая координация и выполнение мониторинга возложено на Геологическую службу Канады (GSC). На рис. 5 показано размещение измерительных станций в северном полушарии Земли. Согласно их данным в Северной Аляске произошло общее потепление на 2 о – 4 о С за последнее столетие. Недавние исследования зарегистрировали уменьшение вечной мерзлоты также в Канаде, России, Монголии и Китае . Третий отчет IPCC _Изменение климата 2001: воздействие, адаптация и уязвимость) отмечает, что уменьшение вечной мерзлоты – достаточно медленный процесс. Для полного ее исчезновения понадобятся столетия, а может и тысячелетия. И тем не менее отрицательные последствия этого уменьшения проявляются уже сегодня. Необходим постоянный мониторинг изменений температуры вечной мерзлоты. Эти данные будут использоваться не только для отслеживания изменений глобального климата, но также необходимы для предсказания возможных отрицательных последствий в плане воздействия на экосистемы и инфраструктуры в районах вечной мерзлоты.

Он посылает собственное тепловое излучение Земли к его температуре. Он глубоко ниже нуля и имеет довольно прохладный эффект. Климат или климат определяются как среднее состояние атмосферы на площадке; характеризуется характерной погодой на протяжении многих лет. Наиболее важной характеристикой климата является температура. В течение геологической истории Земли, просуществовавшей более четырех с половиной миллиардов лет, климат отличался от сегодняшних космических масштабов до невероятно мало. Погода была более теплой, чем сегодня, а также длительные кулеры, в том числе почти полное оледенение планеты, когда жизнь выжила только в ограниченных анклавах.

Выше отмечалось, что согласно астрономической теории Миланковича долговременные периодические колебания климата вызваны изменением эксцентриситета орбиты Земли вокруг Солнца и прецессией оси вращения Земли. Весьма вероятно, что неравномерность орбитального движения Земли оказывает влияние на климат и в кратковременном масштабе. Существует интенсивное действие на Землю со стороны планет, которое не сводится к гравитационному и которое в первую очередь влияет на атмосферу Земли и вызывает вариации климата планеты. Это действие – модуляция потока солнечной энергии вследствие вариаций положения Земли на орбите вокруг Солнца .

Изменение климата было вызвано рядом влияний неравного значения. Внеземное происхождение имеет изменения в потреблении энергии Солнца, вызванные небольшим изменением солнечной яркости и незначительными изменениями параметров орбиты Земли. За последние полвека они менее важны, чем земные влияния, в том числе изменение парникового эффекта атмосферы Земли.

Давайте кратко дадим ему сущность. Из общего количества солнечной энергии, падающей на нашу планету, наибольшая часть поглощается поверхностью Земли, которая нагревается. Такое же количество энергии необходимо снова утилизировать; в противном случае он нагрелся бы больше, и, как известно, этого не происходит. Большая часть энергии излучается в виде длинноволнового инфракрасного излучения, но в значительной степени поглощается небольшим количеством парниковых газов, содержащихся в атмосфере и впоследствии излучаемым во всех направлениях.

Отсутствие надежного учета целого ряда явлений приводит к тому, что в настоящее время разброс в модельных расчетах разных групп ученых очень велик. Сейчас заканчивается разработка второй генеральной климатической модели (Community Climate System Model – CCSM 2,0 ). (Первая CCSM-1,0 была опубликована в 1996 г.). ССSМ 2,0 - модель следующего поколения, которая должна по идее существенно улучшить понимание климатических процессов, включая влияние антропогенного эффекта, естественную изменчивость климата, эффекты естественных и искусственных аэрозолей и химических примесей, соответствия между биофизическими и биохимическими процессами на поверхности Земли.

Представьте себе, что парниковые газы будут сосредоточены в слое где-то над земной поверхностью, как стекло из тепличного стекла; то половина излучаемой ими энергии направляется в космическое пространство и наполовину вниз к земной поверхности. Очевидно, что земля под стеклом теплицы будет поддерживать более высокую температуру. Самым эффективным элементом парникового эффекта является водяной пар, который отвечает за этот эффект почти на две трети, за которым следует двуокись углерода; другими важными газами являются озон, закись азота, метан и, в меньшей степени, другие компоненты.

Список литературы

Hansen J., Lebedeff S. Global trends of measured surface air temperature //J. Geophys. Res.- 1987. - V. 92. - P. 13345-13372.
Jones P. D., Osborn T.J., Briffa K.R. Estimating sampling errors in large-scale temperature averages // Journal of Climate. -1997. -V.10 (10) - P. 2548-2568.
Nicholls N., Gruza G.V., Jouzel J., Karl T.R., Ogallo L.A., Parker D.E. Observed climate variability and change, in Climate Change 1995: The Science of Climate Change. - Edited by J. T. Houghton, L. G. M. Filho, B. A. Callander, N. Harris, A. Kattenberg, K. Maskell, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1996. – P. 133-192.
( , ) Ledley T.S., Sundquist E.T., Schwartz S.E., Hall D.K., Fellows J.D., Killeen T.L. Climate Change and Greenhouse Gases // Eos, AGU Transection. – 1999. – V.80. – N. 39. – P. 453-458.
Jones P.D., Parker D.E., Osborn N.J., Briffa K.R. Global and hemispheric temperature anomalies – land and marin instrumental records // Trends: A Compendium of Data on Global Change. – 1998. - CDIAC, ORNL, Oak Ridge.
Mann M.E., Bradley R.S., Hughes M.K. Northern hemisphere temperatures during the past millennium: . Inferences, uncertainties, and limitations // Geophysical Research Letters. – 1999. - V.26. – P. 759-762.
Mann M. E., Bradley R.S., Hughes M.K. Global-scale temperature patterns and climate forcing over the past six centuries // Nature. – 1998. – V.392 (6678). – P. 779-787.
Jones P. D., Briffa K.R. Global surface air temperature variations during the 20th century: Part 1 – Spatial, temporal and seasonal details // Holocene. – 1992. - V. 1. – P. 165-179.
( , ) IPCC, Climate Change 2001: The contribution of Working Group 1 to the Third AssessmentReport of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Edited by J.T.Houghton et al., Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2001. – 881 P.
,
Etheridge D. M., Steele L.P., Francey R.J., Langenfelds R.L. Atmospheric methane between 1000 A.D. and present: Evidence of anthropogenic emissions and climatic variability // J. Geophys. Res.-Atmos. – 1998. – V.103. – P. 15979-15993.
Etheridge D., L., Steele R., Langenfelds R., Francey R., Barnola J., Morgan V. Natural and anthropogenic changes in atmospheric CO2 over the last 1000 years from air in Antarctic ice and firn // J. Geophys. Res. – 1996.- V. 101. – P. 4115-4128.
Burgess M. et al. Global Terrestrial Network For Permafrost (GTNet-P): permafrost monitoring contributing to global climate observations. – Ottawa: Geological Survey of Canada, 2000. Current Research 2000 E –14. - 8 p.
Jirikowic J.L., Damon P.E. The Medieval Solar Activity Maximum // Climatic Change. – 1994. –V.26. – P. 309-316.

Введение

Функционирование воздуха Земли как теплицы оказывает решающее влияние на климат Земли. Температурные колебания во время геологического прошлого коррелируют с содержанием «основного представителя» парниковых газов углекислого газа, качество воздуха которых известно много лет в миллионы лет.

Раньше он был переменным, часто намного выше, чем сегодня; скорее всего, повлияли на массивные вулканические эпизоды. Климат является основным фактором, который формирует форму живой природы. В течение последнего ледникового периода, который закончился около 12 000 лет назад, температура была лишь на несколько градусов ниже, чем сегодня, но природа природы на материке была значительно иной, поскольку только значительная ее часть была оледенена. Уровень моря был на сто метров ниже, потому что вода была связана с массивными ледяными штормами Северной Америки и Северной Европы.

Земля – третья от Солнца планета и пятая по размеру среди всех планет Солнечной системы. Она является так же крупнейшей по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы. Примерная дата образования Земли – 4,54 млрд. лет назад. Весь процесс формирования планеты занял примерно 10-20 млн. лет.

Планета Земля уникальна: огромный каменный шар окружностью 40 тысяч километров, одна треть суши, две трети воды и богатая кислородом атмосфера создали единственное известное место во Вселенной, где есть жизнь! Однако этот сине-зеленый оазис не всегда был столь гостеприимным. На планете сохранились следы ее сурового прошлого – времени, когда ее раздирали страшнейшие катастрофы и условия жизни на ней были невыносимы.

После окончания последнего ледникового периода у нас появился новый геологический период, в котором мы живем. Его главная особенность заключалась в том, что климат был чрезвычайно стабильным. Люди, которые жили по всей планете, воспользовались теплым и стабильным климатом для их беспрецедентного развития. В течение первых тысячелетий нового периода им удалось перейти от охоты и сбора к более эффективному сельскому хозяйству. Это произошло в ряде центров, наиболее известными из которых являются Ближний Восток, Восточная Азия и Южная Америка, где сельское хозяйство продолжает расширяться.

В течении 4,5 млрд. лет этот мир изменялся – он горел в огне и замерзал во льдах, его затопляли океаны и отравляли ядовитые небеса. Организмам, населяющим нашу планету сегодня, повезло. Им удалось выжить в условиях массового вымирания. Ученые постигают тайны Земли на протяжении двух столетий.

Изменение климата

Климат - это многолетний статистический режим погоды, характерный для данной местности в силу её географического положения.

Новые климатические условия сами по себе не являются причиной введения сельского хозяйства. Это было человеческое творчество, но благоприятный климат был тем обстоятельством, без которого этот переход был бы невозможным. Благодаря новому, более продуктивному способу получения средств к существованию люди могут создавать крупные, стабильные жилые комплексы. Здесь была создана новая социальная структура, которая позволила постепенно, но довольно быстро развиваться как в техническом, так и в социальном плане, включая появление великих империй.

Итак, чтобы предсказать погоду, надо знать температурный режим всей атмосферы Земли, а тепло исходит от двух источников: от Солнца и от недр Земли. Солнце – внешний источник тепла, кора Земли, которая содержит большое количество радиоактивных веществ – внутренний источник тепла.

Краткий перечень главных причин изменения климата на Земле :

Раньше с быстро меняющимся климатом, который влиял на количество доступных и постоянно меняющихся природных ресурсов, к которым все еще приходилось адаптироваться, ничего не было возможно. В настоящее время мы наблюдаем продолжающееся глобальное изменение климата, которое проявляется в ряде явлений, в том числе в увеличении средней глобальной температуры, что, однако, является лишь одним из важных параметров. Мы должны рассчитывать на то, что эпоха благоприятного и стабильного климата в значительной степени заканчивается.

Глобальные уровни океана также выросли быстрее, чем предполагалось ранее, с морской водой, а также потепление поверхности земли и, кроме того, изменение ее состава; слегка, но постоянно подкислен. В результате таяния ледников и теплового расширения уровни моря увеличились на 20 см по сравнению с началом века. Изменения в морях оказывают неоправданное влияние на морское биоразнообразие, особенно на коралловые рифы, а также на многие виды рыб и других морских организмов. Есть больше эпизодов экстремальных осадков с последующими наводнениями, более частыми штормами, тайфунами и аналогичными явлениями.

1) Главные (постоянные) факторы формирования климата (действуют на протяжении 5 миллиардов лет), которые влияют на климат всей планеты на 80 %. Это космические и геофизические факторы, которые воздействуют на климат Земли в глобальном масштабе и на протяжении уже 5 миллиардов лет.

Остывание Солнца, снижение эволюционной солнечной активности;

Как горячая, так и холодная волны покрывают большинство областей. Изменчивость погоды резко возрастает. Подавляющее большинство страдает от большинства экосистем, особенно многие лесные экосистемы, включая тропические леса, подвергаются риску. Ни один регион не защищен от глобального изменения климата, но некоторые районы более подвержены воздействию; наиболее ярко выраженные утеплительные участки возле полюсов, особенно в Арктике. Ситуацию в Чешской Республике занимал факультет математики и физики Карлова университета.

Наибольшая озабоченность связана с более высокой вероятностью засушливых периодов, нехваткой воды и повреждением лесных экосистем преимущественно монокультур ели. В целом, однако, мы являемся одними из наиболее прибыльных стран, где прогнозы в будущем не выглядят такими страшными, как в других странах. Современные знания о климате и его изменениях высоки. Благодаря обширным научным усилиям ученых по климату во всем мире, используя лучшие технологии, в том числе сотни спутников и автоматических станций, в отдаленных местах или на самых мощных компьютерах, у нас есть очень полная информация о текущем, прошлом и прошлом климате Земли.

Охлаждение всего объёма земного шара,

Эволюционное уменьшение количества влаги в атмосфере.

Эволюционная потеря атмосферы Земли через 3 миллиарда лет.

2) Факторы кратковременного действия на процессы формирование климата (на 100 – 10 000 лет), которые влияют на климат всей планеты на 19 %.

Периодическое увеличение солнечной активности каждые 12 лет,

Кроме того, тщательно изучены причины текущего изменения климата. Как мы уже упоминали, основной задачей является увеличение парникового эффекта атмосферы Земли. Наибольший вклад вносит более высокое содержание двуокиси углерода, которое больше всего в воздухе, по сравнению с другими газами. Рост концентрации в атмосфере обусловлен увеличением выбросов парниковых газов в атмосферу.

Нет никаких сомнений в том, что здесь важна человеческая деятельность. Самая большая доля - около 75% - это сжигание ископаемого топлива, первое место - уголь, за которым следуют нефть и, в меньшей степени, природный газ. К другим важным вкладам относятся изменения в землепользовании, особенно в области обезлесения, и различные виды сельскохозяйственной деятельности, включая животноводство. Обследованы обширные и естественные причины, такие как вулканическая активность или изменения солнечной активности, но они невелики по своей совокупности по сравнению с человеческой деятельностью.

Изменение наклона оси вращения Земли. Земная ось наклонена к плоскости орбиты под углом 66,33° градусов. Таким образом, угол между перпендикуляром и плоскостью орбиты (90° – 66,33° =) равняется 23,77 °. Исключительно наклоном оси обусловлены смены времен года.

Изменение наклона плоскости вращения Земли по отношению к эклиптике,

Изменение эксцентриситета орбиты Земли; орбита вращения Земли вокруг Солнца представляет собой эллипс, в одном из фокусов которого расположено Солнце.

Уровень климатологических знаний достаточен для прогнозирования будущего изменения климата при разных предположениях. Научные выводы со всего мира анализируются и регулярно обобщаются в докладах Межправительственной группы экспертов по изменению климата, выводы четко сформулированы и подвергаются очень тщательной критике со стороны ученых и политических лидеров со всего мира и, как результат, консенсуса. Опубликованные выводы очень осторожны и очень консервативны. Тем не менее, они по-прежнему служат надежным руководством, и в любом случае нет никаких сомнений в их допросе, за исключением того, что последние результаты более тревожные.

3) Локальные факторы изменения климата, которые влияют на климат всей планеты на 1 %, которые воздействуют на отдельный регион, и не имеют никакого влияние на формирование климата всей планеты. Это техногенные и антропогенные факторы, то есть процессы, возникающие от действия техники и человечества, когда происходит незначительное изменение климата в местном, а не в глобальном масштабе.

Теперь коротко опишем в популярной форме все космические механизмы, которые сильно или слабо влияют на формирование климата Земли.

4. Главный (постоянный) фактор формирования климата: эволюционное охлаждение земного шара. Все планеты вначале своей эволюции состоят из радиоактивных элементов, а поэтому быстро разогреваются и светятся как маленькие звёздочки. Первая эволюционная стадия планет характеризуется сильным разогреванием их вещества (до нескольких тысяч градусов). Причина известна – высокая радиоактивность первичной материи. Геофизикой установлено, что единственной причиной нагревания недр планет является радиоактивный распад изотопов. Теплота – это хаотическое движение атомов. Радиоактивные изотопы периодически излучают элементарные частицы, и от отдачи вылета частицы сами атомы начинают совершать колебательные тепловые движения внутри «кристаллической решетки». Элементарная частица во время полета сталкивается с соседними атомами, передает им равное количество движения, и те также начинают колебаться. Хаотическое колебательное движение миллионов атомов является причиной возникновения тепла и температуры, отражает физический смысл нагретого, горячего вещества. Так происходит распространение тепла от радиоактивных пород.

В настоящее время в объеме Земли, масса которой 10 24 кг, содержится всего 1014 кг радиоактивных элементов, а 5 миллиардов лет назад их масса была в миллионы раз больше. Радиоактивные элементы нагревают окружающее пространство. Поэтому поверхность молодых планет всегда горячая (достигает 1 – 4 тысячи градусов). Причиной уменьшения количества радиоактивных элементов является их переход в стабильные изотопы после серии радиоактивных превращений. Стабильные элементы не обладают теплотворной функцией. Все старые планеты с возрастом 6 - 8 миллиардов лет состоят исключительно из стабильных элементов, поэтому являются холодными и снаружи и внутри. На их поверхности начинают образовываться льды и снега.

ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

Что такое глобальное изменение климата и почему его часто называют «глобальным потеплением»?

Нельзя не согласиться с тем, что климат на Земле меняется и это становится глобальной проблемой для всего человечества. Факт глобального изменения климата подтвержден научными наблюдениями и не оспаривается большинством ученых. И все же вокруг этой темы идут постоянные дискуссии. Одни употребляют термин "глобальное потепление" и делают апокалиптические прогнозы. Другие пророчат наступление нового «ледникового периода» - и тоже делают апокалиптические прогнозы. Третьи считают изменения климата естественным, а доказательства обеих сторон о неизбежности катастрофических последствий изменения климата – спорными.

Какие существуют доказательства изменения климата?

Они всем хорошо известны (это заметное уже и без приборов): повышение среднемировой температуры (более мягкие зимы, более жаркие и засушливые летные месяцы), таяние ледников и повышение уровня мирового океана, а также всё чаще возникающие и всё более разрушительные тайфуны и ураганы, наводнения в Европе и засухи в Австралии. А кое-где, например, в Антарктике, отмечается похолодание.

Если климат менялся и раньше, почему сейчас это стало проблемой?

Действительно, климат нашей планеты меняется постоянно. Всем известно про ледниковые периоды (они бывают малые и большие), про всемирный потоп и пр. Согласно геологическим данным среднемировая температура в разные геологические периоды колебалась от +7 до +27 градусов по Цельсию. Сейчас средняя температура на Земле составляет примерно +14оС и еще довольно далека от максимума. Так, чем же обеспокоены ученые, главы государств и общественность? Если коротко, обеспокоенность вызывает то, что к естественным причинам изменения климата, которые были всегда, добавляется еще один фактор – антропогенный (результат деятельности человека), влияние которого на изменение климата, по мнению ряда исследователей, становится все сильнее с каждым годом.

Каковы причины изменения климата?

Главной движущей силой климата является Солнце. Например, неравномерное нагревание земной поверхности (сильнее у экватора) является одной из главных причин ветров и океанических течений, а периоды повышенной солнечной активности сопровождаются потеплением и магнитными бурями.

Кроме того на климат влияют изменение орбиты Земли, ее магнитного поля, размеров материков и океанов, извержения вулканов. Все это - естественные причины изменения климата. До недавнего времени они, и только они, определяли изменения климата, в том числе начало и конец долговременных климатических циклов, таких как ледниковые периоды. Солнечной и вулканической активность можно объяснить половину температурных изменений до 1950 года (солнечная активность приводит к повышению температуры, а вулканическая – к снижению).

В последнее время к естественным факторам добавился еще один – антропогенный, т.е. вызванный деятельностью человека. Основным антропогенным воздействием является усиление парникового эффекта, влияние которого на изменение климата в последние два столетия в 8 раз выше влияния изменений солнечной активности.

ПОНЯТИЕ И СУЩНОСТЬ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА

Парниковый эффект – это задержка атмосферой Земли теплового излучения планеты. Парниковый эффект наблюдал любой из нас: в теплицах или парниках температура всегда выше, чем снаружи. То же самое наблюдается и в масштабах Земного шара: солнечная энергия, проходя через атмосферу нагревает поверхность Земли, но излучаемая Землей тепловая энергии не может улетучиться обратно в космос, так как атмосфера Земли задерживает ее, действуя наподобие полиэтилена в парнике: она пропускает короткие световые волны от Солнца к Земле и задерживает длинные тепловые (или инфракрасные) волны, излучаемые поверхностью Земли. Возникает эффект парника. Парниковый эффект возникает из-за наличия в атмосфере Земли газов, которые обладают способностью задерживать длинные волны. Они получили название «парниковых» или «тепличных» газов.

Парниковые газы присутствовали в атмосфере в небольших количествах (около 0,1%) с момента ее образования. Этого количества было достаточно, чтобы поддерживать за счет парникового эффекта тепловой баланс Земли на уровне, пригодном для жизни. Это так называемый естественный парниковый эффект, не будь его средняя температура поверхности Земли была бы на 30°С меньше, т.е. не +14° С, как сейчас, а -17° С.

Естественный парниковый эффект ничем не грозит ни Земле, ни человечеству, поскольку общее количество парниковых газов поддерживалось на одном уровне за счет круговорота природы, более того, ему мы обязаны жизнью.

Но увеличение в атмосфере концентрации парниковых газов приводит к усилению парникового эффекта и нарушению теплового баланса Земли. Именно это и произошло в последние два столетия развития цивилизации. Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн парниковых газов в год.

Какие газы называют «парниковыми»?

К наиболее известным и распространенным парниковым газам относятся водяной пар (Н2О), углекислый газ (CO2), метан (СН4) и веселящий газ или закись азота (N2O). Это парниковые газы прямого действия. Большая часть их образуется в процессе сжигания органического топлива.

Кроме того, есть еще две группы парниковых газов прямого действия, это галоуглероды и гексафторид серы (SF6). Их выбросы в атмосферу связанны с современными технологиями и промышленными процессами (электроника и холодильное оборудование). Их количество в атмосфере совсем ничтожно, но, они их влияние на парниковый эффект в десятки тысяч раз сильнее, чем CO2.

Водяной пар - основной парниковый газ, ответственный более, чем за 60% естественного парникового эффекта. Антропогенное увеличение его концентрации в атмосфере пока не отмечалось. Однако увеличение температуры Земли, вызванное другими факторами, усиливает испарение воды океана, что, может привести к росту концентрации водяного пара в атмосфере и – к усилению парникового эффекта. С другой стороны, облака в атмосфере отражают прямой солнечный свет, что уменьшает поступление энергии на Землю и, соответственно, снижает парниковый эффект.

Углекислый газ – наиболее известный из парниковых газов. Естественными источниками СО2 являются вулканические выбросы, жизнедеятельность организмов. Антропогенными источниками являются сжигание органического топлива (включая лесные пожары), а также целый ряд промышленных процессов (например, производство цемента, стекла). Углекислый газ, по мнению большинства исследователей, несет основную ответственность за глобальное потепление, вызванное «парниковым эффектом». Концентрация CO2 за два века индустриализации выросла более, чем на 30% и корректируется с изменением среднемировой температуры.

Метан - второй по значимости парниковый газ. Выделяется из-за утечки на разработке месторождений каменного угля и природного газа, из трубопроводов, при горении биомассы, на свалках (как составная часть биогаза), а также в сельском хозяйстве (скотоводство, рисоводство) и т.п. Животноводство, применение удобрений, сжигание угля и другие источники дают около 250 миллионов тонн метана в год. Количество метана в атмосфере невелико, но его парниковый эффект или потенциал глобального потепления (ПГП) в 21 раз сильнее, чем у СO2.

Закись азота –третий по значимости парниковый газ: его воздействие в 310 раз сильнее, чем у СO2, но содержится в атмосфере он в очень небольших количествах. В атмосферу попадает в результате жизнедеятельности растений и животных, а также при производстве и применении минеральных удобрений, работе предприятий химической промышленности.

Галоуглероды (гидрофторуглероды и перфторуглероды) - газы, созданные для замены озоноразрушающих веществ. Используются в основном в холодильном оборудовании. Имеют исключительно высокие коэффициенты влияния на парниковый эффект: в 140-11700 раз выше, чем у СО2.Их эмиссии (выделение в окружающую среду) невелики, но быстро возрастают.

Гексафторид серы – его поступление в атмосферу связано с электроникой и производством изоляционных материалов. Пока оно невелико, но объем постоянно возрастает. Потенциал глобального потепления равен 23900 ед.

ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ И ВОЗДЕЙСТВИЕ НА НЕГО ЧЕЛОВЕКА

Глобальное потепление - это постепенное увеличение средней температуры на нашей планете, вызванное повышением концентрации парниковых газов в атмосфере Земли.

По данным прямых климатических наблюдений (изменение температур в течение последних двухсот лет) средние температуры на Земле повысились, и хотя причины такого повышения все ещё являются предметом дискуссий, но одной из наиболее широко обсуждаемых и является антропогенный парниковый эффект. Антропогенное увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере нарушает естественный тепловой баланс планеты, усиливает парникового эффекта, и как следствие, вызывает глобальное потепление.

Это процесс медленный и постепенный. Так, за последние 100 лет средняя температура Земли увеличилась всего на 1оС. Казалось бы, немного. Что же тогда вызывает тревогу мировой общественности и заставляет правительства многих стран принимать меры для уменьшения выбросов парниковых газов?

Во-первых, этого оказалось достаточно, чтобы вызвать таяние полярных льдов и повышение уровня мирового океана со всеми вытекающими последствиями.

А во-вторых, некоторые процессы легче запустить, чем остановить. Например, в результате таяния вечномерзлых пород субарктики в атмосферу попадает огромные количества метана, что еще больше усиливает парниковый эффект. А опреснение океана из-за таяния льдов вызовет изменение теплого течения Гольфстрим, что скажется на климате Европы. Таким образом, глобальное потепление спровоцирует изменения, которые, в свою очередь, ускорят изменение климата. Мы запустили цепную реакцию…

Насколько сильно воздействие человека на глобальное потепление?

Идея о значительном вкладе человечества в парниковый эффект (а значит и в глобальное потепление) поддерживается большинством правительств, ученых, общественных организаций и СМИ, но пока не является окончательно установленной истиной.

Одни утверждают, что: концентрация углекислого газа и метана в атмосфере с доиндустриального периода (с 1750 г.) увеличились на 34% и 160% соответственно. Причем такого уровня она не достигала в течение сотен тысяч лет. Это явно связано с ростом потребления топливных ресурсов и развитием промышленности. И подтверждается совпадением график роста концентрации углекислого газа с графиком роста температуры.

Другие возражают: в поверхностном слое Мирового океана растворено углекислого газа в 50-60 раз больше, чем в атмосфере. По сравнению с этим воздействие человека просто ничтожно. Кроме того, океан обладает способностью поглощать СО2 и тем самым компенсирует воздействие человека.

Однако в последнее время появляется все больше фактов в пользу влияния деятельности человека на глобальное изменение климата. Вот только некоторые из них.

южная часть мирового океана потеряла свою способность поглощать значительные количества углекислоты, и это еще больше ускорит глобальное потепление на планете

поток тепла, поступающего на Землю от Солнца, в последние пять лет сокращается, но на земле наблюдается не похолодание, а потепление…

Насколько повысится температура?

Согласно некоторым сценариям изменения климата к 2100 году среднемировая температура может вырасти на 1,4 - 5,8 градуса по Цельсию - если не будут приняты шаги по сокращению парниковых выбросов в атмосферу. Кроме того, периоды жаркой погоды могут стать более длительными и более экстремальными по температурам. При этом развитие ситуации будет очень сильно отличаться в зависимости от региона Земли, и эти различия предсказать чрезвычайно сложно. Например, для Европы предсказывают вначале не очень большой период похолодания в связи с замедлением и возможным изменением течения Гольфстрим.

ПОСЛЕДСТВИЯ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ

Глобальное потепление сильно отразится на жизни некоторых животных. Например, белые медведи, тюлени и пингвины будут вынуждены сменить места своего обитания, так как полярные льды исчезнут. Многие виды животных и растений также исчезнут, не успев приспособиться к быстро изменяющейся среде обитания. 250 млн лет назад глобальное потепление убило три четверти всего живого на Земле

Глобальное потепление изменит климат в мировом масштабе. Ожидаются рост числа климатических катаклизмов, рост числа наводнений из-за ураганов, опустынивание и сокращение летних осадков на 15-20% в основных сельскохозяйственных районах, повышения уровня и температуры океана, границы природных зон сдвинутся к северу.

Более того, по некоторым прогнозам глобальное потепление вызовет наступление малого ледникового периода. В 19-м веке причиной такого похолодания было извержение вулканов, в нашем веке причина уже другая - опреснение мирового океана в результате таяния ледников

Как глобальное потепление отразится на человеке?

В краткосрочной перспективе: нехваткой питьевой воды, ростом числа инфекционных заболеваний, проблемами в сельском хозяйстве из-за засух, рост числа смертей в результате наводнений, ураганов, жары и засухи.

Самый серьезный удар может быть нанесен по беднейшим странам, которые меньше всех ответственны за обострение данной проблемы, и которым наименее всего готовы к изменению климат. Потепление и рост температур, в конце концов, могут повернуть вспять все, что было достигнуто трудом предыдущих поколений.

Разрушение устоявшихся и привычных систем ведения сельского хозяйства под воздействием засух, нерегулярных осадков и т.д. может реально поставить на грань голода примерно 600 млн человек. К 2080 году серьезную нехватку воды испытает 1,8 млрд человек. А в Азии и Китае из-за таяния ледников и изменения характера осадков может случиться экологический кризис.

Увеличение температуры на 1,5-4,5°С приведет к подъему уровня океана на 40-120 см (по некоторым расчетам до 5 метров). Это означает затопление многих малых островов и наводнения в прибрежных территориях. На территориях, подверженным наводнениям, окажутся около 100 млн жителей, более 300 млн людей будут вынуждены мигрировать, исчезнут некоторые государства (например, Нидерланды, Дания, часть Германии).

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает, что здоровье сотен миллионов человек может оказаться под угрозой в результате распространения малярии (из-за увеличения числа комаров на затопленных территориях), кишечных инфекций (из-за нарушения водопроводно-канализационных систем) и т.д.

В долгосрочной перспективе это может привести - к очередному этапу эволюции человека. Наши предки столкнулись с подобной проблемой, когда после ледникового периода температура резко поднялась на 10°С, но именно это привело к созданию нашей цивилизации.

Специалисты не располагают точными данными о том, каков вклад человечества в наблюдаемый рост температур на Земле и какой может быть цепная реакция.

Также неизвестно точное соотношение между ростом концентрации парниковых газов в атмосфере и ростом температур. Это одна из причин того, что прогнозы изменения температур так сильно разнятся. И это дает пищу скептикам: некоторые ученые считают проблему глобального потепления несколько преувеличенной, как и данные о росте средней температуры на Земле.

У ученых нет единого мнения по поводу того, каким может быть итоговый баланс позитивных и негативных эффектов изменения климата, и по какому сценарию будет дальше развиваться ситуация.

Ряд ученых полагают, что некоторые факторы могут ослабить эффект глобального потепления: с ростом температур ускорится рост растений, что позволит растениям забирать из атмосферы больше углекислого газа.

Другие же считают, что возможные негативные последствия глобального изменения климата недооценены:

засухи, циклоны, штормы и наводнения станут происходить чаще,

повышение температура мирового океана вызывает к тому же и увеличение силы ураганов,

скорость таяния ледников и повышение уровня океана также будут более быстрыми…. И это подтверждается данными новейших исследований.

Уже сейчас уровень океана увеличился на 4 см вместо прогнозированных 2 см, скорость таяния ледников выросла в 3 раза (толщина ледяного покрова уменьшилась на 60-70 см, а площадь нетающих льдов Северного ледовитого океана только за один 2005 год сократилась на 14%).

Возможно, деятельность человека уже обрекла ледяной покров на полное исчезновение, что может вылиться в несколько раз большее повышение уровня океана (на 5-7 метров вместо 40-60 см).

Более того, по некоторым данным глобальное потепление может наступить гораздо быстрее, чем считалось ранее из-за высвобождения углекислого газа из экосистем, в том числе из Мирового океана.

И, наконец, мы не должны забывать, что вслед за глобальным потепление может наступить глобальное похолодание.

Однако, каким бы не был сценарий, все говорит за то, что мы должны перестать играть в опасные игры с планетой и уменьшить свое воздействие на нее. Лучше переоценить опасность, чем недооценить ее.

МЕРЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ

Международное сообщество, признавая опасность, связанную с постоянным ростом выбросов парниковых газов в 1992 г. в Рио-де-Жанейро на Конференции ООН по окружающей среде и развитию договорилось о подписании Рамочной Конвенции ООН об изменении климата (РКИК).

В декабре 1997 г. в Киото (Япония) был принят Киотский протокол, который обязывает индустриально развитые страны сократить к 2008-2012 годам выбросы парниковых газов на 5% от уровня 1990 года, в том числе Европейский союз должен сократить выбросы тепличных газов на 8%, США - на 7%, Япония - на 6%. России и Украине достаточно, чтобы их выбросы не превышали уровень 1990 года, а 3 страны (Австралия, Исландия и Норвегия) могут даже увеличить свои выбросы, поскольку обладают лесами, поглощающими CO2 .

Для вступления Киотского протокола в силу необходимо, чтобы его ратифицировали государства, на долю которых приходится не менее 55 % выбросов парниковых газов. На сегодня протокол ратифицирован 161 страной мира (более 61 % общемировых выбросов). В России Киотский протокол ратифицирован в 2004 г. Заметным исключением стали США и Австралия, вносящие значительный вклад в парниковый эффект, но отказавшиеся ратифицировать протокол.

В 2007 году в Бали был подписан новый протокол, расширяющий перечень мер, которые необходимо предпринять для снижения антропогенного влияния на изменение климата.

Вот некоторые из них:

1. Уменьшить сжигание ископаемого топлива

Сегодня 80% энергии мы получаем из ископаемого топлива, сжигание которого что является основным источником парниковых газов.

2. Шире использовать возобновляемые источники энергии.

Солнечная и ветровая энергия, энергия биомассы и геотермальная энергия, энергия приливов и отливов - сегодня использование альтернативных источников энергии становиться ключевым фактором для долгосрочного устойчивого развития человечества.

3. Прекратить уничтожение экосистем!

Должны быть прекращены всякие нападки на нетронутые экосистемы. Естественные экосистемы поглощают СО2 и являются важным элементом в поддержании баланса СО2. Особенно хорошо с этим справляются леса. Но во многих регионах мира леса продолжают уничтожаться с катастрофической скоростью.

4. Снизить потери энергии при производстве и транспортировке энергии

Переход от крупномасштабной энергетики (ГЭС, ТЭЦ, АЭС) к мелким местным электростанциям позволит сократить потери энергии. При транспортировке энергии на дальнее расстояние может быть потеряно в пути до 50% энергии!

5. Использовать новые энергоэффективные технологии в промышленность

В настоящий момент КПД большинства используемых технологий составляет около 30%! Необходимо внедрять новые энергоэффективные технологии производства.

6. Снизить энергопотребление в строительном и жилищном секторе.

Должны быть приняты регламенты, предписывающие использовать при строительстве новых зданий энергоэффективные материалы и технологии, что позволит сократить потребление энергии в домах в несколько раз.

7. Новые законы и стимулы.

Должны быть приняты законы, облагающие повышенными налогами предприятия, превышающие лимиты выбросов СО2, и предусматривающие налоговые льготы производителям энергии от возобновляемых источников и энергоэффективных товаров. Перенаправить финансовые потоки на развитие именно этих технологий и производств.

8. Новые способы перемещения

Сегодня в больших городах выбросы автотранспорта составляет 60-80% всех выбросов. Необходимо поощрять использование новых экологически безопасных видов транспорта, поддерживать общественный транспорт, развивать инфраструктуры для велосипедистов.

Публикации по теме