Какие изменения происходят в климате. Как человечество влияет на изменение климата? Что же делать
Доктор физико-математических наук Б. ЛУЧКОВ, профессор МИФИ.
Солнце - рядовая звезда, не выделяющаяся своими свойствами и положением из мириада звезд Млечного пути. по светимости, размеру, массе она типичный середняк. Такое же среднее место занимает она в Галактике: не близко к центру, не на краю, а в серединке, как по толщине диска, так и по радиусу (8 килопарсек от галактического ядра). единственное, надо думать, отличие от большинства звезд в том, что на третьей планете обширного хозяйства Галактики 3 млрд лет назад возникла жизнь и, претерпев ряд изменений, сохранилась, породив на эволюционном пути думающее существо homo sapiens. человек, ищущий и любознательный, заселив всю землю, занимается теперь исследованием окружающего мира с целью познать “что”, “как” и “почему”. что, например, определяет земной климат, как формируется земная погода и почему она так резко и порой непредсказуемо изменяется? На эти вопросы вроде бы давно получены обоснованные ответы. а за последние полвека, благодаря глобальным исследованиям атмосферы и океана, создана разветвленная метеослужба, без сводок которой сейчас не обходится ни домохозяйка, идущая на рынок, ни пилот самолета, ни альпинист, ни пахарь, ни рыбак - положительно никто. вот только замечено, что иногда прогнозы попадают впросак, и тогда хозяйки, пилоты, альпинисты, не говоря уж о пахарях и рыбаках, поносят метеослужбу почем зря. значит, не все еще полностью ясно в погодной кухне, и надо бы внимательно разобраться в сложных синоптических явлениях и связях. Одна из главных - связь земля - солнце, которая дарит нам тепло и свет, но из которой порой, как из ящика пандоры, вырываются на свободу ураганы, засухи, наводнения и другие экстремальные “погоды”. что порождает эти “темные силы” земного климата, в общем-то довольно приятного по сравнению с тем, что творится на других планетах?
Грядущие годы таятся во мгле.
А. Пушкин
КЛИМАТ И ПОГОДА
Земной климат определяется двумя главными факторами: солнечной постоянной и наклоном оси вращения Земли к плоскости орбиты. Солнечная постоянная - поток солнечной радиации, приходящий на Землю, 1,4 . 10 3 Вт/м 2 - действительно неизменна с высокой точностью (до 0,1%) как по короткой (сезоны, годы), так и по длинной (века, миллионы лет) шкалам. Причина тому - постоянство солнечной светимости L = 4 . 10 26 Вт, определяемой термоядерным “горением” водорода в центре Солнца, и почти круговая орбита Земли (R = 1,5 . 10 11 м). “Срединное” положение светила делает его нрав удивительно сносным - ни изменений светимости и потока солнечной радиации, ни перепадов температуры фотосферы. Спокойная, уравновешенная звезда. И климат Земли поэтому строго определенный - жаркий в экваториальной зоне, где солнце почти каждый день бывает в зените, умеренно-теплый на средних широтах и холодный вблизи полюсов, там оно едва-едва высовывается из-за горизонта.
Иное дело погода. В каждой широтной зоне она проявляется как некоторое отклонение от положенного климатического стандарта. Бывает и зимой оттепель и на деревьях набухают почки. Случается, и в разгар лета налетит непогода с пронизывающим осенним ветром, а порой и снегопадом. Погода - это конкретная реализация климата данной широты с возможными (в последнее время весьма частыми) отклонениями-аномалиями.
МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСКАЗАНИЯ
Аномалии погоды очень вредны, они наносят огромный ущерб. Наводнения, засухи, суровые зимы разрушали сельское хозяйство, приводили к голоду и эпидемиям. Штормы, ураганы, проливные дожди тоже не щадили ничего на своем пути, заставляли людей уходить из разоренных мест. Неисчислимы жертвы погодных аномалий. Усмирить погоду, смягчить ее экстремальные проявления невозможно. Энергетика погодных срывов не подвластна даже сейчас, в энергетически развитое время, когда газ, нефть, уран дали нам большую власть над природой. Энергия урагана средней руки (10 17 Дж) равна суммарному выходу всех электростанций мира за три часа. Несостоятельные попытки остановить надвигающуюся непогоду предпринимались в прошлом веке. В 1980-е годы лобовую атаку на ураганы провели ВВС США (операция “Ярость бури”), но показали лишь свое полное бессилие (“Наука и жизнь” № ).
И все же наука и техника смогли помочь. Если нельзя сдержать удары взбесившейся стихии, то, может быть, удастся хотя бы их предвидеть, чтобы своевременно принять меры. Стали развиваться, особенно успешно с введением современных компьютеров, модели развития погоды. Самые мощные компьютеры, самые сложные расчетные программы сейчас - у синоптиков и военных. Результаты не замедлили сказаться.
К концу прошлого века расчеты по синоптическим моделям достигли такого уровня совершенства, что стали хорошо описывать процессы, происходящие в океане (главном факторе земной погоды), на суше, в атмосфере, включая ее нижний слой, тропосферу, - фабрику погоды. Было достигнуто весьма приличное согласие расчета основных погодных факторов (температура воздуха, содержание СО 2 и других “парниковых” газов, нагрев поверхностного слоя океана) с реальными измерениями. Вверху приведены графики расчетных и измеренных аномалий температуры за полтора столетия.
Таким моделям можно доверять - они и стали рабочим инструментом прогноза погоды. Погодные аномалии (их силу, место, момент появления), оказывается, можно предсказать. Значит, есть время и возможность подготовиться к ударам стихии. Прогнозы стали обыденным делом, а урон, наносимый погодными аномалиями, резко сократился.
Особое место заняли долгосрочные прогнозы, на десятки и сотни лет, как руководство к действию экономистам, политикам, главам производства - “капитанам” современного мира. Сейчас известно несколько долгосрочных прогнозов на XXI век.
ЧТО ВЕК ГРЯДУЩИЙ НАМ ГОТОВИТ?
Прогноз на такой большой срок, конечно, может быть только приблизительным. Погодные параметры представляются со значительными допусками (интервалами ошибок, как принято в математической статистике). Чтобы учесть все возможности грядущего, разыгрывается ряд сценариев развития. Слишком неустойчива климатическая система Земли, даже лучшие модели, проверенные по тестам прошлых лет, могут допускать просчеты при обращении в далекое будущее.
Алгоритмы проводимых расчетов исходят из двух противоположных предположений: 1) постепенное изменение погодных факторов (оптимистический вариант), 2) их резкий скачок, приводящий к заметным изменениям климата (пессимистический вариант).
В прогнозе постепенного изменения климата XXI века (“Доклад рабочей группы межправительственной комиссии по изменению климата”, Шанхай, январь 2001 г.) приводятся результаты семи модельных сценариев. Основной вывод - потепление Земли, охватившее весь прошлый век, будет продолжаться и дальше, сопровождаясь увеличением эмиссии “парниковых газов” (в основном СО 2 и SO 2), ростом поверхностной температуры воздуха (на 2-6°С к концу нового века) и повышением уровня океана (в среднем на 0,5 м за столетие). Некоторые сценарии дают во второй половине века спад эмиссии “парниковых газов” как результат действия запрета на индустриальные выбросы в атмосферу, их концентрация не будет сильно отличаться от нынешнего уровня. Наиболее вероятные изменения погодных факторов: более высокие максимальные температуры и большее число жарких дней, менее низкие минимальные температуры и меньшее число морозных дней почти по всем земным регионам, уменьшенный разброс температур, более интенсивные выпадения осадков. Возможные изменения климата - больше летних сухостоев с заметным риском засух, усиление ветров и большая интенсивность тропических циклонов.
Прошедшие пять лет, наполненные сильными аномалиями (страшные североатлантические ураганы, не отстающие от них тихоокеанские тайфуны, суровая зима 2006 года в Северном полушарии и другие сюрпризы погоды), показывают, что новый век, по-видимому, пошел не по оптимистическому пути. Конечно, век только начался, отклонения от предсказанного постепенного развития могут сгладиться, но его “бурное начало” дает основание сомневаться в первом варианте.
СЦЕНАРИЙ РЕЗКОГО ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА XXI ВЕКА (П. ШВАРЦ, Д. РЭНДЕЛЛ, ОКТЯБРЬ 2003)
Это не просто прогноз, это встряска - сигнал тревоги для “капитанов” мира, успокоенных постепенным изменением климата: его можно всегда подправить небольшими средствами (протоколами-разговорами) в нужную сторону, и можно не бояться, что ситуация выйдет из-под контроля. Новый прогноз исходит из наметившейся тенденции роста экстремальных природных аномалий. Считают, что он начинает сбываться. Мир пошел по пессимистическому пути.
Первая декада (2000-2010 годы) - продолжение постепенного потепления, не вызывающее пока особой тревоги, но все же с заметным темпом ускорения. Северная Америка, Европа, частично Южная Африка будут иметь на 30% больше теплых и меньше морозных дней, увеличится число и интенсивность погодных аномалий (наводнений, засух, ураганов), бьющих по сельскому хозяйству. Все же такую погоду нельзя признать особо суровой, угрожающей мировому порядку.
Но к 2010 году накопится такое число опасных изменений, которое приведет к резкому скачку климата в совершенно непредвиденную (согласно постепенному варианту) сторону. Гидрологический цикл (испарение, выпадение осадков, утечки воды) ускорится, что еще больше повысит среднюю температуру воздуха. Водяной пар - мощный естественный “парниковый газ”. Из-за повышения средней поверхностной температуры высохнут леса, пастбища, начнутся массовые лесные пожары (уже сейчас видно, как трудно с ними бороться). Концентрация СО 2 возрастет настолько, что обычное поглощение водой океанов и растениями суши, определявшее темп “постепенного изменения”, перестанет работать. Парниковый эффект пойдет в разгон. Начнется обильное таяние снега в горах, в приполярной тундре, площадь полярных льдов резко сократится, что сильно уменьшит солнечное альбедо. Температура воздуха и суши катастрофически растет. Сильные ветра из-за большого градиента температуры вызывают песчаные бури, приводят к выветриванию почвы. Нет никакого контроля за стихией и возможности хоть чуточку ее подправить. Темп резкого изменения климата набирает ход. Беда охватывает все регионы мира.
В начале второй декады произойдет замедление термоклинной циркуляции в океане, а он - главный творец погоды. Из-за обилия дождей и таяния полярных льдов океаны станут более пресными. Обычный перенос теплых вод с экватора на средние широты будет приостановлен.
Гольфстрим, теплое атлантическое течение вдоль Северной Америки к Европе, гарант умеренного климата Северного полушария, замрет. Потепление в этом регионе сменится резким похолоданием и уменьшением осадков. Всего за несколько лет вектор изменения погоды повернет на 180 градусов, климат станет холодным и сухим.
В этом месте компьютерные модели не дают однозначного ответа: что на самом деле произойдет? Станет ли климат Северного полушария более холодным и сухим, что еще не приведет к мировой катастрофе, или наступит новый ледниковый период продолжительностью в сотни лет, как бывало на Земле не раз и не так давно (Малый ледниковый период, Событие-8200, Ранний Триас - 12 700 лет назад).
Худший вариант, который действительно может случиться, таков. Разрушительные засухи в регионах производства продуктов питания и большой плотности населения (Северная Америка, Европа, Китай). Снижение осадков, пересыхание рек, истощение запасов пресной воды. Сокращение пищевых запасов, массовый голод, распространение эпидемий, бегство населения из зон бедствия. Нарастание международной напряженности, войны за источники питания, питьевые и энергетические ресурсы. В то же время в районах традиционно сухого климата (Азия, Южная Америка, Австралия) - проливные дожди, наводнения, гибель сельскохозяйственных угодий, не приспособленных к такому обилию влаги. И здесь тоже сокращение сельского хозяйства, нехватка продуктов питания. Коллапс современного устройства мира. Резкое, на миллиарды, сокращение численности населения. Отброс цивилизации на века, приход жестоких правителей, религиозные войны, крах науки, культуры, морали. Армагеддон в точно предсказанном виде!
Резкое, неожиданное изменение климата, к которому мир просто не сможет адаптироваться.
Вывод сценария неутешителен: надо принимать срочные меры, а какие, неясно. Поглощенный карнавалами, чемпионатами, бездумными шоу, просвещенный мир, который мог бы что-то “предпринять”, на него просто не обращает внимания: “Ученые пугают, а нам не страшно!”
СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ И ЗЕМНАЯ ПОГОДА
Есть, однако, третий вариант прогноза земного климата, согласный с разгулом аномалий начала века, но не приводящий к вселенской катастрофе. Он основан на наблюдениях нашей звезды, которая при всем видимом спокойствии все же обладает заметной активностью.
Солнечная активность - проявление внешней конвективной зоны, занимающей треть солнечного радиуса, где из-за большого градиента температуры (от 10 6 К внутри до 6 . 10 3 К на фотосфере) горячая плазма вырывается наружу “кипящими потоками”, генерирующими локальные магнитные поля напряженностью в тысячи раз больше общего поля Солнца. Все наблюдаемые особенности активности обусловлены процессами в конвективной зоне. Грануляция фотосферы, горячие площадки (факелы), восходящие протуберанцы (дуги вещества, поднимаемые магнитными силовыми линиями), темные пятна и группы пятен - трубки локальных магнитных полей, хромосферные вспышки (результат быстрого замыкания противоположных магнитных потоков, преобразующего запас магнитной энергии в энергию ускоренных частиц и нагрева плазмы). В этот клубок явлений на видимом диске Солнца вплетается сияющая солнечная корона (нагретая до миллионов градусов верхняя, очень разреженная атмосфера, исток солнечного ветра). Немалую роль в солнечной активности играют корональные конденсации и дыры, наблюдаемые в рентгене, и массовые выбросы из короны (корональные выбросы массы, КВМ). Многочисленны и разнообразны проявления солнечной активности.
Наиболее показательный, принятый индекс активности - число Вольфа W, введенное еще в XIX веке, указывающее количество темных пятен и их групп на солнечном диске. Лик Солнца покрыт изменяющимся крапом веснушек, что указывает на непостоянство его активности. На c. 27 внизу показан график среднегодовых значений W(t), полученный прямым мониторингом Солнца (последние полтора столетия) и восстановленный по отдельным наблюдениям до 1600 года (светило тогда не было под “постоянным надзором”). Видны подъемы и падения числа пятен - циклы активности. Один цикл длится в среднем 11 лет (точнее, 10,8 года), но есть заметный разброс (от 7 до 17 лет), переменность не строго периодическая. Гармонический анализ обнаруживает и вторую переменность - вековую, период которой, тоже не строго выдержанный, равен ~100 годам. На графике он проявляется наглядно - с таким периодом изменяется амплитуда солнечных циклов Wmax. В середине каждого века амплитуда достигала наибольших величин (Wmax ~ 150-200), на стыке веков уменьшалась до Wmax = 50-80 (в начале XIX и XX веков) и даже до предельно малого уровня (начало XVIII века). В течение длительного временного интервала, названного Маундеровским минимумом (1640-1720 годы), никакой цикличности не наблюдалось и число пятен на диске исчислялось единицами. Маундеровское явление, наблюдаемое и у других звезд, по светимости и спектральному классу близких Солнцу, не совсем понятый механизм перестройки конвективной зоны звезды, в результате чего генерация магнитных полей замедляется. Более глубокие “раскопки” показали, что подобные перестройки на Солнце бывали и раньше: минимумы Шперера (1420-1530 годы) и Вольфа (1280-1340 годы). Как видно, они случаются в среднем через 200 лет и длятся 60-120 лет - в это время Солнце как бы впадает в летаргический сон, отдыхая от активной работы. После Маундеровского минимума прошло почти 300 лет. Самая пора светилу снова передохнуть.
Здесь возникает прямая связь с темой земной погоды и изменения климата. Хроника времен Маундеровского минимума определенно указывает на аномальное поведение погоды, близкое тому, что происходит в наши дни. По всей Европе (с меньшей вероятностью во всем Северном полушарии) в это время наблюдались удивительно холодные зимы. Замерзали каналы, о чем свидетельствуют картины голландских мастеров, замерзала Темза, и у лондонцев вошло в обычай устраивать гуляния по льду реки. Сковывалось льдом даже Северное море, прогреваемое Гольфстримом, в результате чего прекращалась навигация. В эти годы практически не наблюдались полярные сияния, что указывает на уменьшение интенсивности солнечного ветра. Дыхание Солнца, как бывает во время сна, ослабевало, и именно это привело к изменению климата. Погода стала холодной, ветреной, капризной.
СОЛНЕЧНОЕ ДЫХАНИЕ
Как, посредством чего передается солнечная активность на Землю? Должны быть какие-то материальные носители, осуществляющие перенос. Таких “переносчиков” может быть несколько: жесткая часть спектра солнечного излучения (ультрафиолет, рентген), солнечный ветер, выбросы вещества во время солнечных вспышек, КВМ. Результаты наблюдений Солнца в 23-м цикле (1996-2006 годы), проведенные космическими аппаратами SOHO, TRACE (США, Европа), КОРОНАС-Ф (Россия), показали, что главными “переносчиками” солнечного влияния выступают КВМ. Они в первую очередь определяют земную погоду, а все остальные “носители” дополняют картину (см. “Наука и жизнь” № ).
КВМ стали подробно изучать лишь в последнее время, осознав их ведущую роль в солнечно-земных связях, хотя замечали с 1970-х годов. По частоте испускания, массе и энергии они превосходят все остальные “переносчики”. При массе 1-10 млрд тонн и скорости (1-3 . 10 км/с эти плазменные облака обладают кинетической энергией ~10 25 Дж. Долетая до Земли за несколько суток, они оказывают сильное воздействие сначала на земную магнитосферу, а через нее на верхние слои атмосферы. Механизм воздействия сейчас достаточно изучен. О нем догадывался советский геофизик А. Л. Чижевский еще 50 лет назад, в общих чертах его понимал Э. Р. Мустель с сотрудниками (1980-е годы). Наконец, в наши дни он был доказан наблюдениями с американских и европейских спутников. Орбитальная станция SOHO, ведущая непрерывные наблюдения уже 10 лет, зарегистрировала около 1500 КВМ. Спутники SAMPEX и POLAR отметили появление выбросов у Земли и проследили результат воздействия.
В общих чертах воздействие КВМ на земную погоду сейчас хорошо известно. Достигнув окрестности планеты, расширившееся магнитное облако обтекает магнитосферу Земли по границе (магнитопаузе), поскольку магнитное поле не пускает заряженные частицы плазмы внутрь. Удар облака по магнитосфере порождает колебания магнитного поля, проявляющиеся как магнитная буря. Магнитосфера обжимается обтекающим потоком солнечной плазмы, концентрация силовых линий возрастает, и в некоторый момент развития бури происходит их пересоединение (аналогичное тому, что порождает вспышки на Солнце, но намного меньшего пространственного и энергетического масштаба). Выделенная магнитная энергия идет на ускорение частиц радиационного пояса (электроны, позитроны, протоны сравнительно низких энергий), которые, приобретя энергию в десятки и сотни МэВ, не могут уже удерживаться магнитным полем Земли. Происходит высыпание потока ускоренных частиц в атмосферу вдоль геомагнитного экватора. Взаимодействуя с атомами атмосферы, заряженные частицы передают им свою энергию. Появляется новый “энергетический источник”, влияющий на верхний слой атмосферы, а через его неустойчивость к вертикальным перемещениям - и на нижние слои, в том числе тропосферу. Этот “источник”, связанный с солнечной активностью, “расшатывает” погоду, создавая скопления облаков, порождая циклоны и штормы. Главный итог его вмешательства - дестабилизация погоды: штиль сменяется бурей, сушь - обильными осадками, дожди - засухой. Примечательно, что все погодные изменения начинаются вблизи экватора: тропические циклоны, перерастающие в ураганы, переменные муссоны, загадочное Эль Ниньо (“Ребенок”) - всемирный возмутитель погоды, неожиданно появляющийся на востоке Тихого океана и столь же неожиданно исчезающий.
Согласно “солнечному сценарию” погодных аномалий, прогноз на XXI век более спокойный. Климат Земли изменится незначительно, но режим погоды претерпит заметный сдвиг, как это было всегда при замирании солнечной активности. Он может быть не очень сильным (более холодные, чем обычно, зимние и более дождливые летние месяцы), если солнечная активность снизится до Wmax ~ 50, как было в начале XIX и XX веков. Он может стать более серьезным (похолодание климата всего Северного полушария), если случится новый Маундеровский минимум (Wmax < 10). В любом случае похолодание климата будет не кратковременным, а продолжится, вместе с аномалиями погоды, несколько десятилетий.
Что ожидает нас в ближайшее время, покажет 24-й цикл, который сейчас начинается. С большой вероятностью, основанной на анализе солнечной активности за 400 лет, его амплитуда Wmax станет еще меньше, солнечное дыхание еще слабее. Надо следить за корональными массовыми выбросами. Их число, темп, последовательность определят погоду начала XXI века. И, конечно, совершенно необходимо понять, что же происходит с любимой звездой, когда ее активность замирает. Это задача не только научная - по физике Солнца, астрофизике, геофизике. Ее решение кардинально необходимо для выяснения условий сохранения жизни на Земле.
Литература
Summary for Policymakers, A Report of Working Group I of IPCC (Shanghai, January 2001), Internet.
Schwartz Р., Randall D . An Abrupt Climate Change Scenario (October 2003), Internet.
Будыко М.Климат. Каким он будет? // Наука и жизнь, 1979, № 4.
Лучков Б. Солнечное влияние на земную погоду. Научная сессия МиФи-2006 // Сборник научных трудов, т. 7, с.79.
Моисеев Н. Будущее планеты и системный анализ // Наука и жизнь, 1974, № 4.
Николаев Г. Климат на переломе // Наука и жизнь, 1995, № 6.
Введение
1. Причины изменения климата
2. Понятие и сущность парникового эффекта
3. Глобальное потепление и воздействие на него человека
4. Последствия глобального потепления
5. Меры, необходимые для предотвращения глобального потепления
Заключение
Список литературы
Введение
Мир становится теплее, и человечество в значительной мере ответственно за это, говорят эксперты. Но многие факторы, влияющие на изменение климата, еще не изучены, а другие и вовсе не изучены.
Некоторые засушливые места в Африке за последние 25 лет стали еще более сухими. Редкие озера, приносящие людям воду, высыхают. Усиливаются песчаные ветры. Дожди прекратились там еще в 1970-х. Все более острой становится проблема питьевой воды. Согласно компьютерным моделям такие местности продолжат высушиваться и станут совсем непригодными для жизни.
Добыча угля распространена по всей планете. В атмосферу выбрасывается огромное количество углекислого газа (СО 2) при сжигании угля. Так как развивающиеся страны идут по следам своих индустриальных соседей, объем СО 2 удвоится в течение XXI века.
Большинство специалистов, изучая комплексность климатической системы Земли, связывают повышение глобальной температуры и грядущие изменения климата с увеличение уровня СО 2 в атмосферном воздухе.
Жизнь процветает на планете около четырех миллиардов лет. В течение этого времени колебания климата были радикальными, от ледникового периода – длившегося 10 000 лет – до эпохи стремительного потепления. С каждым изменением неопределенное число видов жизненных форм изменялись, развивались и выживали. Другие ослабли или просто вымерли.
Сейчас многие эксперты считают, что человечество подвергает опасности мировую экологическую систему в связи с глобальным потеплением, вызванное так называемым парниковым эффектом. Испарение продуктов цивилизации в форме парниковых газов, таких как диоксид углерода (СО 2), задержали достаточно отраженного от земной поверхности тепла, чтоб средняя температура у поверхности Земли повысилась на пол градуса Цельсия в течение ХХ столетия. Если такое направление современной индустрии сохранится, то климатическая система изменится повсеместно – таяние льдов, повышение уровня Мирового океана, уничтожение растений засухами, превращение местностей в пустыни, перемещение зеленых зон.
Но этого может и не быть. Климат на планете зависит от комбинации многих факторов, взаимодействующих по отдельности друг с другом и в комплексных путях, которые еще не до конца изучены. Возможно, что потепление, наблюдавшееся в течение прошлого столетия, произошло вследствие естественных колебаний, несмотря на то, что его скорости значительно превышали тех, что наблюдались в течение последних десяти веков. Более того, компьютерные симуляции могут быть неточными.
Тем не менее, в 1995 году, после долгих лет интенсивного изучения Международная конференция по проблеме изменения климата, спонсируемая Объединенными нациями, ориентировочно заключила, что «многие доказательства свидетельствуют, что влияния человечества на глобальный климат огромны». Объем этих влияний, как замечают специалисты, неизвестно, так как не определен ключевой фактор, включая степень воздействия облаков и океанов на изменение глобальной температуры. Возможно, потребуется десяток лет или больше дополнительного исследования, чтобы исключить эти неопределенности.
Тем временем, многое уже известно. И хотя специфика обстоятельств хозяйственной деятельности человека остаются неясными, наша способность изменять состав атмосферы бесспорна.
Цель данной работы – изучить проблему изменения климата на Земле.
Задачи данной работы:
1. изучить причины изменения климата;
2. рассмотреть понятие и сущность парникового эффекта;
3. дать определение понятию «глобальное потепление» и показать влияние на него человечества;
4. показать последствия ожидающие человечество в результате глобального потепления; 5. рассмотреть меры, необходимые для предотвращения глобального потепления.
1. ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
Что такое глобальное изменение климата и почему его часто называют «глобальным потеплением»?
Нельзя не согласиться с тем, что климат на Земле меняется и это становится глобальной проблемой для всего человечества. Факт глобального изменения климата подтвержден научными наблюдениями и не оспаривается большинством ученых. И все же вокруг этой темы идут постоянные дискуссии. Одни употребляют термин "глобальное потепление" и делают апокалиптические прогнозы. Другие пророчат наступление нового «ледникового периода» - и тоже делают апокалиптические прогнозы. Третьи считают изменения климата естественным, а доказательства обеих сторон о неизбежности катастрофических последствий изменения климата – спорными… Попробуем разобраться….
Какие существуют доказательства изменения климата?
Они всем хорошо известны (это заметное уже и без приборов): повышение среднемировой температуры (более мягкие зимы, более жаркие и засушливые летные месяцы), таяние ледников и повышение уровня мирового океана, а также всё чаще возникающие и всё более разрушительные тайфуны и ураганы, наводнения в Европе и засухи в Австралии…(см. также «5 пророчеств о климате, которые сбылись»). А кое-где, например, в Антарктике, отмечается похолодание.
Если климат менялся и раньше, почему сейчас это стало проблемой?
Действительно, климат нашей планеты меняется постоянно. Всем известно про ледниковые периоды (они бывают малые и большие), при всемирный потоп и пр. Согласно геологическим данным среднемировая температура в разные геологические периоды колебалась от +7 до +27 градусов по Цельсию. Сейчас средняя температура на Земле составляет примерно +14 о С и еще довольно далека от максимума. Так, чем же обеспокоены ученые, главы государств и общественность? Если коротко, обеспокоенность вызывает то, что к естественным причинам изменения климата, которые были всегда, добавляется еще один фактор – антропогенный (результат деятельности человека), влияние которого на изменение климата, по мнению ряда исследователей, становится все сильнее с каждым годом.
Каковы причины изменения климата?
Главной движущей силой климата является Солнце. Например, неравномерное нагревание земной поверхности (сильнее у экватора) является одной из главных причин ветров и океанических течений, а периоды повышенной солнечной активности сопровождаются потеплением и магнитными бурями.
Кроме того на климат влияют изменение орбиты Земли, ее магнитного поля, размеров материков и океанов, извержения вулканов. Все это -естественные причины изменения климата. До недавнего времени они, и только они, определяли изменения климата, в том числе начало и конец долговременных климатических циклов, таких как ледниковые периоды. Солнечной и вулканической активность можно объяснить половину температурных изменений до 1950 года (солнечная активность приводит к повышению температуры, а вулканическая – к снижению).
В последнее время к естественным факторам добавился еще один – антропогенный, т.е. вызванный деятельностью человека. Основным антропогенным воздействием является усиление парникового эффекта, влияние которого на изменение климата в последние два столетия в 8 раз выше влияния изменений солнечной активности.
2. ПОНЯТИЕ И СУЩНОСТЬ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА
Парниковый эффект – это задержка атмосферой Земли теплового излучения планеты. Парниковый эффект наблюдал любой из нас: в теплицах или парниках температура всегда выше, чем снаружи. То же самое наблюдается и в масштабах Земного шара: солнечная энергия, проходя через атмосферу нагревает поверхность Земли, но излучаемая Землей тепловая энергии не может улетучиться обратно в космос, так как атмосфера Земли задерживает ее, действуя наподобие полиэтилена в парнике: она пропускает короткие световые волны от Солнца к Земле и задерживает длинные тепловые (или инфракрасные) волны, излучаемые поверхностью Земли. Возникает эффект парника. Парниковый эффект возникает из-за наличия в атмосфере Земли газов, которые обладают способностью задерживать длинные волны. Они получили название «парниковых» или «тепличных» газов.
Парниковые газы присутствовали в атмосфере в небольших количествах (около 0,1%) с момента ее образования. Этого количества было достаточно, чтобы поддерживать за счет парникового эффекта тепловой баланс Земли на уровне, пригодном для жизни. Это так называемый естественный парниковый эффект, не будь его средняя температура поверхности Земли была бы на 30°С меньше, т.е. не +14° С, как сейчас, а -17° С.
Естественный парниковый эффект ничем не грозит ни Земле, ни человечеству, поскольку общее количество парниковых газов поддерживалось на одном уровне за счет круговорота природы, более того, ему мы обязаны жизнью.
Но увеличение в атмосфере концентрации парниковых газов приводит к усилению парникового эффекта и нарушению теплового баланса Земли. Именно это и произошло в последние два столетия развития цивилизации. Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн парниковых газов в год.
Какие газы называют «парниковыми»?
К наиболее известным и распространенным парниковым газам относятся водяной пар (Н 2 О), углекислый газ (CO 2), метан (СН 4) и веселящий газ или закись азота (N 2 O). Это парниковые газы прямого действия. Большая часть их образуется образуются в процессе сжигания органического топлива.
Кроме того, есть еще две группы парниковых газов прямого действия, это галоуглероды и гексафторид серы (SF6). Их выбросы в атмосферу связанны с современными технологиями и промышленными процессами (электроника и холодильное оборудование). Их количество в атмосфере совсем ничтожно, но они их влияние на парниковый эффект (т.н. потенциал глобального потепления/ПГП), в десятки тысяч раз сильнее, чем CO 2 .
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 СО 2 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 CO 2 за два века индустриализации выросла более, чем на 30% и коррелируется с изменением среднемировой температуры.
Метан - второй по значимости парниковый газ. Выделяется из-за утечки на разработке месторождений каменного угля и природного газа, из трубопроводов, при горении биомассы, на свалках (как составная часть биогаза), а также в сельском хозяйстве (скотоводство, рисоводство) и т.п. Животноводство, применение удобрений, сжигание угля и другие источники дают около 250 миллионов тонн метана в год Количество метана в атмосфере невелико, но его парниковый эффект или потенциал глобального потепления (ПГП) в 21 раз сильнее, чем у СO 2 .
Закись азота –третий по значимости парниковый газ: его воздействие в 310 раз сильнее, чем у СO 2, 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 СО 2 .Их эмиссии (выделение в окружающую среду) невелики, но быстро возрастают.
Гексафторид серы – его поступление в атмосферу связано с электроникой и производством изоляционных материалов. Пока оно невелико, но объем постоянно возрастает. Потенциал глобального потепления равен 23900 ед.
3. ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ И ВОЗДЕЙСТВИЕ НА НЕГО ЧЕЛОВЕКА
Глобальное потепление - это постепенное увеличение средней температуры на нашей планете, вызванное повышением концентрации парниковых газов в атмосфере Земли.
По данным прямых климатических наблюдений (изменение температур в течение последних двухсот лет) средние температуры на Земле повысились, и хотя причины такого повышения все ещё являются предметом дискуссий, но одной из наиболее широко обсуждаемых и является антропогенный парниковый эффект. Антропогенное увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере нарушает естественный тепловой баланс планеты, усиливает парникового эффекта, и как следствие, вызывает глобальное потепление.
Это процесс медленный и постепенный. Так, за последние 100 лет средняя температура Земли увеличилась всего на 1 о С. 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 СО 2 и тем самымкомпенсирует воздействие человека.
Однако в последнее время появляется все больше фактов в пользу влияния деятельности человека на глобальное изменение климата. Вот только некоторые из них.
1. южная часть мирового океана потеряла свою способность поглощать значительные количества углекислоты, и это еще больше ускорит глобальное потепление на планете
2. поток тепла, поступающего на Землю от Солнца, в последние пять лет сокращается, но на земле наблюдается не похолодание, а потепление…
Насколько повысится температура?
Согласно некоторым сценариям изменения климата к 2100 году среднемировая температура может вырасти на 1,4 - 5,8 градуса по Цельсию - если не будут приняты шаги по сокращению парниковых выбросов в атмосферу. Кроме того, периоды жаркой погоды могут стать более длительными и более экстремальными по температурам. При этом развитие ситуации будет очень сильно отличаться в зависимости от региона Земли, и эти различия предсказать чрезвычайно сложно. Например, для Европы предсказывают вначале не очень большой период похолодания в связи с замедлением и возможным изменением течения Гольфстрим.
4. ПОСЛЕДСТВИЯ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ
Глобальное потепление сильно отразится на жизни некоторых животных. Например, белые медведи, тюлени и пингвины будут вынуждены сменить места своего обитания, так как полярные льды исчезнут. Многие виды животных и растений также исчезнут, не успев приспособиться к быстро изменяющейся среде обитания. 250 млн лет назад глобальное потепление убило три четверти всего живого на Земле
Глобальное потепление изменит климат в мировом масштабе. Ожидаются рост числа климатических катаклизмов, рост числа наводнений из-за ураганов, опустынивание и сокращение летних осадков на 15-20% в основных сельскохозяйственных районах, повышения уровня и температуры океана, границы природных зон сдвинутся к северу.
Более того, по некоторым прогнозам глобальное потепление вызовет наступление малого ледникового периода. В 19-м веке причиной такого похолодания было извержение вулканов, в нашем веке причиной уже другая - опреснение мирового океана в результате таяния ледников
Как глобальное потепление отразится на человеке?
В краткосрочной перспективе: нехваткой питьевой воды, ростом числа инфекционных заболеваний, проблемами в сельском хозяйстве из-за засух, рост числа смертей в результате наводнений, ураганов, жары и засухи.
Самый серьезный удар может быть нанесен по беднейшим странам, которые меньше всех ответственны за обострение данной проблемы, и которым наименее всего готовы к изменению климат. Потепление и рост температур, в конце концов, могут повернуть вспять все, что было достигнуто трудом предыдущих поколений.
Разрушение устоявшихся и привычных систем ведения сельского хозяйства под воздействием засух, нерегулярных осадков и т.д. может реально поставить на грань голода примерно 600 млн человек. К 2080 году серьезную нехватку воды испытает 1,8 млрд человек. А в Азии и Китае из-за таяния ледников и изменения характера осадков может случиться экологический кризис.
Увеличение температуры на 1,5-4,5°С приведет к подъему уровня океана на 40-120 см (по некоторым расчетам до 5 метров). Это означает затопление многих малых островов и наводнения в прибрежных территориях. На территориях, подверженным наводнениям, окажутся около 100 млн жителей, более 300 млн людей будут вынуждены мигрировать, исчезнут некоторые государства (например, Нидерланды, Дания, часть Германии).
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает, что здоровье сотен миллионов человек может оказаться под угрозой в результате распространения малярии (из-за увеличения числа комаров на затопленных территориях), кишечных инфекций (из-за нарушения водопроводно-канализационных систем) и т.д.
В долгосрочной перспективе это может привести - к очередному этапу эволюции человека. Наши предки столкнулись с подобной проблемой, когда после ледникового периода температура резко поднялась на 10°С, но именно это привело к созданию нашей цивилизации.
Специалисты не располагают точными данными о том, каков вклад человечества в наблюдаемый рост температур на Земле и какой может быть цепная реакция.
Также неизвестно точное соотношение между ростом концентрации парниковых газов в атмосфере и ростом температур. Это одна из причин того, что прогнозы изменения температур так сильно разнятся. И это дает пищу скептикам: некоторые ученые считают проблему глобального потепления несколько преувеличенной, как и данные о росте средней температуры на Земле.
У ученых нет единого мнения по поводу того, каким может быть итоговый баланс позитивных и негативных эффектов изменения климата, и по какому сценарию будет дальше развиваться ситуация.
Ряд ученых полагают, что некоторые факторы могут ослабить эффект глобального потепления: с ростом температур ускорится рост растений, что позволит растениям забирать из атмосферы больше углекислого газа.
Другие же считают, что возможные негативные последствия глобального изменения климата недооценены:
· засухи, циклоны, штормы и наводнения станут происходить чаще,
· повышение температура мирового океана вызывает к тому же и увеличение силы ураганов,
· скорость таяния ледников и повышение уровня океана также будут более быстрыми…. И это подтверждается данными новейших исследований.
· Уже сейчас уровень океана увеличился на 4 см вместо прогнозированных 2 см, скорость таяния ледников выросла в 3 раза (толщина ледяного покрова уменьшилась на 60-70 см, а площадь нетающих льдов Северного ледовитого океана только за один 2005 год сократилась на 14%).
· Возможно, деятельность человека уже обрекла ледяной покров на полное исчезновение, что может вылиться в несколько раз большее повышение уровня океана (на 5-7 метров вместо 40-60 см).
· Более того, по некоторым данным глобальное потепление может наступить гораздо быстрее, чем считалось ранее из-за высвобождения углекислого газа из экосистем, в том числе из Мирового океана.
· И, наконец, мы не должны забывать, что вслед за глобальным потепление может наступить глобальное похолодание.
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. Лучше сделать все возможное, чтобы ее предотвратить, чем потом кусать себе локти. Кто предупрежден, тот вооружен.
5. МЕРЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ
Международное сообщество, признавая опасность, связанную с постоянным ростом выбросов парниковых газов в 1992 г. в Рио-де-Жанейро на Конференции ООН по окружающей среде и развитию договорилось о подписании Рамочной Конвенции ООН об изменении климата (РКИК).
В декабре 1997 г. в Киото (Япония) был принят Киотский протокол, который обязывает индустриально развитые страны сократить к 2008-2012 годам выбросы парниковых газов на 5% от уровня 1990 года, в том числе Европейский союз должен сократить выбросы тепличных газов на 8%, США - на 7%, Япония - на 6%. России и Украине достаточно, чтобы их выбросы не превышали уровень 1990 года, а 3 страны (Австралия, Исландия и Норвегия) могут даже увеличить свои выбросы, поскольку обладают лесами, поглощающими CO 2 .
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 СО 2 и являются важным элементом в поддержании баланса СО 2 . 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 СО 2, и предусматривающиеналоговые льготы производителям энергии от возобновляемых источников и энергоэффективных товаров. Перенаправить финансовые потоки на развитие именно этих технологий и производств.
8. Новые способы перемещения
Сегодня в больших городах выбросы автотранспорта составляет 60-80% всех выбросов. Необходимо поощрять использование новых экологически безопасных видов транспорта, поддерживать общественный транспорт, развивать инфраструктуры для велосипедистов.
9. Пропагандировать и стимулировать энергосбережение и бережно использование природных ресурсов жителями всех стран
Эти меры позволят сократить выбросы в атмосферу парниковых газов развитыми странами на 80% к 2050 году, а развивающимися - на 30% к 2030.
З АКЛЮЧЕНИЕ
В последнее время проблема парникового эффекта становится все более и более острой. Климатическая обстановка в мире требует принятия безотлагательных мер. Доказательством этому могут служить некоторые последствия парникового эффекта, проявляющиеся уже сегодня.
В лажные районы становятся еще влажнее. Непрерывные дожди, которые вызывают резкое увеличение уровня рек и озер, случаются все чаще. Разливающиеся реки затапливают прибрежные поселения, вынуждая жителей покидать свои дома, спасая свои жизни.
Интенсивные дожди прошли в марте 1997 года в США. Погибло много людей, ущерб оценивался в 400 миллионов долларов. Такие непрерывные осадки становятся более интенсивными и вызваны глобальным потеплением. Теплый воздух может содержать больше влаги, а в атмосфере Европы уже гораздо больше влаги, чем было 25 лет назад. Где выпадут новые дожди? Эксперты говорят, что местности, предрасположенные к затоплению должны готовится к новым катастрофам.
В противоположность этому, сухие районы стали еще более засушливыми. В мире наблюдаются засухи столь интенсивные, какие не наблюдались уже в течение 69 лет. Засуха уничтожает кукурузные поля в Америке. В 1998 году кукуруза, которая обычно достигает двух метров и более, доросла только до талии человека.
Однако, несмотря на эти природные предупреждения, человечество не принимает меры по снижению выбросов в атмосферу. Если человечество продолжит так безответственно вести себя по отношению к своей планете, то неизвестно какими еще бедствиями это обернется.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Барлунд К., Кляйн Г. «Средневековые» болезни современной Европы. – М. 2003. – 199 с.;
2. Бобылев С.Н., Грицевич И.Г. Глобальное изменение климата и экономическое развитие. - М.: ЮНЕП, 2005. - 64 с.;
3. Дроздов О.А., Арапов П.П., Лугина К.М., Мосолова Г.И. Об особенностях климата при потеплениях последних столетий // Тез. докл. Всеросс. науч. конф. Казань. 2000. С. 24-26;
4. Кондратьев К.Я. Глобальные изменения на рубеже тысячелетий // Вестник РАН. 2000. С. 29-37;
5. Лавров С.Б. Глобальные проблемы современности. – СПб.: Проспект, 2000. – 341 с.;
6. Лосев К.С., Горшков В.Г., Кондратьев К.Я. Проблемы экологии России – М.: ВИНИТИ, 2001. – 247 с.;
7. Мазуров Г.И., Вишнякова Т.В., Акселевич В.И. Меняется ли климат Земли? // Материалы Междун. научно-практич. конф. Пермь. 2002. С. 57-60;
8. Орден Дж. Глобальная экология. - М.: Мир, 1999 - 377 с.
Изменения
климата – длительные (свыше 10 лет)
направленные или ритмические изменения
климатических условий на Земле в целом или
в ее крупных регионах. Причиной изменения
климата являются динамические процессы на
Земле, внешние воздействия, такие как
колебания интенсивности солнечного
излучения, и, в огромной степени,
деятельность человека. По данным Всемирной
метеорологической организации, в последние
десятилетия среднегодовая температура
увеличивается аномально быстро.
Проблема глобального изменения климата
является одной из ключевых экологических
проблем Земли. Причиной изменения климата
являются динамические процессы на планете,
внешние воздействия, такие как колебания
интенсивности солнечного излучения, и, в
огромной степени, деятельность человека.
Какие существуют доказательства изменения климата?
Они
всем хорошо известны (это заметное уже и без
приборов) - повышение среднемировой
температуры (более мягкие зимы, более
жаркие и засушливые летные месяцы), таяние
ледников и повышение уровня мирового
океана, а также всё чаще возникающие и всё
более разрушительные тайфуны и ураганы,
наводнения в Европе и засухи в Австралии…(см.
также «5 пророчеств о климате, которые
сбылись»). А кое-где, например, в Антарктике,
отмечается похолодание.
Если климат менялся и раньше, почему сейчас
это стало проблемой?
Действительно, климат нашей планеты меняется постоянно. Всем известно про ледниковые периоды (они бывают малые и большие), при всемирный потоп и пр. Согласно геологическим данным среднемировая температура в разные геологические периоды колебалась от +7 до +27 градусов по Цельсию. Сейчас средняя температура на Земле составляет примерно +14оС и еще довольно далека от максимума. Так, чем же обеспокоены ученые, главы государств и общественность? Если коротко, обеспокоенность вызывает то, что к естественным причинам изменения климата, которые были всегда, добавляется еще один фактор – антропогенный (результат деятельности человека), влияние которого на изменение климата, по мнению ряда исследователей, становится все сильнее с каждым годом.
Каковы причины изменения климата?
Главной
движущей силой климата является Солнце.
Например, неравномерное нагревание земной
поверхности (сильнее у экватора) является
одной из главных причин ветров и
океанических течений, а периоды повышенной
солнечной активности сопровождаются
потеплением и магнитными бурями.
Кроме того на климат влияют изменение
орбиты Земли, ее магнитного поля, размеров
материков и океанов, извержения вулканов.
Все это -естественные причины изменения
климата. До недавнего времени они, и только
они, определяли изменения климата, в том
числе начало и конец долговременных
климатических циклов, таких как ледниковые
периоды. Солнечной и вулканической
активность можно объяснить половину
температурных изменений до 1950 года (солнечная
активность приводит к повышению
температуры, а вулканическая – к снижению).
В последнее время к естественным факторам
добавился еще один – антропогенный, т.е.
вызванный деятельностью человека. Основным
антропогенным воздействием является
усиление парникового эффекта, влияние
которого на изменение климата в последние
два столетия в 8 раз выше влияния изменений
солнечной активности.
Что такое парниковый эффект?
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.
Климатические изменения в России в XX в. в
целом соответствовали мировым тенденциям.
Например, самыми жаркими за очень
длительный срок также оказались 1990-егг. и
начало XXI в., в особенности в Западной и
Средней Сибири.
Интересный прогноз климатических
изменений, ожидаемых на территории бывшего
СССР до середины XXI в., опубликовал А. А.
Величко. Ознакомиться с этим прогнозом,
подготовленным лабораторией эволюционной
географии Института географии РАН, можно с
помощью составленных той же лабораторией
карт последствий глобального потепления и
уровней дестабилизации геосистем на
территории бывшего СССР.
Были опубликованы и другие прогнозы. Согласно им, потепление климата в целом благоприятно скажется на Севере России, где условия жизни изменятся к лучшему. Однако перемещение к северу южной границы многолетней мерзлоты одновременно создаст целый ряд проблем, поскольку может привести к разрушению зданий, дорог, трубопроводов, построенных с учетом нынешнего распространения мерзлых грунтов. В южных районах страны ситуация окажется более сложной. Например, сухие степи могут стать еще более засушливыми. И это не говоря уже о подтоплении многих портовых городов и прибрежных низменностей.
Обсуждение глобальных изменений климата, также называемых глобальным потеплением, может быть очень сложным. К счастью, эту проблему можно объяснить довольно просто. Вот основные сведения, которые необходимо знать об изменении климата:
Более теплая земля и океаны
Климат нагревался и охлаждался много раз в течение геологической истории Земли. Однако глобальное увеличение средней температуры, которое мы наблюдали в последние десятилетия, стало относительно быстрым и довольно значительным. Это приводит к более теплым температурам воздуха в атмосфере, на суше и в воде почти на всей нашей планете.
Меньше льда и меньше снега
Повышение температуры привело к увеличению таяния большинства мировых ледников. Кроме того, ледяные покровы Гренландии и Антарктиды теряют объем, а морской лед покрывает все меньшую часть Арктики, и значительно истончается. Зимний снежный покров в большинстве районов становится слабее. Уровни моря растут, как из-за таяния льдов, так и из-за того, что более теплая вода занимает больше места.
Менее предсказуемая погода
Хотя термин «климат» относится к долгосрочной статистике по многим аспектам температуры и осадков, погода является более непосредственным явлением, и это то, что мы чувствуем в повседневности. Глобальное изменение климата трансформирует наш опыт погодных событий по-разному в зависимости от того, где мы живем. Общие изменения включают более частые и сильные дожди, регулярные зимние оттепели или постоянные засухи.
Парниковый эффект
Человеческая деятельность выделяет в атмосфере многие газы, создающие парниковый эффект. Парниковые газы сдерживают солнечную энергию, которая была отражена земной поверхностью. Затем это тепло перенаправляется в сторону земли, увеличивая температуру. Большая часть наблюдаемого потепления вызвана этими газами.
Как образовывается парниковый газ?
Самыми важными парниковыми газами являются углекислый газ и метан. Они выпускаются в атмосферу при добыче, обработке и сжигании ископаемых видов топлива (таких, как уголь, нефть и природный газ). Еще эти газы высвобождаются когда мы вырубаем , ведь деревья поглощают вредный CO2, а также при некоторых видах сельскохозяйственной деятельности.
Последствия глобального потепления
Последствия глобального потепления включают более частые прибрежные наводнения, аномальную жару, экстремальные количества осадков, отсутствие продовольственной безопасности и уязвимость в городах. Последствия глобального потепления ощущаются (и будут ощущаться) по-разному в разных частях мира. Глобальное изменение климата, как правило, больше затрагивает тех, у кого нет экономических средств для разработки способов адаптации к изменениям.
Конечно, изменение климата влияет не только на людей, но и на остальную часть . Глобальное потепление имеет мало положительных последствий. Прибыль в сельском хозяйстве, часто упоминаемая как положительная, не может компенсировать проблем вредителей (включая инвазивные виды), засух и суровых погодных явлений.
Мы можем уменьшить проблему глобального потепления путем сокращения выбросов парниковых газов. Мы также можем захватывать углекислый газ, самый распространенный парниковый газ, из атмосферы и безопасно хранить его на земле. Кроме того, следует инвестировать в инфраструктуру, транспорт и сельское хозяйство, чтобы адаптироваться к неизбежным изменениям, вызванными глобальным потеплением.
Глобальное потепление и другие необратимые перемены в окружающей среде вызывают опасения у многих ученых.
Чем России грозит изменение климата? Смещение климатических зон, нашествия насекомых, губительные природные катаклизмы и неурожаи - в подборке РИА Новости.
Изменение климата привело к нашествию клещей в России
Изменение климата привело к сильному росту численности и быстрому распространению клещей в центральной России, на Севере, в Сибири и на Дальнем Востоке, сообщает Всемирный фонд дикой природы (WWF) России.
"Все более частые, чем ранее, теплые зимы и весны, приводят к тому, что больший процент клещей успешно перезимовывает, их численность растет, и они расползаются по все большей территории. Прогнозы изменений климата на ближайшие десятилетия однозначно говорят, что тенденции не изменятся, а значит, сами клещи не уползут и не погибнут, и проблема будет лишь обостряться", - говорит руководитель программы "Климат и энергетика" WWF России Алексей Кокорин, чьи слова приводит фонд.
По данным WWF, в регионах, где клещи были всегда, их становится больше. Это Пермский край, Вологодская, Костромская, Кировская и другие области, Сибирь и Дальний Восток. Но хуже, что клещи появились там, где их "не знают". Они распространяются и на север Архангельской области, и запад, и даже юг России. Если раньше опасными в отношении клещевого энцефалита считались только два самых северных района Московской области - Талдомский и Дмитровский, то теперь клещи замечены в средней части области и даже на юге, отмечает WWF.
"Самыми опасными месяцами, когда клещи наиболее активны, являются май и июнь, хотя вспышки активности бывают и в конце лета. Самыми опасными местами - мелколесье лиственных пород деревьев - молодые березняки и осинники, опушки и участки леса с высокой травой. Гораздо менее опасны хвойные леса, особенно если в них мало травы", - подчеркивает фонд.
Как добавляют экологи, "зараженность"самих клещей, которые переносят очень тяжелые болезни: энцефалит, болезнь Лайма (боррелиоз), не изменилась. По-прежнему, переносчиками самой опасной болезни - энцефалита - являются лишь 1-2 клеща из тысячи. Других болезней - несколько десятков из тысячи. Но самих клещей стало больше и, главное, появились они в новых местах.
Позитивный эффект от изменений климата для РФ будет недолгим
Положительные последствия изменения климата для российского сельского хозяйства, о которых ранее в интервью заявил глава Минсельхоза Николай Федоров, по-видимому, будут кратковременными и могут сойти на нет уже к 2020 году, сказал РИА Новости координатор программы "климат и энергетика"Всемирного фонда дикой природы (WWF) России Алексей Кокорин.
Министр сельского хозяйства Николай Федоров в интервью в среду заявил, что изменение климата и, в частности, потепление будут в интересах страны, поскольку территория вечной мерзлоты, на которую сегодня приходится около 60% территории РФ, будет сокращаться, а площади земель, благоприятных для ведения сельского хозяйства, напротив, увеличиваться.
По словам Кокорина, Институт сельскохозяйственной метеорологии Росгидромета в Обнинске для всех макрорегионов России достаточно подробно проанализировал возможные сценарии изменения климата и их влияние на условия для ведения сельского хозяйства в стране.
"Получается, что, действительно, некоторое время может быть так называемое позитивное влияние на условную климатическую урожайность. Но потом, в каких-то случаях с 2020 года, в каких-то с 2030, в зависимости от сценария, все равно это идет вниз", - сказал Кокорин.
"То есть, конечно, каких-то катастрофических вещей, которые прогнозируются, скажем, для Узбекистана или для тех или иных африканских стран, не ожидается. Более того, небольшой позитивный и кратковременный эффект ожидается - но тут всегда надо оговариваться, во-первых, о каком периоде времени мы говорим, во-вторых, о том, что потом все равно пойдет, к сожалению, минус", - добавил эксперт.
Кокорин напомнил, что одним из последствий изменения климата будет увеличение масштабов и частоты опасных погодных явлений, которые могут наносить очень значительный ущерб фермерам конкретного региона. Это означает, что необходимо совершенствовать систему страхования в сельском хозяйстве, которая, по словам Кокорина, "с одной стороны, уже работает, с другой - работает пока со сбоями". В частности, необходимо налаживать взаимодействие между производителями сельхозпродукции, страховыми компаниями и региональными подразделениями Росгидромета.
Температура зимой в РФ к середине века может вырасти на 2-5 градусов
Температура в зимний период на всей территории России к середине XXI века может увеличиться из-за глобального изменения климата на два-пять градусов Цельсия, предупреждает МЧС РФ.
"Наибольшее потепление коснется зимы… в середине XXI века повышение на 2-5 градусов прогнозируется на всей территории страны", - говорится в прогнозе центра "Антистихия"на 2013 год. По данным его экспертов, на большей части европейской территории России и западной Сибири повышение температуры зимой в период до 2015 года может составить один-два градуса.
"Повышение летних температур будет менее выраженным и составит 1-3 градуса к середине столетия", - отмечается в документе.
Как сообщалось ранее, темпы потепления на территории России за 100 лет в полтора-два раза быстрее, чем во всем мире, а за последнее десятилетие скорость потепления в стране возросла в несколько раз по сравнению с ХХ веком.
Климат в России уже век теплеет почти вдвое быстрее, чем во всем мире
Темпы потепления на территории России за 100 лет вследствие глобального изменения климата в полтора-два раза быстрее, чем во всем мире, предупреждает МЧС РФ.
"За последние 100 лет повышение температуры в среднем по территории России в полтора-два раза превысило глобальное потепление в целом по Земле", - говорится в прогнозе центра "Антистихия"на 2013 год.
В документе отмечено, что в ХХI веке основная часть территории России "будет находиться в области более значительного потепления по сравнению с глобальным". "При этом потепление будет существенно зависеть от времени года и региона, особенно это коснется Сибири и субарктических регионов", - указано в прогнозе.
В последние годы число опасных природных явлений и крупных техногенных катастроф неуклонно растет. Риски ЧС, возникающие в процессе глобального изменения климата и хозяйственной деятельности, несут значительную угрозу для населения и объектов экономики страны.
По данным МЧС, в зонах возможного воздействия поражающих факторов при авариях на критически важных и потенциально опасных объектах проживают свыше 90 миллионов россиян, или 60% населения страны. Годовой экономический ущерб (прямой и косвенный) от ЧС различного характера может достигать 1,5-2% валового внутреннего продукта - от 675 до 900 миллиардов рублей.
Потепление климата приводит к увеличению количества снега в Сибири
Глобальное изменение климата приводит к разрастанию снежного покрова в Северном полушарии и в Сибири, заявил в четверг директор Института географии РАН Владимир Котляков, выступая на Всемирном форуме снега.
"Возникает парадокс - при потеплении, которое сейчас характерно, становится на Земле больше снега. Это происходит на больших пространствах Сибири, где снега больше, чем было один-два десятилетия назад", - сказал почетный президент Русского географического общества Котляков.
По словам географа, тенденцию разрастания площади снегов в Северном полушарии ученые наблюдают с 1960-х годов, когда начались спутниковые наблюдения за распространением снежного покрова.
"Сейчас эпоха глобального потепления, и по мере увеличения температуры воздуха растет и влагосодержание воздушных масс, поэтому в холодных районах возрастает количество выпадающего снега. Это свидетельствует о большой чувствительности снежного покрова к любым изменениям в составе атмосферы и ее циркуляции, и об этом надо помнить при оценке любых антропогенных воздействий на окружающую среду", - объяснил ученый.
В целом, в Северном полушарии снега гораздо больше, чем в Южном, где его распространению мешает океан. Так, в феврале снегом покрыты 19% площади земного шара, при этом 31% площади Северного полушария и 7,5% площади Южного полушария.
"В августе снег покрывает только 9% всего земного шара. В Северном полушарии снежный покров в течение года меняется более чем в семь раз, а в Южном - менее чем вдвое", - добавил Котляков.
По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) США, в декабре 2012 года общая площадь снежного покрова в Северном полушарии стала самой большой за более чем 130 лет наблюдений - она почти на 3 миллиона квадратных километров превысила среднее значение и на 200 тысяч квадратных километров превысила рекорд 1985 года. В среднем, по данным американских метеорологов, площадь снежного покрова в Северном полушарии зимой росла со скоростью около 0,1% в десятилетие.
Европейская Россия не получит бонусов от потепления, заявил ученый
Расчеты процессов глобального потепления в 21 веке на Восточно-Европейской равнине и в Западной Сибири свидетельствуют, что изменения климата не будут иметь никаких положительных экологических и экономических последствий для этих регионов, заявил заведующий кафедрой метеорологии и климатологии географического факультета МГУ Александр Кислов, выступая на международной конференции "Проблемы адаптации к изменению климата".
Кислов, декан географического факультета МГУ Николай Касимов и их коллеги проанализировали с помощью модели CMIP3 географические, экологические и экономические последствия глобального потепления климата на Восточно-Европейской равнине и в Западной Сибири в 21 веке.
В частности, рассматривались изменения стока рек, состояния вечной мерзлоты, распределения растительного покрова, характеристик заболеваемости населения малярией. Кроме того, изучалось, как реагируют на климатические процессы объемы гидроэнергетических и агроклиматических ресурсов, как меняется продолжительность отопительного периода.
"Климатические изменения практически нигде не приводят к положительным результатам с точки зрения экологии и экономики (кроме снижения затрат на отопление), по крайней мере в краткосрочной перспективе. Ожидается значительное ухудшение гидрологических ресурсов в южной части Восточно-Европейской равнины", - делают вывод ученые.
При этом последствия изменения климата гораздо сильнее выражены на Восточно-Европейской равнине, чем в Западной Сибири.
"Отклик отдельных регионов на глобальные изменения очень разный... в каждом регионе главенствует свой природно-экологический процесс, вызванный изменением климата, например, таяние вечной мерзлоты или процессы опустынивания", - заключил Кислов.
Международная конференция "Проблемы адаптации к изменениям климата" (ПАИК-2011) проводится по поручению правительства РФ Росгидрометом при участии других ведомств, РАН, бизнеса и общественных организаций при поддержке Всемирной метеорологической организации (ВМО), Рамочной конвенции ООН по изменению климата, ЮНЕСКО, Всемирного банка и других международных институтов.
Во встрече, оргкомитет которой возглавляет руководитель Росгидромета Александр Фролов, принимают участие глава Межправительственной группы по изменению климата Раджендра Пачаури, спецпредставитель генсека ООН по вопросам уменьшения опасности бедствий Маргарета Вальстрем, генсек ВМО Мишешь Жарро, представители Всемирного банка, ЮНЕП, российские и зарубежные климатологи и метеорологи, политики, чиновники, экономисты и бизнесмены.
Длительность пожароопасного периода в РФ увеличится до 2015 г на 40%
МЧС РФ прогнозирует увеличение до 2015 года продолжительности пожароопасного периода в средней полосе России на 40%, то есть почти на два месяца, из-за глобального изменения климата.
"Длительность пожароопасного сезона в среднем широтном поясе России может увеличиться на 50-60 дней, то есть на 30-40%, в сравнении с существующими среднемноголетними значениями", - сообщил в пятницу РИА Новости руководитель Центра "Антистихия"МЧС Владислав Болов.
По его словам, это значительно повысит угрозы и риски масштабных чрезвычайных ситуаций, связанных с природными пожарами.
"Наиболее существенно продолжительность пожароопасной обстановки увеличится на юге Ханты-Мансийского автономного округа, в Курганской, Омской, Новосибирской, Кемеровской и Томской областях, Красноярском и Алтайском краях, а также в Якутии", - сказал Болов.
При этом он отметил, что "по сравнению с текущими значениями, прогнозируется увеличение числа дней с пожароопасной обстановкой до пяти дней за сезон для большей части территории страны".
Прошлым летом и частично осенью на значительной части страны полыхали масштабные природные пожары, вызванные аномальной жарой. В 19 субъектах федерации пострадали 199 населенных пунктов, сгорели 3,2 тысячи домов, погибли 62 человека. Общий ущерб составил свыше 12 миллиардов рублей. В этом году огонь также охватил значительные территории, прежде всего, Дальнего Востока и Сибири.
Лесостепь может прийти в Москву к концу века из-за изменения климата
Москва и Московская область через 50-100 лет после окончания текущего "переходного"периода потепления по климатическим условиям будут похожи на лесостепи Курской и Орловской областей с засушливыми летами и теплыми зимами, считает старший научный сотрудник кафедры метеорологии и климатологии Географического факультета МГУ Павел Торопов.
"После окончания переходного климатического процесса, который происходит в настоящее время, климат придет в свое новое более теплое состояние, через 50-100 лет природные зоны могут измениться. Судя по существующим прогнозам, климатические условия будут ближе к ландшафтам и природным условиям лесостепей, которые в настоящее время наблюдаются в Курской и Орловской областях," - сказал на пресс-конференции в РИА Новости Торопов.
По его словам, Москва и область не останутся без снега в результате потепления климата, но будут наблюдаться жаркие засушливые лета и более теплые, мягкие зимы.
"Климат региона изменится существенно, по всей видимости, но в ближайшие 50 лет без снега мы не останемся и не начнем выращивать абрикосы и персики", - добавил Торопов.
Россия может ежегодно терять до 20% зерна из-за изменений климата
Россия может в ближайшие пять-десять лет ежегодно терять до 20% зернового урожая из-за глобального изменения климата на планете и роста засушливости в южных регионах Союзного государства РФ и Белоруссии, говорится в оценочном докладе последствий изменения климата для Союзного государства, опубликованном на сайте Росгидромета.
Доклад "О стратегических оценках последствий изменений климата в ближайшие 10-20 лет для природной среды и экономики Союзного государства"был рассмотрен на заседании совета министров Союзного государства 28 октября 2009 года.
По данным Росстата, на 1 декабря 2009 года сбор зерновых во всех категориях хозяйств составил 102,7 миллиона тонн в бункерном весе. Это соответствует 95,7 миллиона тонн в весе после доработки при среднем значении удельного веса неиспользуемых зерновых отходов в 6,8% в 2004-2008 годах.
В докладе говорится, что важнейшей негативной особенностью ожидаемых изменений климата является сопровождающий процессы потепления рост засушливости в южных регионах Союзного государства.
"Ожидаемый рост засушливости климата может привести к снижению урожайности в основных зернопроизводящих районах России (потенциальные ежегодные потери объемов сбора зерновых культур, при сохранении существующей системы землеобработки и применяемых селекционных видов, могут в ближайшие пять-десять лет достигать в отдельные годы до 15-20% валового сбора зерна), но не окажет, по-видимому, значимого отрицательного влияния на сельское хозяйство достаточно увлажненной Нечерноземной зоны", - отмечается в докладе.
Согласно докладу, в Белоруссии и ряде регионов европейской территории РФ ухудшатся условия произрастания и формирования урожая средних и поздних сортов картофеля, льна, овощных культур (капуста), второго укоса трав.
В документе предлагается для использования дополнительных ресурсов тепла увеличить удельный вес более теплолюбивых и засухоустойчивых культур, расширить пожнивные (поукосные) посевы и объемы ирригационных работ, внедрить системы капельного орошения.
Граница вечной мерзлоты в Арктике отступила до 80 км из-за потепления
Граница вечной мерзлоты в арктических районах России за последние десятилетия отступила вследствие глобального потепления до 80 километров, что усилило процессы деградации почвы, сообщает во вторник МЧС РФ.
Общая площадь районов вечной мерзлоты в России составляет около 10,7 миллиона квадратных километров или порядка 63% территории страны. Здесь сосредоточено более 70% разведанных запасов нефти, порядка 93% природного газа, значительные залежи каменного угля, создана также разветвленная инфраструктура объектов топливно-энергетического комплекса.
"Южная граница ВМ за несколько последних десятилетий сместилась на расстояние от 40 до 80 километров... Усилились процессы деградации (грунта) - появились участки сезонного протаивания (талики) и явления термокарста", - говорится в прогнозе чрезвычайной обстановки на территории РФ на 2012 год, подготовленном МЧС России.
Ведомство также фиксирует изменения температурных режимов верхнего слоя вечной мерзлоты за последние 40 лет.
"Данные наблюдений демонстрируют практически повсеместное увеличение, начиная с 1970 года, среднегодовой температуры верхнего слоя ВМ. На севере европейской территории России оно составило 1,2-2,4 градуса, на севере Западной Сибири - 1, Восточной Сибири - 1,3, в центральной Якутии - 1,5 градуса", - сообщается в документе.
При этом МЧС отмечает влияние деградации вечной мерзлоты на устойчивость различных сооружений, прежде всего, жилых зданий, промышленных объектов и трубопроводов, а также автомобильных и железных дорог, взлетно-посадочных полос и линий электропередачи.
"Это явилось одной из главных предпосылок того, что на территории ВМ в последние годы существенно возросло число аварий и различных повреждений вышеперечисленных объектов", - отмечается в прогнозе.
По данным МЧС РФ, только в Норильском промышленном комплексе около 250 сооружений получили существенные деформации, почти 40 жилых домов снесены или запланированы к сносу.
