О такой проблеме, как глобальное потепление, начали говорить ещё в середине прошлого века. До сих пор этот вопрос является поводом многочисленных дискуссий, темой международных симпозиумов и сюжетов документальных фильмов. Даже далёкий от экологических дисциплин человек знает, что такое глобальное потепление. Оно выражается в увеличении средней температуры климата за 100 прошедших лет.
Но так ли опасно глобальное потепление, как его преподносят учёные и СМИ? Когда оно начнётся? Какие изменения произойдут с планетой из-за потепления климата? Что ждёт человечество в худшем случае? Способно ли мировое сообщество решить проблему глобального потепления?
Документальное фиксирование температуры ведётся в течение 150 лет. За последний век она увеличилась в среднем на 0,5°С. Резкое потепление климата произошло в 1970 годах, когда усилилась индустриальная деятельность. Увеличилась не только температура воздуха, но и воды.
Глобальное потепление привело к интенсивному уменьшению снежного покрова, таянию и отступлению ледников в Антарктике, Гренландии и на высоких горных вершинах. Последствием этого стало поднятие уровня океана примерно на 10 см. Эти и другие явления доказывают то, что глобальное потепление – реальная экологическая проблема.
Глобальное потепление климата непосредственно связано с парниковым эффектом. Он заключается в увеличении температуры нижних слоёв атмосферы относительного теплового излучения Земли. Этот феномен возникает из-за водяного пара, диоксида углерода, метана и других газов, которые поглощают и задерживают солнечную энергию, способствуя нагреву земной поверхности. Факты таковы, что основные природные источники парниковых газов – это:
Однако сам по себе парниковый эффект не представляет угрозы – без него средняя температура Земли составляла бы -18°C. Смысл кроется в том, что человеческая активность за последние несколько десятков лет привела к значительному увеличению концентрации парниковых газов, а, следовательно, и к повышению температуры климата.
Существует ряд других гипотез, объясняющих возникновение глобального потепления на Земле. Спутниковые данные позволяют предположить, что повышение температуры климата вызвано усилением солнечной активности, не характерным для прошлых лет. Однако учёные не располагают полным представлением об изменении активности светила для обнародования конкретных выводов. Основные факты свидетельствуют о том, что причины глобального потепления кроются именно в антропогенной деятельности.
Факторы, значительно увеличивающие концентрацию парниковых газов:
Несмотря на то, что потеплению климата существенно способствовал человек, некоторые учёные всё же предпочитают делить причины глобального потепления на природные и антропогенные.
Глобальное потепление приведёт не только к дальнейшему увеличению температуры поверхности земли, но и к другим изменениям. В результате будет усиливаться выброс парниковых газов. Уровень Мирового океана поднимется на полметра за 100 лет, кроме того, изменится солёность воды. Воздух станет более влажным. Осадки начнут выпадать интенсивнее, их распределение изменится, к тому же повысится порог максимума температур. Ускорится таяние ледников.
Глобальное потепление отразится на протекании погодных явлений: ветры и циклоны усилятся и участятся. Природные катаклизмы, например, наводнения и ураганы, будут происходить регулярнее, а их масштаб увеличится в разы.
Экологи выделяют несколько регионов земли, на которых особенно сильно отразятся последствия глобального потепления:
В тропиках и субтропиках будет выпадать меньше дождей. В результате глобального потепления засушливые районы Земли и пустыни увеличатся в площади, а вечная мерзлота продвинется дальше на север.
Из-за потепления климата сместятся места обитания биологических видов, что в свою очередь поставит под угрозу сохранность живых существ, возникнет серьёзная опасность вымирания организмов.
Одним из противоречивых последствий глобального потепления является глобальное похолодание. Изменение плотности вод океана, вызванное потеплением климата, приведёт к тому, что картина морских течений станет подобной той, которая была при ледниковом периоде.
Увеличение числа промышленных предприятий, свалок и слив отходов, разработка месторождений нефти и газа будут вести к необратимому изменению состава воздушной оболочки Земли.
По оптимистическому сценарию, согласно которому выброс парниковых газов будет оставаться на прежнем уровне, критическая ситуация настанет на планете через 300 лет. В противном случае необратимые последствия будут наблюдаться уже через 100 лет.
Глобальное потепление приведёт к изменениям не только в биосфере, но и в экономической деятельности и в обществе. Разрастание районов засух повлечёт сокращение посевных площадей, сельское хозяйство придёт в упадок. Развитые страны столкнутся с проблемой голода и нехватки питьевой воды.
Какими бы пессимистичными ни были сценарии развития глобального потепления, человечество ещё в состоянии предпринять меры, для того чтобы Земля не стала похожа на Венеру. Наиболее перспективными на сегодняшний день считаются два основных направления борьбы с глобальным потеплением:
Однако до конца не ясно, внедрение какого метода позволит с большей долей вероятности избежать катастрофических последствий потепления климата. Более того, эффективность применения обеих мер неоднократно ставилась под сомнение.
Радикально уменьшить количество выбросов будет всё сложнее с усилением экономической деятельности развивающихся стран. Для обеспечения стремительных темпов роста ВВП необходимы колоссальные энергетические ресурсы, источником которых выступают нефть, газ и уголь. Сжигание природных ископаемых – основная причина выброса больших количеств углекислого газа. В силу масштаба и финансовых затрат не представляется возможным переоборудовать старые промышленные предприятия по современным экологическим стандартам. Международные соглашения, в частности Киотский протокол 1997 года о контроле парниковых газов, терпят неудачу.
Второе направление по борьбе с глобальным потеплением связано с использованием биоинженерных технологий. В настоящее время создаются установки по закачке углекислого газа в специальные шахты. Учёные работают над неординарными решениями, такими как применение аэрозолей для изменения отражательной способности верхних слоёв атмосферы в сторону повышения. Будет ли это эффективно – пока неизвестно.
Совмещение двух методов в перспективе позволит добиться лучших результатов. Совершенствование нейтрализаторов и систем сжигания топлива в автомобилях не только сократит выброс парниковых газов, но и уменьшит загрязнение окружающей среды тяжёлыми металлами. Применение альтернативных источников энергии поможет в разы сократить выброс, но на данный момент эти технологии требуют больших финансовых вложений. Важным фактом остаётся то, что производство солнечных батарей и ветряных мельниц также сопровождается колоссальным выбросом.
К менее масштабным, но не менее значимым мерам по устранению глобального потепления можно отнести:
Если международный контроль и масштабные экологические проекты кажутся далёкими от повседневной жизни, то вышеперечисленные методы касаются всех обитателей планеты. Поездка на велосипеде и вегетарианская диета вам не навредят (скорее это будет полезно!), а вовлеченность и неравнодушие тех, кто называет Землю своим домом, поможет предотвратить последствия глобального потепления климата. Как когда-то люди «совместными усилиями» нарушили природный баланс, так и сейчас при заинтересованности каждого будет возможно избежать катастрофических изменений.
Глобальное потепление, вызванное природными и антропогенными причинами, является поистине масштабной проблемой современности. Человек не должен оставаться равнодушным к ней и упускать способы предотвратить изменение климатических условий!
Источник: legkopolezno.ru
Если с самого начала изучать состояние климата нашей планеты, то остается всего два простых вопроса, на которые сравнительно просто ответить:
В поисках ответов на эти вопросы нам, конечно же, не обойтись без науки, однако те данные, которые нам нужны, можно легко проверить.
«>
На самом деле, только два процесса определяют температуру Земли, как и температуру любого объекта, нагреваемого внешним источником:
Источником тепла, которое поглощает Земля, является Солнце.
В течение дня наша планета получает энергию Солнца, а в течение ночи, излучает ее назад в космос. Именно поэтому температура поднимается днем и опускается ночью. Это касается любой другой планеты, которая вращается вокруг своей оси и у которой есть дневная и ночная сторона.
«>
Чтобы посчитать, какой должна быть средняя температура Земли, мы должны сначала понять, какое количество тепла она поглощает. Источник его, как уже говорилось, — Солнце, которое излучает его с измеренной и давно известной мощностью: 3.846 × 1026 Ватт. Чем ближе к Солнцу космический объект, тем больше энергии он получает, и наоборот, чем дальше, тем меньше тепла ему достается. За все время изучения и измерения теплового излучения, исходящего от нашей звезды, разница в показаниях составила лишь ±0.1 %.
В верхних слоях атмосферы Земли излучение Солнца достигает мощности, равной приблизительно 1361 Ватт на квадратный метр.
Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите. Это значит, что в определенное время она расположена ближе к звезде, поглощая больше радиации. Изменение этого эффекта в зависимости от расположения Земли на орбите составляет около ±1.7 %, причем наибольшее количество поглощенной энергии приходится на начало января, а наименьшее — на начало июля.
«>
Но это далеко не все. Солнечный свет, который доходит до Земли, не весь видимый. Тепло переносят и лучи других световых волн, таких как ультрафиолетовые и инфракрасные. Кроме того, у атмосферы нашей планеты есть несколько слоев. Некоторые из них поглощают свет, некоторые позволяют ему достичь поверхности планеты, а некоторые отражают его назад в космос.
Учитывая все сказанное, приблизительно 77 % от подсчитанной энергии на квадратный метр (1361 Ватт) достигает поверхности Земли в тот момент, когда Солнце находится в зените. Чем ближе к горизонту Солнце, тем меньше тепла от его лучей получает земная поверхность.
Часть этой энергии поглощается поверхностью, в то время как другая часть отражается. Наибольшее количество солнечных лучей отражают облака, вторыми по эффективности «отражателями» являются ледники и сухой песок. Лучше всего поглощают тепло океаны, леса, плодородные почвы и саванны. В зависимости от сезонных изменений и погодных условий определенные места могут отражать или поглощать большее количество энергии.
В среднем однако Земля очень последовательна: 31 % энергии, попадающей на ее поверхность, отражается, в то время как 69 % поглощается. Несмотря на другие перемены, эти данные менялись очень мало за всю историю наблюдений.
Мы можем легко вычислить среднюю температуру Земли, зная все эти факторы и обладая необходимыми данными, среди которых:
Каков же результат?
Судя по данным, средняя температура планеты должна составлять 255 К, то есть -18 °C, что значительно ниже температуры замораживания. Это абсурдно, и категорически не соответствует действительности. Вместо этого средняя температура составляет 288 К или 15 °C, что намного теплее, чем те прогнозы, которые мы так кропотливо до этого вычисляли. То есть она вполне умеренная, и никак не ниже температуры замерзания воды.
Разница в выполненных нами подсчетах и реальных данных произошла оттого, что мы не приняли во внимание один очень важный факт – изоляционную способность атмосферы Земли.
Как мы уже отметили, Земля отражает часть тепла, которое проходит сквозь несколько слоев атмосферы. Однако отражаемое тепло на пути в открытый космос проходит все то же количество слоев атмосферы, что и на пути к поверхности Земли. Инфракрасное излучение, исходящее от Земли, не сразу проходит сквозь атмосферу — часть энергии задерживается в газах, составляющих слои атмосферы. В зависимости от того, из каких газов состоит атмосфера, большее или меньшее количество тепла задерживается в их молекулах.
«>
Для инфракрасного излучения азот и кислород, из которых состоит большая часть нашей атмосферы, словно не существуют, пропуская лучи, практически не задерживая их. Но есть три газа, которые гораздо более придирчивы к инфракрасным лучам земной радиации. Их еще называют парниковыми:
Когда они присутствуют в атмосфере любой планеты, то действуют одинаково – как одеяло, наброшенное поверх теплокровного животного. Они препятствуют потере тепла, сохраняя его.
В случае с одеялом, животное сможет вырабатывать меньше собственного тепла, необходимого для поддержания постоянной температуры. Если одеяло теплее и толще или если тонких одеял много, они сохраняют большее количество тепла. По тому же принципу мы надеваем несколько слоев одежды в холодное время года. Чем лучше теплоизоляция, тем теплее.
Для планеты, такой как наша Земля, эти газы препятствуют прохождению инфракрасных лучей сквозь атмосферу, вместо этого поглощая их и излучая тепло обратно к поверхности.
Чем больше этих газов, тем теплее становится планета. Человечество не в состоянии поменять количество поглощаемого и излучаемого тепла, но мы можем повлиять на количество парниковых газов в атмосфере.
«>
Содержание водяного пара в атмосфере определяется мировым океаном, местной температурой и влажностью. Обычно человеческая деятельность не влияет на содержание водяных паров в атмосфере. Концентрация двух других парниковых газов (CO2 и CH4), тем не менее, определена прежде всего именно человеческой деятельностью.
Хорошо известно, например, что содержание углекислого газа в нижних слоях атмосферы повысилось больше чем на 50 % со времен индустриальной революции (XVIII в.). В основном рост CO2 обусловлен горением ископаемого топлива.
Все это приводит к очень ясному заключению: если мы увеличиваем концентрацию абсорбирующих инфракрасное излучение парниковых газов в нашей атмосфере, температура Земли повышается. Учитывая то, что температурные показатели недвусмысленно демонстрируют, что Земля нагревается, получается, что мы набросили дополнительные «одеяла» на нашу атмосферу. Остается лишь обдумать некоторые причинно-следственные связи.
Конечно, нельзя опытным путем доказать, что деятельность человека является причиной глобального потепления. Тот вывод, который мы только что сделали, является пусть и основанным на подтвержденных научных данных, но все же умозаключением. А это для многих не считается доказательством. Однако ни один другой известный нам фактор не может объяснить такое быстрое потепление — ни Солнце, ни вулканы, ни любое другое природное явление, о котором мы знаем.
Земля нагревается очень быстро, и люди, пусть даже отчасти, но все же в ответе за это. Вы согласны с этим?
Источник: homsk.com
«Должны» заменили на «следовало бы»
На этапе обсуждения договора Россия выступала за то, чтобы соглашение носило юридически обязывающий характер для всех стран. Против этого выступали США. Как заявил неназванный дипломат, слова которого приводит агентство Associated Press, американская делегация настояла на том, чтобы в итоговом документе в разделе о показателях по сокращению выбросов в атмосферу слово «должны» было заменено на «следовало бы».
Такая структура договора позволяет обойтись без ратификации документа в Конгрессе США, который настроен крайне скептично в отношении экологической политики Обамы.
Конкретных обязательств нет
Другим предложением РФ было разделение ответственности за выбросы между всеми странами. Однако против этого выступили развивающиеся страны. По их мнению, большая часть нагрузки должна ложиться на развитые государства, которые долгое время являлись основными источниками выбросов. Между тем, сейчас в первую пятерку «загрязнителей» планеты, наряду с США и ЕС, входят Китай и Индия, которые считаются развивающимися странами. Россия находится на пятом месте по уровню выбросов СО2.
Как отметил французский эколог Николя Юло, в ходе конференции некоторые страны, такие как Саудовская Аравия, «приложили все усилия, чтобы максимально ослабить соглашение и вычеркнуть из него неудобные формулировки касательно сокращения выбросов и перехода к новым источникам энергии вместо традиционных углеводородов».
В результате в тексте документа отсутствуют какие-либо конкретные обязательства государств по снижению выбросов парниковых газов: предполагается, что каждая из стран будет самостоятельно определять свою политику в этой сфере.
Данный подход обусловлен тем, что среди стран — участников конференции — государства с разными возможностями, что не позволяет предъявлять им единые требования.
США «за все платить не собираются»
Еще одним пунктом, по которому страны долго не могли прийти к соглашению, стал вопрос финансирования. Несмотря на принятое решение продолжать выделять средства в Зеленый фонд, в Парижском договоре отсутствуют четко прописанные механизмы распределения средств и обязательств развитых стран.
В начале саммита президент Барак Обама признал, что Соединенные Штаты как один из главных «загрязнителей» планеты должны нести ответственность за сохранение окружающей среды для будущих поколений. Однако в кулуарах встречи члены делегации США четко дали понять, что «за все платить не собираются» и что они рассчитывают на активную финансовую поддержку других стран, таких как богатые нефтяные монархии Персидского залива.
Источник: tass.ru
О глобальном потеплении сейчас говорится и пишется много. Чуть ли ни каждый день появляются новые гипотезы, опровергаются старые. Нас постоянно пугают, тем, что нас ожидает в будущем (Хорошо запомнился комментарий одного из читателей журнала www.priroda.su «Нас так долго и страшно пугают, что уже и не страшно»). Многие высказывания и статьи откровенно противоречат друг другу, вводя нас в заблуждение. Глобальное потепление для многих уже стало «глобальной путаницей», а некоторые и вовсе потеряли всяческий интерес к проблеме изменения климата. Попробуем систематизировать имеющуюся информацию, создав своего рода мини энциклопедию о глобальном потеплении.
1. Что такое глобальное потепление?
2. Способы получения информации о климатических изменениях
3. Факты, свидетельствующие о глобальном потеплении
4. Причины глобального потепления
5. Человек и парниковый эффект
6. Факторы, ускоряющие и замедляющие глобальное потепление
7. Возможные сценарии глобальных климатических изменений
8. Последствия глобального потепления
9. Способы предотвращения глобального потепления
1. Глобальное потепление — процесс постепенного роста средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана, вследствие всевозможных причин (увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере Земли, изменение солнечной или вулканической активности и т.д.). Очень часто в качестве синонима глобального потепления употребляют словосочетание «парниковый эффект», но между этими понятиями есть небольшая разница. Парниковый эффект – это увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана вследствие роста в атмосфере Земли концентраций парниковых газов (углекислый газ, метан, водяной пар и т.д.). Эти газы выполняют роль плёнки или стекла теплицы (парника), они свободно пропускают солнечные лучи к поверхности Земли и задерживают тепло, покидающее атмосферу планеты. Более детально этот процесс мы рассмотрим ниже.
Впервые о глобальном потеплении и парниковом эффекте заговорили в 60-ых годах XX века, а на уровне ООН проблему глобального изменения климата впервые озвучили в 1980 году. С тех пор над этой проблемой ломают головы многие учёные, зачастую, взаимно опровергая теории и предположения друг друга.
2. Способы получения информации о климатических изменениях
Существующие технологии позволяют достоверно судить об имеющих место климатических изменениях. Учёные при обосновании своих теорий климатических изменений используют следующие «инструменты»:
— исторические летописи и хроники;
— метеорологические наблюдения;
— спутниковые измерения площади льдов, растительности, климатических зон и атмосферных процессов;
— анализ палеонтологических (останки древних животных и растений) и археологических данных;
— анализ осадочных океанических пород и отложений рек;
— анализ древних льдов Арктики и Антарктиды (соотношение изотопов O16 и О18);
— измерение скорости таяния ледников и вечной мерзлоты, интенсивность образования айсбергов;
— наблюдение за морскими течениями Земли;
— наблюдение за химическим составом атмосферы и океана;
— наблюдение за изменениями ареалов (мест обитания) живых организмов;
— анализ годовых колец деревьев и химического состава тканей растительных организмов.
3. Факты, свидетельствующие о глобальном потеплении
Палеонтологические данные свидетельствуют о том, что климат Земли не был постоянным. Тёплые периоды, сменялись холодными ледниковыми. В тёплые периоды среднегодовая температура Арктических широт поднималась до 7 — 13°С, а температура самого холодного месяца января составляла 4-6 градусов, т.е. климатические условия в нашей Арктике мало отличались от климата современного Крыма. На смену тёплым периодам рано или поздно приходили похолодания, во время которых льды достигали современных тропических широт.
Человек был тоже свидетелем ряда климатических изменений. В начале второго тысячелетия (11-13 века) исторические хроники свидетельствуют о том, что большая площадь Гренландии не была покрыта льдами (именно поэтому норвежские мореплаватели её окрестили «зелёной землёй»). Затем климат Земли стал суровей, и Гренландия практически полностью покрылась льдами. В 15-17 века суровые зимы достигли своего апогея. О суровости зим того времени свидетельствуют многие исторические летописи, а также художественные произведения. Так на известной картине голландского художника Ян Ван Гойена «Конькобежцы» (1641) изображено массовое катание на коньках по каналам Амстердама, в настоящее время каналы Голландии уже давным давно не замерзают. В средневековые зимы замерзала даже река Темза в Англии. В 18 веке было отмечено незначительное потепление, которое достигло своего максимума в 1770 году. 19 век снова ознаменовался очередным похолоданием, которое продолжалось вплоть до 1900 года, а с начала 20 века уже началось довольно таки быстрое потепление. Уже к 1940 году в Гренландском море количество льдов сократилось вдвое, в Баренцевом – почти на треть, а в Советском секторе Арктике площадь льдов в сумме сократилась почти на половину (1 млн. км2). В этот период времени даже обычные суда (не ледоколы) спокойно проплывали северным морским путём от западных до восточных окраин страны. Именно тогда было зафиксировано значительное повышение температуры арктических морей, отмечено значительное отступление ледников в Альпах и на Кавказе. Общая площадь льда Кавказа снизилась на 10%, а толщина льда местами уменьшилась на целые 100 метров. Повышение температуры в Гренландии составило 5°С, а на Шпицбергене все 9°С.
В 1940 потепление сменилось кратковременным похолоданием, в скором времени на смену которого, пришло очередное потепление, а с 1979 года начался быстрый рост температуры поверхностного слоя атмосферы Земли, который вызвал очередное ускорение таяния льдов Арктики, Антарктики и повышение зимних температур в умеренных широтах. Так, за последние 50 лет, толщина арктических льдов уменьшилась на 40%, а жители ряда сибирских городов стали для себя отмечать, что крепкие морозы уже давно остались в прошлом. Средняя зимняя температура в Сибири повысилась почти на десять градусов за последние пятьдесят лет. В некоторых областях России безморозный период увеличился на две-три недели. Ареал обитания многих живых организмов сместился к северу вслед за растущими средними зимними температурами, об этих и других последствиях глобального потепления мы поговорим ниже.Особенно наглядно о глобальных изменениях климата свидетельствуют старые фотографии ледников (все фото сделаны в одном и том же месяце).
В целом за последние сто лет средняя температура поверхностного слоя атмосферы повысилась на 0,3–0,8°С, площадь снежного покрова в северном полушарии снизилась на 8%, а уровень Мирового океана поднялся в среднем на 10–20 сантиметров. Эти факты вызывают определённую озабоченность. Остановится ли глобальное потепление или дальнейший рост среднегодовой температуры на Земле продолжится, ответ на этот вопрос появится только тогда, когда будут точно установлены причины происходящих климатических изменений.
4. Причины глобального потепления
До сих пор учёные со 100% уверенностью не могут сказать, что вызывает климатические изменения. В качестве причин глобального потепления выдвигается множество теорий и предположений. Перечислим основные, заслуживающие внимания, гипотезы. С остальными гипотезами Вы можете ознакомится на нашем форуме. Там же Вы можете поделиться своим видением проблемы глобального потепления.
Гипотеза 1- Причиной глобального потепления является изменение солнечной активности
Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности нашего светила – Солнца. Поэтому даже самые малые изменения активности Солнца непременно сказываются на погоде и климате Земли. Выделяют 11-летние, 22-летние, а также 80-90 летние (Глайсберга) циклы солнечной активности.
Вполне вероятно, что наблюдаемое глобальное потепление связано с очередным ростом солнечной активности, которая в будущем может снова пойти на убыль.
Гипотеза 2 — Причина глобального потепление – изменение угла оси вращения Земли и её орбиты
Югославский астроном Миланкович предположил, что циклические изменения климата во многом связаны с изменением орбиты вращения Земли вокруг Солнца, а также изменением угла наклона оси вращения Земли, по отношению к Солнцу. Подобные орбитальные изменения положения и движения планеты вызывают изменение радиационного баланса Земли, а значит и её климата. Миланкович, руководствуясь своей теорией, вполне точно рассчитал времена и протяжённость ледниковых периодов в прошлом нашей планеты. Климатические изменения, вызванные изменением орбиты Земли, происходят обычно в течение десятков, а то и сотен тысяч лет. Наблюдаемое же в настоящий момент времени относительно быстрое изменение климата, по-видимому, происходит в результате действия ещё каких-то факторов.
Гипотеза 3 – Виновник глобальных климатических изменений – океан
Мировой океан – огромный инерционный аккумулятор солнечной энергии. Он во многом определяет направление и скорость движения тёплых океанических, а также воздушных масс на Земле, которые в сильной степени влияют на климат планеты. В настоящий момент времени мало изучена природа циркуляции тепла в водной толщи океана. Так известно, что средняя температура вод океана составляет 3,5°С, а поверхности суши 15°С, поэтому интенсивность теплообмена между толщей океана и приземным слоем атмосферы может приводить к значительным климатическим изменениям. Кроме того, в водах океана растворено большое количество СО2 (около 140 трлн. тонн, что в 60 раз больше, чем в атмосфере) и ряда других парниковых газов, в результате определённых природных процессов эти газы могут поступать в атмосферу, существенным образом оказывая влияние на климат Земли.
Гипотеза 4 – Вулканическая активность
Вулканическая активность является источником поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и большого количества углекислого газа, что также может значительным образом сказаться на климате Земли. Крупные извержения первоначально сопровождаются похолоданием вследствие поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и частиц сажи. Впоследствии, поступивший в ходе извержения CO2 вызывает рост среднегодовой температуры на Земле. Последующее долговременное снижение вулканической активности способствует увеличению прозрачности атмосферы, а значит и повышению температуры на планете.
Гипотеза 5 – Неизвестные взаимодействия между Солнцем и планетами Солнечной системы
В словосочетании «Солнечная система» не зря упоминается слово «система», а в любой системе, как известно, присутствуют связи между её компонентами. Поэтому не исключено, что взаимное положение планет и Солнца может влиять на распределение и силу гравитационных полей, солнечной энергии, а также других видов энергии. Все связи и взаимодействия между Солнцем, планетами и Землёй пока ещё не изучены и не исключено, что они оказывают значительное влияние на процессы, происходящие в атмосфере и гидросфере Земли.
Гипотеза 6 – Изменение климата может происходить само по себе без каких-либо внешних воздействий и деятельности человека
Планета Земля настолько большая и сложная система с огромным количеством структурных элементов, что её глобальные климатические характеристики могут ощутимо изменяться без всяких изменений солнечной активности и химического состава атмосферы. Различные математические модели показывают, что на протяжении века, колебания температуры приземного слоя воздуха (флуктуации) могут достигать 0,4°С. В качестве сравнения можно привести температуру тела здорового человека, которая варьирует течение дня и даже часа.
Гипотеза 7 – Всему виной человек
Самая популярная на сегодняшний день гипотеза. Высокая скорость климатических изменений, происходящих в последние десятилетия, действительно может быть объяснима всё возрастающей интенсификацией антропогенной деятельности, которая оказывает заметное влияние на химический состав атмосферы нашей планеты в сторону увеличения содержания в ней парниковых газов. Действительно повышение средней температуры воздуха нижних слоёв атмосферы Земли на 0,8°С за последние 100 лет – слишком высокая скорость для естественных процессов, ранее в истории Земли такие изменения происходили в течение тысячелетий. Последние десятилетия добавили ещё большей весомости этому аргументу, так как изменения средней температуры воздуха происходили еще большими темпами — 0,3-0,4°С за последние 15 лет!
Вполне вероятно, что имеющее место в настоящее время глобальное потепление результат действия многих факторов. С остальными гипотезами, происходящего глобального потепления Вы можете ознакомиться здесь.
5.Человек и Парниковый эффект
Приверженцы последней гипотезы, отводят ключевую роль в глобальном потеплении человеку, который кардинальным образом меняет состав атмосферы, способствуя росту парникового эффекта атмосферы Земли.
Парниковый эффект в атмосфере нашей планеты вызван тем, что поток энергии в инфракрасном диапазоне спектра, поднимающийся от поверхности Земли, поглощается молекулами газов атмосферы, и излучается обратно в разные стороны, в результате половина поглощенной молекулами парниковых газов энергии возвращается обратно к поверхности Земли, вызывая её разогрев. Следует отметить, что парниковый эффект – это естественное атмосферное явление. Если бы на Земле вообще не было парникового эффекта, то средняя температура на нашей планеты была бы около -21°С, а так, благодаря парниковым газам, она составляет +14°С. Поэтому, чисто теоретически, деятельность человека, сопряжённая с выбросом парниковых газов в атмосферу Земли, должна приводить к дальнейшему разогреву планеты.
Познакомимся подробнее с парниковыми газами, способными потенциально вызвать глобальное потепление. Парниковым газом номер один является водяной пар, его вклад в существующий атмосферный парниковый эффект составляет 20,6 °С. На втором месте находится СО2, его вклад составляет около 7,2°С. Рост содержания в атмосфере Земли углекислого газа сейчас вызывает наибольшую озабоченность, так как растущее активное использование углеводородов человечеством продолжится и в ближайшем будущем. За последние два с половиной века (с начала индустриальной эры) содержание СО2 в атмосфере уже выросло приблизительно на 30%.
На третьем месте нашего «парникового рейтинга» находится озон, его вклад в общее глобальное потепление составляет 2,4 °С. В отличие от других парниковых газов, деятельность человека наоборот вызывает уменьшение содержания озона в атмосфере Земли. Далее следует закись азота, её вклад в парниковый эффект оценивается в 1,4°С. Содержание закиси азота в атмосфере планеты имеет тенденцию к росту, за последние два с половиной века концентрация этого парникового газа в атмосфере выросла на 17%. Большое количество закиси азота поступает в атмосферу Земли в результате сжигания различных отходов. Список основных парниковых газов завершает метан, его вклад в суммарный парниковый эффект составляет 0,8°С. Содержание метана в атмосфере растёт очень быстро, за два с половиной столетия этот рост составил 150%. Основными источниками метана в атмосфере Земли являются разлагающиеся отходы, крупный рогатый скот, а также распад природных соединений, содержащих в своём составе метан. Особое опасение вызывает то, что способность поглощать инфракрасное излучение на единицу массы у метана в 21 раз выше, чем у углекислого газа.
Наибольшая роль в имеющем место глобальном потеплении отводиться водяному пару и углекислому газу. На их долю приходится более 95% всего парникового эффекта. Именно благодаря этим двум газообразным веществам происходит разогрев атмосферы Земли на 33°С. Антропогенная деятельность оказывает наибольшее влияние на рост в атмосфере Земли концентрации углекислого газа, а содержание водяного пара в атмосфере растёт вслед за температурой на планете, вследствие увеличения испаряемости. Общий техногенный выброс СО2 в атмосферу Земли составляет 1.8 млрд. т/год, общее количество углекислого газа, которое связывает растительность Земли в результате фотосинтеза составляет 43 млрд. т/год, но почти всё это количество углерода в результате дыхания растений, пожаров, процессов разложения снова оказывается в атмосфере планеты и только 45 млн.т/год углерода оказывается депонированной в тканях растений, болотах суши и глубинах океана. Эти цифры показывают, что деятельность человека потенциально может являться ощутимой силой, влияющей на климат Земли.
6. Факторы, ускоряющие и замедляющие глобальное потепление
Планета Земля настолько сложная система, что существует множество факторов, которые прямо или косвенно влияют на климат планеты, ускоряя или замедляя глобальное потепление.
Факторы, ускоряющие глобальное потепление:
+ эмиссия CO2, метана, закиси азота в результате техногенной деятельности человека;
+ разложение, вследствие повышения температуры, геохимических источников карбонатов с выделением СО2. В земной коре содержится в связанном состоянии углекислого газа в 50000 раз больше, чем в атмосфере;
+ увеличение содержания в атмосфере Земли водяного пара, вследствие роста температуры, а значит и испаряемости воды океанов;
+ выделение CO2 Мировым океаном вследствие его нагревания (растворимость газов при повышении температуры воды падает). С ростом температуры воды на каждый градус растворимость в ней CO2 падает на 3%. В Мировом океане содержится в 60 раз больше CO2, чем в атмосфере Земли (140 триллионов тонн);
+ уменьшение альбедо Земли (отражающей способности поверхности планеты), вследствие таяния ледников, смены климатических зон и растительности. Морская гладь отражает значительно меньше солнечных лучей, чем полярные ледники и снега планеты, горы лишённые ледников, также обладаю меньшим альбедо, продвигающая на север древесная растительность обладает меньшим альбедо, чем растения тундр. За последние пять лет альбедо Земли уже уменьшилось на 2,5%;
+ выделение метана при таянии вечной мерзлоты;
+ разложение метангидратов – кристаллических льдистых соединений воды и метана, содержащихся в приполярных областях Земли.
Факторы, замедляющие глобальное потепление:
— глобальное потепление вызывает замедление скорости океанических течений, замедление тёплого течения Гольфстрим вызовет снижение температуры в Арктике;
— с увеличением температуры на Земле растёт испаряемость, а значит и облачность, которая является определённого рода преградой на пути солнечных лучей. Площадь облачности растет приблизительно на 0,4% на каждый градус потепления;
— с ростом испаряемости увеличивается количество выпадающих осадков, что способствует заболачиванию земель, а болота, как известно, являются одними из главных депо CO2;
— увеличение температуры, будет способствовать расширению площади тёплых морей, а значит и расширению ареала моллюсков и коралловых рифов, эти организмы принимают активное участие в депонировании CO2, который идёт на постройку раковин;
— увеличение концентрации CO2 в атмосфере стимулирует рост и развитие растений, которые являются активными акцепторами (потребителями) этого парникового газа.
7. Возможные сценарии глобальных климатических изменений
Глобальные климатические изменения очень сложны, поэтому современная наука не может дать однозначного ответа, что же нас ожидает в ближайшем будущем. Существует множество сценариев развития ситуации.
Сценарий 1 – глобальное потепление будет происходить постепенно
Земля очень большая и сложная система, состоящая из большого количества связанных между собой структурных компонентов. На планете есть подвижная атмосфера, движение воздушных масс которой распределяет тепловую энергию по широтам планеты, на Земле есть огромный аккумулятор тепла и газов – Мировой океан (океан накапливает в 1000 раз больше тепла, чем атмосфера) Изменения в такой сложной системе не могут происходить быстро. Пройдут столетия и тысячелетия, прежде чем можно будет судить об сколько-нибудь ощутимом изменении климата.
Сценарий 2 – глобальное потепление будет происходить относительно быстро
Самый «популярный» в настоящее время сценарий. По различным оценкам за последние сто лет средняя температура на нашей планете увеличилась на 0,5-1°С, концентрация — СО2 возросла на 20-24 %, а метана на 100%. В будущем эти процессы получат дальнейшее продолжение и к концу XXI века средняя температура поверхности Земли может увеличиться от 1,1 до 6,4°С, по сравнению с 1990 годом (по прогнозам IPCC от 1,4 до 5,8°С). Дальнейшее таяние Арктических и Антарктических льдов может ускорить процессы глобального потепления из-за изменения альбедо планеты. По утверждению некоторых учёных, только ледяные шапки планеты за счёт отражения солнечного излучения охлаждают нашу Землю на 2°С, а покрывающий поверхность океана лёд существенно замедляет процессы теплообмена между относительно теплыми океаническим водами и более холодным поверхностным слоем атмосферы. Кроме того, над ледяными шапками практически нет главного парникового газа – водяного пара, так как он выморожен.
Глобальное потепление будет сопровождаться подъёмом уровня мирового океана. С 1995 по 2005 год уровень Мирового океана уже поднялся на 4 см, вместо прогнозируемых 2-ух см. Если уровень Мирового океана в дальнейшем будет подниматься с такой же скоростью, то к концу XXI века суммарный подъём его уровня составит 30 — 50 см, что вызовет частичное затопление многих прибрежных территорий, особенно многонаселённого побережья Азии. Следует помнить, что около 100 миллионов человек на Земле живёт на высоте меньше 88 сантиметров над уровнем моря.
Кроме повышения уровня Мирового океана глобальное потепление влияет на силу ветров и распределение осадков на планете. В результате на планете вырастет частота и масштабы различных природных катаклизмов (штормы, ураганы, засухи, наводнения).
В настоящее время от засухи страдает 2% всей суши, по прогнозам некоторых учёных к 2050 году засухой будет охвачено до 10% всех земель материков. Кроме того, изменится распределение количества осадков по сезонам.
В Северной Европе и на западе США увеличится количество осадков и частота штормов, ураганы будут бушевать в 2-а раза чаще, чем в XX веке. Климат Центральной Европы станет переменчивым, в сердце Европы зимы станут теплее, а лето дождливее. Восточную и Южную Европу, включая Средиземноморье, ждёт засуха и жара.
Сценарий 3 – Глобальное потепление в некоторых частях Земли сменится кратковременным похолоданием
Известно, что одним из факторов возникновения океанических течений является градиент (разница) температур между арктическими и тропическими водами. Таяние полярных льдов способствует повышению температуры Арктических вод, а значит, вызывает уменьшение температурной разницы между тропическими и арктическими водами, что неминуемо, в будущем приведёт к замедлению течений.
Одним из самых известных тёплых течений является Гольфстрим, благодаря которому во многих странах Северной Европы среднегодовая температура на 10 градусов выше, чем в других аналогичных климатических зонах Земли. Понятно, что остановка этого океанического конвейера тепла очень сильно повлияет на климат Земли. Уже сейчас течение Гольфстрим, стало слабее на 30% по сравнению с 1957 годом. Математическое моделирование показало, чтобы полностью остановить Гольфстрим достаточно будет повышения температуры на 2-2,5 градуса. В настоящее время температура Северной Атлантики уже прогрелась на 0,2 градуса по сравнению с 70-ми годами. В случае остановки Гольфстрима среднегодовая температура в Европе к 2010 году понизится на 1 градус, а после 2010 года дальнейший рост среднегодовой температуры продолжится. Другие математические модели «сулят» более сильное похолодание Европе.
Согласно этим математическим расчётам полная остановка Гольфстрима произойдёт через 20 лет, в результате чего климат Северной Европы, Ирландии, Исландии и Великобритании может стать холоднее настоящего на 4-6 градусов, усилятся дожди и участятся шторма. Похолодание затронет также и Нидерланды, Бельгию, Скандинавию и север европейской части России. После 2020-2030 года потепление в Европе возобновится по сценарию №2.
Сценарий 4 – Глобальное потепление сменится глобальным похолоданием
Остановка Гольфстрима и других океанических вызовет глобальное похолодание на Земле и наступление очередного ледникового периода.
Сценарий 5 — Парниковая катастрофа
Парниковая катастрофа — самый «неприятный» сценарий развития процессов глобального потепления. Автором теории является наш учёный Карнаухов, суть её в следующем. Рост среднегодовой температуры на Земле, вследствие увеличения в атмосфере Земли содержания антропогенного CO2, вызовет переход в атмосферу растворённого в океане CO2, а также спровоцирует разложение осадочных карбонатных пород с дополнительным выделением углекислого газа, который, в свою очередь, поднимет температуру на Земле ещё выше, что повлечёт за собой дальнейшее разложение карбонатов, лежащих в более глубоких слоях земной коры (в океане содержится углекислого газа в 60 раз больше, чем в атмосфере, а в земной коре почти в 50 000 раз больше). Ледники будут интенсивно таять, уменьшая альбедо Земли. Такое быстрое повышение температуры будет способствовать интенсивному поступлению метана из тающей вечной мерзлоты, а повышение температуры до 1,4–5,8°С к концу столетия будет способствовать разложению метангидратов (льдистых соединений воды и метана), сосредоточенных преимущественно в холодных местах Земли. Если учесть, что метан, является в 21 раз более сильным парниковым газом, чем CO2 рост температуры на Земле будет катастрофическим. Чтобы лучше представить, что будет с Землёй лучше всего обратить внимание на нашего соседа по солнечной системе – планету Венера. При таких же параметрах атмосферы, как на Земле, температура на Венере должна быть выше Земной всего на 60°С (Венера ближе Земли к Солнцу) т.е. быть в районе 75°С, в реальности же температура на Венере почти 500°С. Большинство карбонатных и метано-содержащих соединений на Венере давным давно были разрушены с выделением углекислого газа и метана. В настоящее время атмосфера Венеры состоит на 98% из СО2, что приводит к увеличению температуры планеты почти на 400°С
Если глобальное потепление пойдёт по такому же сценарию, как на Венере, то температура приземных слоев атмосферы на Земле может достигнуть 150 градусов. Повышение температуры Земли даже на 50°С поставит крест, на человеческой цивилизации, а увеличение температуры на 150°С вызовет гибель почти всех живых организмов планеты.
По оптимистическому сценарию Карнаухова, если количество, поступающего в атмосферу CO2, останется на прежнем уровне, то температура 50°С, на Земле установится через 300 лет, а 150°С через 6000 лет. К сожалению, прогресс не остановить, с каждым годом объёмы выбросов CO2 только растут. По реалистическому сценарию, согласно которому выброс CO2 будет расти с такой же скоростью, удваиваясь каждые 50 лет, температура 502 на Земле уже установится через 100 лет, а 150°С через 300 лет.
8. Последствия глобального потепления
Увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы будет сильнее ощущаться над материками, чем над океанами, что в будущем вызовет коренную перестройку природных зон материков. Смещение рада зон в Арктические и Антарктические широты отмечается уже сейчас.
Зона вечной мерзлоты уже сместилась к северу на сотни километров. Некоторые учёные утверждают, что вследствие быстрого таяния вечной мерзлоты и повышения уровня Мирового океана, в последние годы Ледовитый океан наступает на сушу со средней скоростью 3-6 метров за лето, а на арктических островах и мысах высокольдистые породы разрушаются и поглощаются морем в теплый период года со скоростью до 20-30 метров. Исчезают полностью целые арктические острова; так уже в 21 веке исчезнем остров Муостах вблизи устья реки Лены.
При дальнейшем увеличении среднегодовой температуры приземного слоя атмосферы, тундра может практически полностью исчезнуть на Европейской части России и сохранится только лишь на арктическом побережье Сибири.
Зона тайги сместиться к северу на 500-600 километров и сократиться по площади почти на треть, площадь лиственных лесов увеличится в 3-5 раз, и если будет позволять увлажнение, пояс лиственных лесов будет простираться непрерывной полосой от Балтики до Тихого океана.
Лесостепи и степи также продвинутся на север и покроют Смоленскую, Калужскую, Тульскую, Рязанскую области, вплотную подступив к южным границам Московской и Владимирской областям.
Глобальное потепление затронет и места обитания животных. Смена ареалов обитания живых организмов уже отмечается во многих уголках Земного шара. В Гренландии уже стал гнездиться сизоголовый дрозд, в субарктической Исландии появились скворцы и ласточки, в Британии появилась белая цапля. Особенно сильно заметно потепление арктических океанических вод. Теперь многие промысловые рыбы встречаются там, где их раньше не было. В водах Гренландии появилась треска и сельдь в количестве достаточном для осуществления их промышленного лова, в водах Великобритании – обитатели южных широт: красная форель, большеголовая черепаха, в дальневосточном заливе Петра Великого – тихоокеанская сардина, а в Охотском море появилась скумбрия и сайра. Ареал бурого медведя в Северной Америке уже продвинулся на север до такой степени, что стали появляться гибриды белых и бурых медведей, а в южной части своего ареала бурые медведи и вовсе перестали впадать в спячку.
Повышение температуры создаёт благоприятные условия для развития болезней, чему способствуют не только высокая температура и влажность, но и расширение ареала обитания ряда животных — переносчиков болезней. К середине 21 века ожидается, что заболеваемость малярией вырастет на 60%. Усиленное развитие микрофлоры и нехватка чистой питьевой воды будет способствовать росту инфекционных кишечных заболеваний. Быстрое размножение микроорганизмов в воздухе может увеличить заболеваемость астмой, аллергией и различными респираторными болезнями.
Благодаря глобальным климатическим изменениям ближайшие пол века могут оказаться последними в жизни многих видов живых организмов. Уже сейчас белые медведи, моржи и тюлени лишаются важного компонента их среды обитания – арктического льда.
Глобальное потепление для нашей страны влечёт за собой как плюсы, так и минусы. Зимы станут менее суровыми, земли с пригодным для земледелия климатом продвинутся дальше на север (в Европейской части России до Белого и Карского морей, в Сибири до Северного полярного круга), во многих районах страны станет возможным выращивание более южных культур и раннее созревание прежних. Ожидается, что к 2060 году средняя температура в России достигнет 0 градуса по Цельсию, сейчас она пока составляет в –5,3°С.
Не предсказуемые последствия повлечёт за собой таяние вечной мерзлоты, как известно вечная мерзлота покрывает 2/3 площади России и 1/4 площади всего Северного полушария. На вечной мерзлоте Российской Федерации стоит множество городов, проложено тысячи километров трубопроводов, а также автомобильных и железных дорог (80% БАМа проходит по вечной мерзлоте). Таяние мерзлоты может сопровождаться значительными разрушениями. Большие территории могут стать не пригодными для жизни человека. Некоторые учёные высказывают опасение, что Сибирь может вообще оказаться отрезанной от Европейской части России и стать объектом притязаний других стран.
Другие страны мира тоже ждут кардинальные перемены. В целом, согласно большинству моделей, зимой ожидается рост осадков в высоких широтах (выше 50° северной и южной широты), а также и в умеренных широтах. В южных широтах наоборот ожидается снижение количества выпадающих осадков (до 20%), особенно, в летний период. Страны Южной Европы, промышляющие туризмом, ожидают большие экономические потери. Летняя засушливая жара и зимние ливневые дожди поубавят «пыл» у желающих отдохнуть в Италии, Греции, Испании и Франции. Для многих других стран, живущих за счёт туристов, тоже наступят далеко не лучшие времена. Любителей покататься на горных лыжах в Альпах ждёт разочарование, со снегом в горах будет «напряжёнка». Во многих странах мира условия жизни значительно ухудшаться. По оценкам ООН, к середине XXI века в мире будет насчитываться до 200 миллионов климатических беженцев.
9. Способы предотвращения глобального потепления
Есть мнение, что человек в будущем попытается взять климат Земли под свой контроль, насколько это будет успешно, покажет время. Если человечеству это не удастся, и он не изменит свой образ жизни, то вид Homo sapiens ожидает участь динозавров.
Уже сейчас передовые умы размышляют над тем, как нивелировать процессы глобального потепления. Предлагаются такие оригинальные способы предотвращения глобального потепления, как выведение новых сортов растений и пород деревьев, листья которых обладают более высоким альбедо, покраска крыш в белый цвет, установка зеркал на околоземной орбите, укрытие от солнечных лучей ледников и т.д. Много усилий тратится на замену традиционных видов энергии, основанной на сжигании углеродного сырья, на не традиционные, такие как производство солнечных батарей, ветряков, строительство ПЭС (приливных электростанций), ГЭС, АЭС. Предлагаются оригинальные не традиционные способы получения энергии такие, как использование тепла человеческих тел для обогрева помещений, использование солнечного света для предотвращения появления гололёда на дорогах, а также ряд других. Энергетический голод и страх перед угрожающим глобальным потеплением творит чудеса с человеческим мозгом. Новые и оригинальные идеи рождаются, чуть ли не каждый день.
Не малое внимание уделяется рациональному использованию энергоресурсов.
Для уменьшения выбросов CO2 в атмосферу, улучшается КПД двигателей, выпускаются гибридные автомобили.
В будущем планируется уделять большое внимание улавливанию парниковых газов при производстве электроэнергии, а также непосредственно из атмосферы путём захоронения растительных организмов, использования хитроумных искусственных деревьев, закачки углекислого газа на многокилометровую глубину океана, где он будет растворяться в водной толще. Большинство перечисленных способов «нейтрализации» CO2 очень дороги. В настоящее время стоимость улавливания одной тонны СО2 составляет приблизительно 100-300 долларов, что превышает рыночную стоимость тонны нефти, а если учесть, что при сгорании одной тонны приблизительно образуется три тонны CO2, то многие способы связывания углекислого газа оказываются пока не актуальными. Предлагавшиеся ранее способы депонирования углерода с помощью высадки деревьев признаются несостоятельными в связи с тем, бОльшая часть углерода в результате лесных пожаров и разложения органики поступает обратно в атмосферу.
Особое внимание уделяется разработке законодательных нормативов, направленных на снижение выброса парниковых газов. В настоящее время многими странами мира были приняты Рамочная конвенция ООН об изменении климата (1992) и Киотский протокол (1999). Последний не был ратифицирован рядом стран, на которые приходится львиная доля выброса CO2. Так на долю США приходится около 40% от всех выбросов (в последнее время появилась информация, что Китай обогнал США по объёмам выброса CO2). К сожалению, пока человек во главу угла будет ставить собственное благосостояние, прогресса в решении вопросов глобального потепления не предвидится.
А.В. Егошин
Источник: www.priroda.su