Все говорят о глобальном потеплении. Вернее, все говорят о шведской школьнице Грете Тунберг, которая наконец привлекла должное внимание к этой проблеме. «Медуза» тем временем отвечает на стыдные вопросы о глобальном потеплении: существует ли оно вообще и будет России от него лучше или хуже.

Глобальное потепление существует?

Коротко. Существует. Просто посмотрите на данные.

Глобальное потепление — это наблюдаемый факт, он никак не зависит от мнения ученых или политиков. Достаточно взглянуть на динамику средней годовой температуры на планете. Эти данные доступны как минимум в трех источниках: на сайте американского Национального управления океанических и атмосферных исследований, на сайте Университета Восточной Англии и на сайте Института космических исследований Годдарда, входящего в NASA. Там можно найти, например, сырые данные по отдельным метеостанциям, а можно скачать их одним большим архивом, самостоятельно проанализировать и сделать собственные выводы.

Потепление видно не только по прямым измерениям температуры приземного воздуха, о нем свидетельствуют и косвенные данные. Например, оно хорошо заметно по росту уровня мирового океана, которое фиксируется в нескольких независимых линиях наблюдения. Повышение уровня объясняется прежде всего простым термическим расширением воды — как и любое вещество, она при нагревании расширяется, что в глобальном масштабе приводит к повышению уровня океана. Есть и множество других измерительных данных: снижающаяся площадь снега и морского льда в Арктике, таяние ледников и другие. Все это важно для климатологов, но сам факт потепления виден из простых измерений на метеостанциях.  

И насколько сейчас теплее обычного?

Коротко. Примерно на один градус Цельсия.

За нулевую отметку климатологи обычно принимают среднюю глобальную температуру в XX веке или в доиндустриальный период (1850-1900 годы), но эти значения почти не отличаются друг от друга. Это около +14 градусов Цельсия. Кстати говоря, это на 32 (а сейчас уже на 33) градуса больше, чем было бы, если бы вокруг Земли не было парниковых газов и атмосферы вообще. 

Много это или мало? В последнем крупном докладе IPCC речь идет о сравнении двух сценариев изменения климата. В первом случае температура повышается еще на полградуса — до +1,5 над доиндустриальным уровнем, во втором — еще на градус, до +2. Эта вроде бы небольшая разница, но, согласно докладу, она имеет огромные последствия для полярных регионов, морских экосистем, частоте наводнений и так далее.

Климат и так постоянно меняется. Что необычного в каком-то очередном потеплении?

Коротко. Уникальны не абсолютные значения температуры, а скорость их изменений.

Климат действительно постоянно меняется. И за 4,5 миллиарда лет существования Земли на ней было и гораздо теплее, и гораздо холоднее, чем сейчас. Однако даже если собрать все имеющиеся значения глобальной температуры в один таймлайн, можно увидеть, что никогда еще скорость роста не была такой высокой. 

Конечно, данные о далеком прошлом планеты не так точны, как современные измерения, поэтому какие-то кратковременные скачки температуры мы теоретически могли бы и пропустить. Однако, по крайней мере, за последние полмиллиона лет ничего подобного не было, и нет оснований считать, что такие скачки происходили раньше.

Как правильно: потепление или изменение климата?

Коротко. Правильнее всего — «быстрое изменение климата».

Нынешнее изменение климата отличается прежде всего своей антропогенной природой и скоростью, а не направлением. «Глобальных потеплений» в истории климата было множество. Кроме того, хотя почти везде на планете средняя температура повышается, есть по крайней мере один небольшой регион в северной атлантике, где общее потепление сопровождается локальным снижением температуры. Это связано с замедлением Гольфстрима и соответствующим снижением переноса тепла. Поэтому «быстрое изменение климата» будет наиболее корректным термином.

С другой стороны, это определение, возможно, звучит слишко академично. Например, британская газета The Guardian с мая этого года решила внести изменения в свой гид по редакционному стилю и вместо «глобального потепления» писать «глобальное нагревание», а вместо «изменения климата» — «климатический кризис», аргументируя это тем, что традиционные термины звучат «слишком пассивно».

Никто не в силах предсказать погоду на неделю, о каких климатических прогнозах вообще может идти речь? 

Коротко. Погода и климат — разные вещи, их прогнозы устроены принципиально непохоже. 

Разницу между тем, как делают прогноз погоды и прогноз климата проще всего пояснить аналогией.

Представьте, что вы отправляете дошкольника в магазин за кефиром и даете ему на это 100 рублей. Предсказать, что именно он принесет домой, довольно сложно: можно, конечно, предположить, что это будет кефир, но с высокой вероятностью на его месте может оказаться и шоколадка, и игрушка и что-то другое. Тем не менее, довольно уверенно можно прогнозировать, что общая стоимость принесенного домой не будет превышать выданной суммы — ведь дополнительным деньгам просто неоткуда взяться.

В науках о земле все примерно также, только вместо денег — энергия. Метеорологи, которые занимаются погодой, в этом смысле пытаются предсказать состав купленного: ориентируясь на множество частных обстоятельств, на текущее состояние системы, они просчитывают ее развитие в будущем. Климатологи же просто считают энергетический баланс, который задает рамку возможных колебаний: среднегодовые температуры, среднегодовые уровни осадков и так далее. Эта рамка зависит не от случайностей, а от вполне измеримых и поддающихся расчетам потокам энергии и веществ.

Для того, чтобы создать прогноз изменения климата, не нужно знать текущую погоду, нужно измерить количество поглощаемой Землей энергии, процент отраженного тепла, состав атмосферы, зависимость испарения воды океанов от температуры и так далее. У этих измерений, конечно, есть свои погрешности, и они вносят неопределенность в климатический прогноз. Но эта неопределенность известна заранее, она задает четкую рамку наиболее вероятного сценария и не зависит от расположения облаков или полета бабочки.

Климат меняется, но при чем здесь человек?

Коротко. Пока человека не было, энергетический баланс планеты был другим.

Есть два способа ответить на этот вопрос. Во-первых, можно просто спросить ученых, которые занимаются этой темой. Такие опросы проводились и их результат однозначный — подавляющее большинство исследователей (не менее 97%) считают, что основная причина быстрого изменения климата — это деятельность человека. Здесь можно почитать про методику подсчета мнений, а здесь — про ее возможные ограничения.

Если этого недостаточно, можно попробовать разобраться самостоятельно. Правда, точный вклад антропогенной составляющей в изменение климата быстро вычислить не получится — для этого надо строить компьютерные модели планеты, которые учитывают множество факторов: общее количество поглощаемой энергии, ее дальнейшую судьбу, перенос энергии ветрами и течениями, изменение энергетического баланса под действием парниковых газов и так далее. Это довольно сложная работа, которую тяжело верифицировать «на коленке». Но и без сложных расчетов роль человека в изменении климата можно примерно оценить, сопоставив несколько наблюдаемых фактов (не мнений):

• Человек сжигает ископаемое топливо.
• В атмосфере растет количество углекислого газа (CO₂)— сейчас оно почти в полтора раза превышает те максимумы, которые наблюдали в последние полмиллиона лет.
• В северном полушарии, где сжигается большая часть топлива, концентрация CO₂ выше, чем в южном.
• Концентрация кислорода падает так, как было бы, если бы он полностью уходил на сжигание топлива.
• В атмосферном углекислом газе становится относительно меньше изотопов углерода-14 и углерода-13, которых нет в нефти и угле.
• Углекислота является парниковым газом, то есть способна поглощать тепловое излучение Земли и переотражать его обратно — это простое свойство ее спектра.
• Глобальная температура беспрецедентно быстро растет.
• Количество поступающей от Солнца энергии при этом только падает.

Кажется, даже этих нескольких фактов достаточно, чтобы сделать собственные выводы.

В России потепления нет, у нас сплошное похолодание?

Коротко. Все наоборот: в полярных регионах климат меняется быстрее, чем в среднем. 

Между полярными и экваториальными частями планеты существует естественный перепад средних температур: у экватора теплее, у полюсов — холоднее.
жно было бы ожидать, что при общем повышении температуры на планете этот температурный перепад будет просто «подниматься» — везде станет теплее. Однако, на самом деле, линия температур не только поднимается, но и выправляется — разница между экватором и полюсами становится все меньше, среднегодовая температура в Арктике и Антарктике растет быстрее, чем на экваторе. Согласно оценкам Росгидромета (.pdf), на территории России потепление климата происходит примерно в 2,5 раза интенсивнее, чем в среднем по Земному шару.

Изменение климата, однако, отнюдь не означает простого повышения температур: оно может сопровождаться волнами холода, которые возникают и устанавливаются на больших территориях. Это процесс связан с изменением движения потоков воздуха на полюсах, что, в свою очередь, может быть спровоцировано изменением климата. Впрочем, конкретно эта связь пока не установленный факт, а только предмет для исследований.

В общем, в России от потепления будет только лучше?

Коротко. Если бы экономика не была глобальной, — возможно. В реальности — нет.

Конечно, изменение климата может иметь свои плюсы. Например, потепление в Арктике, видимо, приведет к упрощению навигации по Северному морскому пути, что может принести российскому бюджету некоторый доход. Увеличение концентрации углекислоты в воздухе также будет способствовать ускоренному росту растений, что повысит общую урожайность. Но при этом оно же приведет к разрушению зданий, возведенных на вечной мерзлоте, и с высокой вероятностью вызовет повышение частоты экстремальных погодных явлений — засух, наводнений и штормов.

Какова будет разница между ожидаемым плюсами и минусами потепления для России, сейчас сказать очень сложно. Самое подробное на сегодняшний день исследование экономических рисков глобального потепления для страны было опубликовано Росгидрометом в 2017 году. Там подробно расписаны все ожидаемые последствия — от воздействия на здоровье людей до влияния на дорожное покрытие. Но даже там нет ни суммы расходов, которую Россия понесет в связи с глобальным потеплением, ни оценки выгодности или невыгодности борьбы с выбросами парниковых газов.

Пока доходы от арктической навигации только обсуждаются, повышение частоты стихийных бедствий уже сейчас хорошо видно и российских, и в международных данных. Например, согласно тому же отчету Росгидромета, число опасных гидрометеорологических явлений в России увеличилось с 206 в 1996 году до 380 в 2016. Это согласуется с аналогичными международными данными, которые, например, собирает крупная германская страховая компания Munich Re. Согласно ее статистике, в последние десятилетия происходит значительный рост частоты стихийных бедствий, связанных с климатом — штормов, наводнений, оползней и так далее. При этом частота аналогичных событий, которые с климатом не связаны (например, землетрясений), остается постоянной.

Если говорить о глобальной картине, то подробная довольно свежая оценка экономического эффекта изменения климата приводится, например, в статье стенфордских исследователей в Nature. Вооружившись историческими данными, ученые проанализировали зависимость ВВП разных стран в разные годы от среднегодовой температуры на ее территории и попытались предсказать, как этот показатель будет отличатся в двух сценариях: если глобальное потепление удасться удержать в пределах полутора градусов, и если оно достигнет и превысит два градуса над доиндустриальным уровнем.

Из расчетов можно сделать два вывода: наиболее сильный удар потепления в «плохом» сценарии придется на экваториальные, преимущественно бедные страны. В то время как северные государства, такие как Россия и Канада, от «дополнительного» потепления в экономическом смысле могут даже выиграть. Однако в таком случае глобальный ВВП к концу столетия уменьшится на 15-25 процентов — в условиях такого масштабного мирового экономического кризиса любой локальный выигрыш в северных странах будет для них незаметен.

Источник: meduza.io

Что такое глобальное потепление?

Глобальное потепление — это медленное и постепенное увеличение средней температуры на нашей планете, которое как раз наблюдается в настоящее время. Глобально потепление — это факт, спорить с которым бессмысленно, и именно поэтому необходимо трезво и объективно подойти к его осмыслению.

Причины глобального потепления

По научным данным, глобальное потепление может быть вызвано множеством факторов:

Скорее всего, окажется, что каждая из этих составляющих вносит свой вклад в глобальное потепление.

Что такое парниковый эффект?

Парниковый эффект, наблюдал любой из нас. В теплицах температура всегда выше, чем снаружи; в закрытом автомобиле в солнечный день наблюдается то же самое. В масштабах Земного шара все так же. Часть солнечного тепла, полученного поверхностью Земли, не может улетучиться обратно в космос, так как атмосфера действует на подобии полиэтилена в парнике. Не будь парникового эффекта средняя температура поверхности Земли должна быть около -18° С, а в действительности около +14°С. Сколько тепла остается на планете напрямую зависит от состава воздуха, который как раз и меняется под воздействием вышеописанных факторов (Чем вызвано глобальное потепление?); а именно меняется содержание парниковых газов, к которым относятся водяной пар (ответственный более чем за 60% эффекта), диоксид углерода (углекислый газ), метан (вызывает больше всего потепления) и ряд других.

Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения вместе выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн углекислого газа и других парниковых газов в год. Животноводство, применение удобрений, сжигание угля и другие источники дают около 250 миллионов тонн метана в год. Около половины всех парниковых газов, выброшенных человечеством, осталось в атмосфере. Около трёх четвертей всех антропогенных выбросов парниковых газов за последние 20 лет вызваны использованием нефти, природного газа и угля. Большая часть остального вызвана изменениями ландшафта, в первую очередь вырубкой лесов.

Какие факты доказывают глобальное потепление?

Взаимосвязь глобального потепления и мировых катаклизмов

Методы предсказывания глобального потепления

Глобальное потепление и его развитие предсказывают, в основном, с помощью компьютерных моделей, на основе собранных данных о температуре, концентрации углекислого газа и много чего еще. Разумеется, точность подобных прогнозов оставляет желать лучшего и, как правило, не превышает 50%, причем, чем дальше замахиваются ученые, тем меньше становится вероятность сбывания предсказания.

Так же для получения данных используют сверхглубокое бурение ледников, иногда пробы берутся с глубины до 3000 метров. Этот древний лед хранит в себе информацию о температуре, солнечной активности, интенсивности магнитного поля Земли того времени. Информация используется для сравнения с показателями настоящего времени.

Какие меры принимаются, чтобы остановить глобальное потепление?

Широкий консенсус среди учёных-климатологов относительно продолжения роста глобальных температур привёл к тому, что ряд государств, корпораций и отдельный людей пытаются предотвратить глобальное потепление или же приспособиться к нему. Многие экологические организации ратуют за принятие мер против изменения климата, в основном потребителями, но также на муниципальном, региональном и правительственном уровнях. Некоторые также выступают за ограничение мирового производства ископаемых видов топлива, ссылаясь на прямую связь между сжиганием топлива и выбросами CO2.

На сегодняшний день основным мировым соглашением о противодействии глобальному потеплению является Киотский протокол (согласован в 1997, вступил в силу в 2005), дополнение к Рамочной конвенции ООН об изменении климата. Протокол включает более 160 стран мира и покрывает около 55% общемировых выбросов парниковых газов.

Европейский союз должен сократить выбросы CO2 и других тепличных газов на 8%, США — на 7%, Япония — на 6%. Таким образом предполагается, что главная цель — сокращение выбросов тепличных газов в следующие 15 лет на 5% — будет выполнен. Но это не остановит глобальное потепление, а только лишь немного замедлит его рост. И это в лучшем случае. Так что, можно сделать вывод, что серьёзные меры по предотвращению глобального потепления не рассматриваются и не принимаются.

Цифры и факты глобального потепления

Одним из наиболее наглядных процессов, связанных с глобальным потеплением, является таяние ледников.

За последние полвека температура на юго-западе Антарктики, на Антарктическом полуострове, возросла на 2,5°C. В 2002 году от шельфового ледника Ларсена площадью 3250 км и толщиной свыше 200 метров, расположенного на Антарктическом полуострове, откололся айсберг площадью свыше 2500 км, что фактически означает разрушение ледника. Весь процесс разрушения занял всего 35 дней. До этого ледник оставался стабильным в течение 10 тысяч лет, с конца последнего ледникового периода. На протяжении тысячелетий мощность ледника уменьшалась постепенно, но во второй половине XX века скорость его таяния существенно возросла. Таяние ледника привело к выбросу большого количества айсбергов (свыше тысячи) в море Уэдделла.

Разрушаются и другие ледники. Так, летом 2007 года от шельфового ледника Росса откололся айсберг длиной 200 км и шириной 30 км; несколько раньше, весной 2007 года, от антарктического материка откололось ледяное поле длиной 270 км и шириной 40 км. Скопление айсбергов препятствует выходу холодных вод из моря Росса, что приводит к нарушению экологического баланса (одним из следствий, например, является гибель пингвинов, лишившихся возможности добраться до привычных источников питания из-за того, что лёд в море Росса держался дольше обычного).

Отмечено ускорение процесса деградации вечной мерзлоты.

С начала 1970-х годов температура многолетнемёрзлых грунтов в Западной Сибири повысилась на 1,0°C, в центральной Якутии — на 1-1,5°C. На севере Аляски с середины 1980-х годов температура верхнего слоя мёрзлых пород увеличилась на 3°C.

Какое влияние глобальное потепление окажет на окружающий мир?

Сильно отразится на жизни некоторых животных. Например, белые медведи, тюлени и пингвины будут вынуждены сменить места своего обитания, так как и нынешние просто растают. Многие виды животных и растений могут просто исчезнуть, не успев приспособиться к быстро изменяющейся среде обитания. Изменит погоду в мировом масштабе. Ожидаются рост числа климатических катаклизмов; более продолжительные периоды экстремально жаркой погоды; будет больше дождей, но при этом вырастет вероятность засухи во многих регионах; рост числа наводнений из-за ураганов и роста уровня моря. Но все зависит от конкретного региона.

В докладе рабочей группы межправительственной комиссии по изменению климата (Шанхай, 2001 год) приведено семь моделей изменения климата в XXI веке. Основные выводы, сделанные в докладе, — продолжение глобального потепления, сопровождающегося увеличением эмиссии парниковых газов (хотя согласно некоторым сценариям к концу века в результате действия запретов на индустриальные выбросы возможен спад эмиссии парниковых газов); ростом поверхностной температуры воздуха (к концу XXI века возможно увеличение поверхностной температуры на 6°C); повышением уровня океана (в среднем — на 0,5 м за столетие).

К наиболее вероятным изменениям погодных факторов относятся более интенсивное выпадение осадков; более высокие максимальные температуры, увеличение числа жарких дней и уменьшение числа морозных дней почти во всех регионах Земли; при этом в большинстве континентальных районов волны тепла станут более частыми; уменьшение разброса температур.

Как следствие перечисленных изменений можно ожидать усиление ветров и увеличение интенсивности тропических циклонов (общая тенденция к усилению которых отмечена ещё в XX веке), увеличение частоты сильных осадков, заметное расширение районов засух.

Межправительственная комиссия выделила ряд районов, наиболее уязвимых к ожидаемому изменению климата. Это район Сахары, Арктика, мега-дельты Азии, небольшие острова.

К негативным изменениям в Европе относятся увеличение температур и усиление засух на юге (в результате — уменьшение водных ресурсов и уменьшение выработки гидроэлектроэнергии, уменьшение продукции сельского хозяйства, ухудшение условий туризма), сокращение снежного покрова и отступание горных ледников, увеличение риска сильных паводков и катастрофических наводнений на реках; усиление летних осадков в Центральной и Восточной Европе, увеличение частоты лесных пожаров, пожаров на торфяниках, сокращение продуктивности лесов; возрастание неустойчивости грунтов в Северной Европе. В Арктике — катастрофическое уменьшение площади покровного оледенения, сокращение площади морских льдов, усиление эрозии берегов.

Некоторые исследователи (например, П. Шварц и Д. Рэнделл) предлагают пессимистический прогноз, согласно которому уже в первой четверти XXI века возможен резкий скачок климата в непредвиденную сторону, причём следствием может явиться наступление нового ледникового периода продолжительностью в сотни лет.

Как глобальное потепление отразится на человеке?

Пугают нехваткой питьевой воды, ростом числа инфекционных заболеваний, проблемами у сельского хозяйства из-за засух. Но в долгосрочной перспективе ничего кроме эволюции человека не ожидает. Наши предки столкнулись с проблемой посерьезнее, когда после окончания ледникового периода температура резко поднялась на 10°С, но именно это привело к созданию нашей цивилизации. А то до сих пор бы, возможно, охотились на мамонтов с копьями.

Конечно, это не повод загрязнять атмосферу чем попало, ведь в краткосрочной перспективе нам придется худо. Глобальное потепление — вопрос, в котором нужно следовать зову здравого смысла, логики, не попадаться на дешевые байки и не идти на поводу у большинства, ведь история знает множество примеров, когда большинство очень глубоко заблуждалось и натворило немало бед, вплоть до сжигания великих умов, которые, в конечном счете, оказывались правы.

Глобальное потепление — это современная теория относительности, закон всемирного тяготения, факт вращения Земли вокруг Солнца, шарообразность нашей планеты во время их вынесения на суд общественности, когда мнения так же разделились. Кто-то точно прав. Но вот кто?

P.S.

Дополнительно на тему «Глобальное потепление».

Источник: www.vitamarg.com

Парниковый эффект

Основной причиной, которая приводит к росту средней температуры планеты, можно назвать индустриализацию. Рост интенсивности производства, количества заводов, автомобилей, населения планеты влияет на объем выделяемых в атмосферу парниковых газов. Это метан, водяные пары, оксид азота, углекислый газ и другие. В результуте их накопления повышается плотность нижних слоев атмосферы. Парниковые газы пропускают через себя солнечную энергию, которая нагревает Землю, но тепло, которое отдает уже сама Земля, эти газы задерживают, не выпуская в космос.  Этот процесс называется парниковым эффектом. Впервые он был обнаружен и описан в первой половине XIX века.

Парниковый эффект считается основной причиной глобального потепления, поскольку парниковые газы в той или иной форме выделяет практически любое производство. Больше всего выбросов приходится на углекислый газ, он выделяется в результате сгорания нефтепродуктов, угля, природного газа. Транспорт выделяет выхлопные газы. Большое количество выбросов попадает в атмосферу после обычного сжигания мусора.

Еще одним фактором увеличения парникового эффекта является вырубка лесов и лесные пожары. Все это сокращает количество растений, которые выделяют кислород, снижающий плотность парниковых газов в атмосфере.

Парниковые газы выделяют не только промышленные предприятия, но и сельскохозяйственные. Например, фермы крупного рогатого скота. Обычные коровники являются поставщиками еще одного парникового газа – метана. Это связано с тем, что жвачный скот поглощает огромное количество растений в день и пререваривая его вырабатывают газы. Это называется «метеоризмом жвачных животных». Метан в доле парниковых газов занимает меньше 25%, однако влияет сильнее, нежели углекислый газ.

Еще одним антропогенным фактором роста средней температуры Земли является большое количество мелких частиц пыли и сажи. Они, находясь в атмосфере, впитывают солнечную энергию, нагревая воздух и мешая прогреванию поверхности планеты. В случае выпадение они передают накопленную в себе температуру земле. Так, например, негативное влияние этот эффект оказывает на снега Антарктиды. Теплые частицы пыли и сажи при выпадении нагревают снега и приводят к таянию.

Источник: ecologynow.ru

Содержание CO₂ в прошлом

800 тысяч лет, до начала индустриально-промышленной эпохи, содержание диоксида углерода в воздухе регулировалась происходящими на поверхности и в океане геологическими процессами и производящими фотосинтез организмами. В среднем концентрация колебалась от 150 ppm до 300 ppm (частиц на миллион). Колебание зависело от определенных временных периодов на планете, в том числе и ледниковых.

Земля ведёт подробный дневник, записанный в прошлогоднем снеге. Учёные-климатологии берут на исследования керны — образцы льда из ледников Гренландии и Антарктики, в которых сохранился древний воздух. Анализируя его, можно вести непрерывную запись состояния земной атмосферы за последние 800 тысяч лет.

За всё это время содержание углекислого газа в воздухе никогда не превышало 3 сотых процента. Одним из первых, кто нашёл способ точного измерения концентрации диоксида углерода в атмосфере, был океанограф по имени Чарльз Дэвид Киллинг. Свое открытие он совершил в 1958 году. Благодаря этому открытию мы знаем, что Земля наша дышит, но очень медленно. На один вдох требуется целый год. Большая часть земной жизни находится в её лесах. А основная масса лесов располагается в Северном полушарии.

Когда на север приходит весна, леса вдыхают углекислый газ из воздуха и вырастают, делая земли зелеными. Содержание CO₂ в атмосфере падает. Когда приходит осень, деревья сбрасывают листья, которые разлагаются и выдыхают двуокись углерода обратно в атмосферу. Когда на север приходит осень, то же самое происходит и в Южном полушарии. Но большую часть Южного полушария занимает океан, так что именно леса севера контролируют ежегодные изменения глобального уровня углекислоты.

Процесс дыхания нашей планеты происходит подобным образом десятки миллионов лет. Казалось бы, что никто не сможет нарушить глобальное равновесие экосистемы на нашей планете. Но на Земле уже существовал и развивался человек.

Повышение CO₂ в атмосфере

В 14000 году до нашей эры сельское хозяйство заложило основу оседлой жизни и появлению постоянных поселений. Это был период становления древнейших цивилизаций, таких как Шумерская, на территории современного Ирака. Чтобы выращивать урожай, люди начали вырубать леса еще в древности, используя освобожденные места для засева культурами. Древесина использовалась и используется повсеместно как: строительный материал, инструмент, топливо.

Уже в 1750 году Западная Европа начинает использовать механизмы, работающие на сжигании каменного угля. В течение нескольких десятилетий, новые методы химического производства, паровые котлы и станки полностью заменили ручной труд. С этого момента установилась тесная взаимосвязь между загрязнением, выбросами углекислого газа и деятельностью человека.

В 1781 году был запатентован первый паровой двигатель. Это стало важным шагом в промышленной революции и позволило ввести в эксплуатацию тяговые, транспортные средства и железнодорожные локомотивы. Что привело к увеличению добычи и использования каменного угля. Не стоит забывать и об увеличении населения и его потребностях. Оно составляло на тот момент 800 миллионов человек. До 1 миллиарда оставалось примерно 17 лет.

В 1850-х нефть использовали в качестве топлива и сырья в различных промышленных производствах. Это «новое золото» используется повсеместно национальными и международными компаниями.

К концу 19-го столетия, на нефтяной сектор приходилось около 1/3 глобальных выбросов углекислого газа.

В 1908 году на рынок выходит автомобиль Ford, что дает начало массовому производству в автомобилестроении. Население Земли в это время перевалило за 1 миллиард 650 миллионов человек.

В настоящее время более миллиарда человек имеют собственный автомобиль.

Уже в 1950 происходит бум гражданской авиации, и люди повсеместно начинают пользоваться услугами авиаперевозчиков. А население планеты в этот год достигло числа в 2,5 миллиарда человек. Спустя 8 лет Дэвид Киллинг обнаружил беспрецедентный в истории человечества резкий рост общего уровня CO₂, который с тех пор только усиливался. По сравнению с содержанием этого газа во времена становления земледелия и цивилизаций, отрыв был шокирующим. 3 миллиона лет ничего подобного на земле не происходило.

Сейчас, в 2000-е годы, более половины населения Земли проживает в городах и потребляет приблизительно 70 процентов первичной энергии произведенной человеком. Население земли приближается к отметке в 8 миллиардов человек.

Обобщая все факторы, влияющие на избыток углекислого газа в атмосфере, можно сказать, что с ростом и развитием человечества и улучшением его комфортного существования растет содержание диоксида углерода в воздухе.

По состоянию на 2018 год основными источниками углекислого газа являются:

• Сжигание угля;
• Сжигание нефти;
• Сжигание газа;
• Производство цемента;
• Сжигание попутного газа;
• Изменение в типе пользования земли (вырубка лесов, строительство, земледелие).

Такие незначительные факторы как, увеличение численности населения, пастбищ и крупного рогатого скота в совокупности дополняют общую эмиссию CO₂ и приводят к глобальному потеплению.

Причины глобального потепления климата на Земле

Сжигая уголь, нефть и газ наша цивилизация выдыхает двуокись углерода намного быстрее, чем Земля способна его поглотить. Из-за этого CO₂ накапливается в атмосфере и планета нагревается.

Каждый тёплый объект излучает некий свет в невидимом невооружённым глазом диапазоне, это тепловое инфракрасное излучение. Все мы светимся невидимым тепловым излучением даже в темноте. Поступающий от солнца свет падает на поверхность, а Земля поглощает значительные объёмы этой энергии. Эта энергия нагревает планету и заставляет поверхность излучать в инфракрасном диапазоне.

Но углекислый газ атмосферы поглощает большую часть этого исходящего теплового излучения, отражая его обратно к поверхности Земли. Это ещё сильнее нагревает планету — это и есть парниковый эффект, который приводит к глобальному потеплению. Простейшая физика поддержания энергетического баланса.

Хорошо, но откуда мы знаем, что проблема в нас? Возможно, рост уровня CO₂ вызван самой Землёй? Возможно сжигаемые уголь и нефть, тут не причем? Возможно, всё дело в этих проклятых вулканах? Ответ — нет, и вот почему.

Раз в несколько лет гора Этна на Сицилии впадает буйство.

При каждом сильном извержении в атмосферу выбрасываются миллионы тонн CO₂. Прибавим к этому результаты остальной вулканической активности на планете, возьмем самое большое расчетное число около 500 млн. тонн вулканического углекислого газа в год. Создается впечатление, что это много, да? Но это меньше 2% из 30 млрд. тонн CO₂, выбрасываемых каждый год нашей цивилизацией. Увеличение содержания диоксида углерода в атмосфере совпадает с известными объемами выбросов от сжигания угля, нефти и газа. Совершенно очевидно, что причиной роста концентрации углекислоты в воздухе кроется не в вулканах. Более того, наблюдаемое потепление соответствует прогнозам, по результатам зарегистрированного увеличения содержания двуокиси углерода.

30 млрд. тонн углекислого газа в год, много ли это? Если сжать его до твердого состояния, то объем будет равняться всем «белым скалам Дувра» и такое количество CO₂ мы выбрасываем в атмосферу каждый год беспрерывно. К несчастью для нас, главный побочный продукт нашей цивилизации, не какое-то другое вещество, а именно углекислый газ.

Свидетельства того, что планета нагревается, повсюду. Для начала стоит взглянуть на градусники. Метеостанции ведут регистрацию данных о температуре с восьмидесятых годов 19 века. Ученые НАСА использовали эти данные для составления карты, которая показывает изменения средних температур по всему миру с течением времени.

Сильнейшее воздействие на изменение климата сейчас оказывает, вызванное сжиганием ископаемых видов топлива, увеличение концентрации углекислого газа, удерживающего больше солнечного тепла. Эта дополнительная энергия должна куда-то деваться. Часть идет на нагрев воздуха, а большая часть оказывается в океанах и они становятся теплее.

Повышение температуры у поверхности океана вследствие глобального потепления влияет на развитие фитопланктона, ограничивая количество питательных веществ, поступающих из прохладных океанских глубин в поверхностные слои. Сокращение численности фитопланктона означает снижение способности океана поглощать углекислый газ и дополнительное ускорение глобального потепления, которое, в свою очередь, будет ускоряющимися темпами наносить урон морской экосистеме.

Очевиднее всего потепление видно в северном ледовитом океане и окружающих его районах. Из-за нагрева океанов мы теряем летние льды в местах, куда почти никто не заходит. Лёд — самая светлая природная поверхность на земле, а океанские просторы самые темные. Лёд отражает падающий солнечный свет обратно в космос, вода поглощает солнечный свет и нагревается. Что приводит к таянию новых льдов. Что в свою очередь обнажает еще больше поверхности океана, поглощающей еще больше света — это называется положительной обратной связью.

На мысе Дрю Пойнт штата Аляска, берег Северного Ледовитого океана, 50 лет назад береговая линия находилась более чем в полутора километрах дальше в море. Берег отступал со скоростью около 6 метров в год. Сейчас эта скорость составляет 15 метров в год. Северный Ледовитый океан нагревается всё сильнее. Большую часть года в нём уже нет льдов, это делает берег ещё более уязвимым перед эрозией из-за штормов, которые становятся с каждым разом все мощнее.

Северные районы Аляски, Сибири и Канады — это по большей части вечная мерзлота. 1000 лет почва там была заморожена круглый год. В ней содержится много органического вещества — старые листья, корни растений, которые росли там до замерзания. Из-за того, что арктические регионы нагреваются быстрее других, вечная мерзлота тает, а ее содержимое начинает гнить.

Таяние вечной мерзлоты приводит к выделению в атмосферу углекислого газа и метана, еще более сильного парникового газа. Это еще больше усиливает глобальное потепление — новый пример положительной обратной связи. Вечная мерзлота содержит достаточно углерода, чтобы увеличить содержание CO₂ в атмосфере более чем вдвое. При существующих темпах, глобальное потепление способно высвободить всю эту двуокись углерода до конца этого столетия.

Какие последствия может иметь глобальное потепление

Чем же опасен углекислый газ в больших концентрациях в воздухе и к чему приведет глобальное потепление? Такое будущее прогнозируют уже давно и вот каким оно будет в 2100 году.

При отсутствии действий по смягчению последствий изменения климата, со способами и темпами хозяйственной деятельности аналогичными сегодняшним, мы будем жить в энергоемкой мире, основанном на использовании все более дефицитного и дорогостоящего ископаемого топлива. Человечество будет испытывать большие проблемы в сфере энергетической безопасности. Лесной покров в тропиках будет замещен сельскохозяйственными и пастбищными угодьями практически повсеместно. К концу 21-ого века, глобальная температура достигнет отметки на ≈ 5°С выше, чем до индустриальной революции.

Контрастность природных условий резко усилится. Мир полностью измениться при концентрации углекислого газа в атмосфере, равной 900 ppm. Произойдут широкие преобразования природной среды, часто в ущерб человеческой деятельности. Стоимость адаптации к новым условиям намного превысит стоимость смягчения последствий изменения климата.

Последствия в океане

Воды Арктики могут стать полностью свободными ото льда в летний период к 2050 году. Уровень моря повысится на 0,5-0,8 метров и продолжит повышаться после 2100 года. Многие населенные пункты и прибрежная инфраструктура по всему миру будут находиться под угрозой разрушения. Произойдет значительное увеличение случаев экстремальных ситуаций в прибрежной зоне (ущерб нанесут цунами, штормы и связанные с ними приливы).

Возникнет повсеместная гибель коралловых рифов в результате окисления и нагрева океана, повышения уровня моря и усиления интенсивности тропических циклонов и ливней. Изменения в рыболовстве даже не поддаются предсказаниям.

Последствия на суше

Области распространения вечной мерзлоты сократятся более чем на 2/3, что приведет к эмиссиям в атмосферу, эквивалентным выбросам углекислого газа за всю историю вырубки лесов. Многие виды растений будут не в состоянии достаточно быстро приспособиться к новым климатическим условиям. Увеличение температуры негативно скажется на урожае пшеницы, риса и кукурузы в тропических и умеренных широтах. В результате чего произойдет массовое исчезновение видов. Повсеместно будет не хватать пищи людям, голод станет одной из основных проблем человеческой цивилизации.

Последствия в атмосфере

Интенсивность и продолжительность периодов аномально жарких дней, по крайней мере, удвоится по сравнению с сегодняшним днем. Холодные и влажные северные регионы станут еще более влажными, а регионы с полусухим и пустынным климатом еще более сухими. Экстремальные осадки станут более интенсивными и частыми на большей части умеренных и тропических широт. Произойдет глобальное увеличение количества осадков, а ежегодная площадь наводнений увеличится в 14 раз.

Последствия для человека

Расчетный безопасный уровень концентрации CO₂ для человека в 426 ppm будет достигнут в ближайшие 10 лет. Предполагаемый рост до 900 ppm в атмосфере к 2100 году очень негативно скажется на человеке. Постоянная вялость и усталость, чувство духоты, потеря внимания, обострение астматических заболеваний – это лишь малая часть неудобств, которые мы ощутим на себе. Постоянные перепады температур и погодных условий не принесут человеческому организму никакой пользы. Производительность труда сильно упадет. Эпидемиологический и болезненный риски очень повысятся в больших городах.

Читайте также: Нормы углекислого газа в помещении для человека.

Пути решения глобального потепления

Решить проблему глобального потепления, кардинально изменив свое отношение к потреблению благ цивилизации, мы не можем на данном этапе времени. Слишком много факторов связывают нас с производством и промышленностью. А они, в свою очередь, являются основными источниками углекислого газа.

Но двигаться в этом направлении необходимо и нужно, если мы оставим все как есть, то какое будущее достанется нашим внукам и правнукам?

На данный момент есть четыре варианта решения:

1. Поиск альтернативных источников энергии.
2. Уменьшение выбросов CO₂, совершенствуя существующее производство и транспорт.
3. Посадка деревьев.
4. Отбор углекислого газа из атмосферы и закачка в подземные пласты Земли.

Энергия солнца, ветер, приливы и отливы, тепловая энергия недр Земли – отличные экологические источники энергии.

Используя их, можно получать электрическую энергию не сжигая уголь и газ. Промышленные выбросы необходимо пропускать через химические сепараторы – станции очистки уходящих газов от диоксида углерода. Транспорт было бы неплохо заменить электрокарами, чтобы уйти от двигателей внутреннего сгорания. Зачастую вырубка лесов идет без насаждения в этих местах новых деревьев. Нужным шагом в сторону сохранения и приумножения лесов считалось бы образование всемирной организации озеленения планеты, которая следила за лесными массивами.

Отличием парниковых свойств CO₂, по сравнению с другими газами, является его долговременное воздействие на климат. Это влияние, после прекращения вызвавшей его эмиссии, остаётся в значительной степени постоянным на протяжении до тысячи лет. Поэтому необходимо, в ближайшем будущем, наладить установку станций по закачке углекислого газа из атмосферы в недра планеты.

Источник: UglekislyGaz.ru