Глобальное потепление

 

ВВЕДЕНИЕ

Глобальное изменение  климата, неотвратимое потепление и  грядущие климатические потрясения уже давно перестали быть предметом  исключительно научных дискуссий  и, окруженные сотнями спекулятивных  теорий, занимают сегодня прочное  место в массовом сознании.

Повышение глобальной температуры приведёт к изменениям в количестве и распределении атмосферных осадков. В результате могут участиться природные катаклизмы, такие как наводнения, засухи, ураганы и другие, понизится урожай сельскохозяйственных культур, и исчезнут многие биологические виды. Потепление должно, по всей вероятности, увеличивать частоту и масштаб таких явлений.

Некоторые исследователи  считают, что глобальное потепление – это миф, часть учёных отвергает возможность влияния человека на этот процесс и, наконец, есть те, кто не отрицает факт потепления и допускает его антропогенный характер, но не соглашается с тем, что наиболее опасными из воздействий на климат являются промышленные выбросы парниковых газов.

Целью данной работы и является изучение различных гипотез потепления климата.

Для достижения данной цели обратимся к следующим вопросам:

- Что понимают под «глобальным изменением климата»;

- Причины возникновения  проблемы;

- Какие факторы в действительности оказывают воздействие на климат;

- Какие последствия влечет за собой этот процесс и как они могут сказаться     на нашем существовании.

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. ГЛОБАЛЬНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА

Исследования показывают, что климат Земли никогда не был  статичным. Он является динамичным, подверженным колебаниям во всех временных масштабах, начиная от десятилетий до тысяч-миллионов лет. К числу наиболее заметных колебаний относится цикл более порядка 100 000 лет – ледниковые  периоды, когда климат Земли был в основном холоднее по сравнению с настоящим, после чего следовали более теплые межледниковые периоды. Эти циклы определялись причинами естественного характера.

С начала промышленной революции  изменение климата происходит ускоренными  темпами в результате деятельности человека. Причина этого изменения, которая накладывается на естественную изменчивость климата, приписывается прямым или косвенным образом деятельности человека, которая изменяет состав атмосферы.

 

1.1. Прошлый климат

Проведенные многочисленные исследования продемонстрировали доказательства изменения климата в прошлом. Например, на рисунках в пещерах, которые были нарисованы, согласно оценкам, несколько тысяч лет тому назад и были обнаружены в пустыне Сахара, изображены животные, которые могут выжить только в климате, характеризуемом обильными водными ресурсами. Во время раскопок в Египте были найдены кости слонов и останки других животных, которые имеются в других местах, но которых нет в настоящее время в Египте. Это является свидетельством периодов с большим количеством растительности в прошлом по сравнению с нынешними условиями пустыни. Несколько других открытий в засушливых районах свидетельствуют в том, что однажды там была буйно растущая растительность и вода. Другие исследования, основанные на палеоклиматических или косвенных данных, таких, как кольца деревьев, керны льда, озерные отложения и коралловые рифы, показывают, что климат был,   фактически, подвержен изменениям

 

 

в прошлом. Некоторые из этих изменений происходили в относительно короткие периоды времени.

 

1.2. Быстрые климатические переходы

В течение определенного  времени известно, что с момента  последнего отступления ледников из Центральной Европы наблюдалось  два этапа поразительного, быстрого и естественного потепления. Первое произошло около 14 700 лет тому назад в конце последнего ледникового периода при переходе к тому, что известно под названием позднего ледникового периода. Второй период наступил почти 3200 лет спустя (приблизительно 11 500 лет тому назад) во время перехода от последних холодных периодов нашего климата (период молодого триаса) к нашему нынешнему теплому климату (голоцен). Темпы изменения со времени промышленной революции представляются аналогичными быстрым изменениям периодов молодого триаса и голоцена.

Средняя глобальная температура  уменьшилась за предыдущие 10 000 лет из-за активной вулканической деятельности или других естественных климатических факторов воздействия, после чего она резко повысилась, особенно с начала ХХ века.

В течение нескольких тысяч лет до 1850-х гг. объем  атмосферных парниковых газов оставался на относительно стабильном уровне. В настоящее время наибольшую озабоченность в отношении климата вызывает тот факт, что в результате деятельности человека в атмосферу выбрасываются беспрецедентные объемы парниковых газов, таких, как двуокись углерода и метан, и это является причиной явного изменения химического состава атмосферы. Это изменение сказывается на глобальном климате. Если эта тенденция будет продолжаться, прогнозируется дальнейшее изменение климата, хотя и не такой же величины, во всех регионах мира. Действительно, некоторые регионы в большей степени подвержены влиянию изменения климата по сравнению с   другими   регионами. Например,   континентальные

 

районы средних и  высоких широт характеризуются  наибольшим повышением температуры за последние 100 лет, в то время как в некоторых других районах наблюдается ее определенное понижение.

 

1.3. Причины потепления климата

Существуют две диаметрально противоположных точки зрения на изменение климата. Сторонники первой – утверждают, что в настоящее время происходит глобальное потепление климата. Одни исследователи считают, что это происходит вследствие изменений, происходящих в Космосе, другие – за счет роста парниковых газов. По вопросу причин роста концентрации парниковых газов также есть разногласия. Одни специалисты придерживаются мнения, что в происходящих катаклизмах природы виноват человек, загрязняющий окружающую среду парниковыми газами: диоксидом азота, метаном, фреонами, закисью азота. Другие специалисты считают, что рост концентрации парниковых газов происходит за счет естественных источников –вулканов. И вклад антропогенного фактора очень мал. Действительно, согласно статистическим данным, от антропогенных источников выбрасывается всего 3,5 % диоксида углерода от общего количества диоксида углерода, поступающего в окружающую среду, а метана – 3,3 %.

Вторая точка зрения заключается в утверждении, что  в настоящее время человечество находится вначале очередного ледникового  периода. И проблема глобального  потепления является наукообразным мифом. В частности такой точки зрения придерживается известный российский географ, профессор Андрей Капица. Он утверждает, что увеличение концентрации углекислого газа не предшествует глобальному потеплению, а идет после него.

Президент британского Королевского астрономического общества Фред Хойл и профессор Кардиффского университета Чандра Викрамасингх опубликовали в “Журнале астрофизики и космической науки” статью, в которой излагаются не совсем обычные взгляды на проблему глобального потепления. Вопреки распространённому мнению, учёные полагают, что парниковый эффект – не беда, а единственное средство, которое может спасти Землю от катастрофы. Они утверждают, что около десяти тысяч лет назад Земля столкнулась с кометой. При взрыве, последовавшем за столкновением, в воздух было поднято огромное количество воды, в результате чего возник парниковый эффект. Если бы не комета – климат вряд ли бы претерпел существенные изменения к лучшему, и развитие человеческой цивилизации оказалось бы под вопросом. Последствия столкновения с кометой ощущаются до сих пор, однако за прошедшие тысячелетия его влияние сильно уменьшилось, и климат Земли медленно возвращается в исходное состояние. Положение ухудшает космическая пыль, накапливающаяся в атмосфере. Поэтому увеличение количества парниковых газов является необходимым или человечество может оказаться в новом ледниковом периоде.

Несмотря на эти сообщения, большинство ученых климатологов поддерживает точку зрения, что в настоящее  время происходит глобальное потепление климата. По сведениям представителей Всемирной метеорологической организации тенденция к глобальному потеплению на планете продолжается уже 23 года. Однако какие именно факторы – сама природа или деятельность человека – оказывают преимущественное влияние на изменение климата, единого мнения на сегодняшний день нет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. ЕСТЕСТВЕННЫЕ ПРИЧИНЫ ПОТЕПЛЕНИЯ КЛИМАТА

Естественные факторы  изменения климата включают смещения орбиты и угла наклона Земли (относительного положения ее оси), изменения солнечной активности, вулканические извержения и изменения в распределении атмосферных аэрозолей естественного происхождения.

 

2.1. Изменение угла оси вращения Земли и ее орбиты

Югославский астроном Милутин 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.

 

2.2. Солнечная активность

Тепловой поток, поступающий  от Солнца на внешнюю границу атмосферы, в среднем составляет 1370 Вт/м2. Данное значение испытывает сложные квазициклические колебания в пределах долей процента, однако этого оказывается достаточно для того, чтобы существенным образом влиять на формирование климата.

Прогнозирование солнечной активности можно построить на основе анализа изменения этой активности за период непосредственных инструментальных наблюдений за Солнцем (с начала XVII века) и косвенных данных, относящихся к более раннему периоду. Оказывается, что солнечная активность подвержена колебаниям с разными амплитудами и периодами. В настоящий момент Солнце проходит через тысячелетний пик своей активности, образованный наложением кратко- и долгосрочных трендов и отличающийся достаточно высокой стабильностью. Этот пик, по мнению ученых, продлится до конца 2010 года, после чего начнется постепенное уменьшение активности, которое приведет к ее глубокому минимуму во второй половине следующего столетия. Минимальная оценка снижения солнечной постоянной по сравнению с нынешним уровнем составляет 0,4 %, что вполне достаточно для снижения среднеглобальной температуры на 0,5-0,6 °С.

 

2.3. Солнечный цикл и орбита Земли

Конечным источником энергии, который приводит в действие климатическую систему, является солнечная радиация. Известно, что ее интенсивность меняется в определенных, относительно небольших пределах. Хотя данные прямых измерений интенсивности солнечного излучения имеются лишь за последние приблизительно 25 лет, косвенное свидетельство, такое, как активность солнечных пятен, давно использовалось для оценки изменений солнечной радиации. Помимо меняющихся потоков энергии Солнца Земля получает различные объемы солнечной радиации, в зависимости от ее движения по эллиптической орбите и соответствующего изменения ее расстояния до Солнца.

В течение последнего приблизительно миллиона лет ледниковые и межледниковые периоды менялись в зависимости от колебаний орбиты Земли. Меньшие орбитальные колебания  наблюдались в течение последних 10 000 лет (период, когда климат был относительно стабильным). Для того, чтобы климат продолжал оставаться стабильным, солнечная энергия, достигающая поверхности Земли, должна уравновешиваться уходящей радиацией. Любое изменение приходящей солнечной радиации может вызвать глубокие изменения в погоде и климате Земли. Распределение энергии в пределах атмосферы и его воздействие на климат зависят от таких факторов, как альбедо, облака, аэрозоли и газы, так же, как и энергия, излучаемая обратно в космическое пространство от поверхности Земли. Некоторые из этих факторов являются результатом деятельности человека или испытывают воздействие этой деятельности.

 

2.4. Вулканические извержения

В соответствии с современными представлениями механизм влияния  вулканической активности на климат состоит в следующем. Основное влияние на поток солнечной радиации и, следовательно, на тепловой режим Земли оказывает слой сернокислотного аэрозоля, формирующийся в стратосфере из выброшенных вулканами серосодержащих газов. Этот аэрозоль препятствует проникновению солнечного излучения к поверхности Земли. Остальные компоненты вулканических выбросов имеют значительно меньшее влияние на климат.

В результате выбросов после  вулканических извержений в атмосферу  попадают значительные объемы частиц и газов. Эти частицы переносятся тропосферными и стратосферными ветрами над обширными районами земного шара и не пропускают часть приходящей солнечной радиации. Любое изменение приходящей солнечной радиации неизбежно вызывает изменение регулярности, режима и места восходящих и нисходящих воздушных потоков, а также преобладающего климата, в том числе температуры. Однако эти изменения не являются долгосрочными.

Помимо изменений в  температурном режиме вулканические  выбросы уничтожают также стратосферный  озон. Например, вследствие извержения в Мексике в 1982 г. вулкана Эль-Чичон в последующие три-четыре года было уничтожено порядка 10 % озона. В 1991 г. извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах вызвало уменьшение озона на 15 % в течение нескольких лет, и считается, что оно явилось причиной увеличения размера озоновой дыры над Антарктикой.

Еще в середине прошлого века была высказана гипотеза о связи  вулканической и солнечной активности. Анализ достаточно обширных архивов  по вулканическим извержениям и  солнечной активности, который стал возможен к концу XX века, подтверждает эту гипотезу. Полной ясности о том, как Солнце оказывается в состоянии управлять вулканами, пока нет, тем не менее можно с уверенностью, используя методы математической статистики, прогнозировать вулканическую активность, опираясь на данные о солнечной активности. Интересно, что с точки зрения влияния того и другого фактора на климат, один как бы усиливает другой – уменьшение активности Солнца приводит к снижению среднеглобальной температуры атмосферы Земли и одновременно активизирует деятельность вулканов, что, в свою очередь, вносит дополнительный эффект в уменьшение солнечной радиации, достигающей поверхности планеты.

 

2.5. 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 день 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, в результате определённых природных процессов эти газы могут поступать в атмосферу, существенным образом оказывая влияние на климат Земли.