Подобно стеклянным стенам парника, углекислый газ, метан, окись азота и водяной пар позволяют солнцу нагревать нашу планету и одновременно препятствуют выходу в космос отражающегося от поверхности земли инфракрасного излучения. Все эти газы ответственны за поддержание температуры, приемлемой для жизни на земле. Однако повышение концентрации углекислого газа, метана, оксида азота и водяного пара в атмосфере – это очередная мировая экологическая проблема, именуемая глобальным потеплением (или парниковым эффектом).
Причины глобального потепления
В течение XX века средняя температура на земле выросла на 0,5 – 1 ?C. Главной причиной глобального потепления считается повышение концентрации углекислого газа в атмосфере вследствие увеличения объёмов сжигаемого людьми ископаемого топлива (уголь, нефть и их производные). Однако по заявлению Алексея Кокорина, руководителя климатических программ Всемирного фонда дикой природы (WWF) России, «наибольшее количество парниковых газов образуется в результате работы электростанций и выбросов метана в ходе добычи и доставки энергоресурсов, в то время как дорожный транспорт или сжигание попутного нефтяного газа в факелах наносят сравнительно небольшой вред окружающей среде».
Другими предпосылками глобального потепления являются перенаселение планеты, сокращение площади лесных массивов, истощение озонового слоя и замусоривание. Однако не все экологи возлагают ответственность за повышение среднегодовых температур целиком на антропогенную деятельность. Некоторые считают, что глобальному потеплению способствует и естественное увеличение численности океанического планктона, приводящее к повышению концентрации всё того же углекислого газа в атмосфере.
Последствия парникового эффекта
Если температура в течение XXI века увеличится ещё на 1 ?C – 3,5 ?C, как прогнозируют учёные, последствия будут весьма печальными:
поднимется уровень мирового океана (вследствие таяния полярных льдов), возрастёт количество засух и усилится процесс опустынивания земель,
исчезнут многие виды растений и животных, приспособленные к существованию в узком диапазоне температур и влажности,
участятся ураганы.
Замедлить процесс глобального потепления, по словам экологов, помогут следующие меры:
повышение цен на ископаемые виды топлива,
замена ископаемого топлива экологически чистым (солнечная энергия, энергия ветра и морских течений),
развитие энергосберегающих и безотходных технологий,
налогообложение выбросов в окружающую среду,
минимизация потерь метана во время его добычи, транспортировки по трубопроводам, распределения в городах и сёлах и применения на станциях теплоснабжения и электростанциях,
внедрение технологий поглощения и связывания углекислого газа,
посадка деревьев,
уменьшение размеров семей,
экологическое просвещение,
применение фитомелиорации в сельском хозяйстве.
Глобальная экологическая проблема №4: Кислотные дожди
Кислотные дожди, содержащие продукты сжигания топлива, также представляют опасность для окружающей среды, здоровья человека и даже для целостности памятников архитектуры.
Последствия кислотных дождей
Содержащиеся в загрязнённых осадках и тумане растворы серной и азотной кислот, соединения алюминия и кобальта загрязняют почву и водоёмы, пагубно воздействуют на растительность, вызывая суховершинность лиственных деревьев и угнетая хвойные. Из-за кислотных дождей падает урожайность сельскохозяйственных культур, люди пьют обогащённую токсичными металлами (ртутью, кадмием, свинцом) воду, мраморные памятники архитектуры превращаются в гипс и размываются.
Решение экологической проблемы
Во имя спасения природы и архитектуры от кислотных дождей, необходимо минимизировать выбросы окислов серы и азота в атмосферу.
В последнее время многие ученые говорят о том, что на Земле происходит глобальное потепление климата. Этот процесс замечает и каждый из нас. Ведь в последние годы существенно меняется погода: зимы затягиваются, весна наступает с опозданием, а лето порой бывает очень жарким.
Но все же несмотря на то что эффекты глобального потепления зафиксированы многими научными наблюдениями, вокруг этой темы до сих пор идут нескончаемые дискуссии. Одни ученые считают, что в связи с на Земле ожидается наступление «ледникового периода». Другие делают неутешительные прогнозы, а третьи полагают, что катастрофические последствия глобального потепления для нашей планеты весьма спорны. Кто же из них прав? Попробуем разобраться в этом вопросе.
Понятие глобального потепления
Какое определение можно дать этому термину? Глобальное потепление на Земле - это процесс, представляющий собой постепенный рост значения средней годовой температуры в поверхностном слое атмосферы. Происходит он из-за увеличения концентрации а также в связи с изменением вулканической или солнечной активности.
Проблема глобального потепления стала особенно волновать мировую общественность в конце 20 века. Причем повышение температуры многие ученые связывают с развитием промышленности, выбрасывающей в атмосферу метан, двуокиси углерода и многие другие газы, вызывающие парниковый эффект. Что представляет собой это явление?
Парниковый эффект - это рост значений средней годовой температуры воздушных масс из-за роста концентрации в них водяного пара, метана и т. д. Эти газы являются своеобразной пленкой, которая подобно стеклам теплицы легко пропускает через себя солнечные лучи и задерживает тепло. Однако существует множество научных данных, свидетельствующих о том, что причины глобального потепления на Земле кроются не только в присутствии в атмосфере парниковых газов. Гипотез существует множество. Однако ни одна из них не может быть принята со стопроцентной уверенностью. Рассмотрим те утверждения ученых, которые заслуживают наибольшего внимания.
Гипотеза №1
Многие ученые полагают, что причины глобального потепления на нашей планете кроются в увеличении активности Солнца. На этой звезде метеорологи порой наблюдают так называемые которые представляют собой не что иное, как мощные магнитные поля. Это явление и вызывает изменения климатических условий.
Не одно столетие ученые-метеорологи вели подсчет появляющихся на Солнце пятен. На основании полученных данных англичанин Э. Мондоро в 1983 году сделал интересный вывод о том, что на протяжении 14-19 веков, которые иногда называют малым ледниковым периодом, подобного явления на Небесном Светиле зафиксировано не было. А в 1991 году учеными Датского Университета Метеорологии были изучены «солнечные пятна», зафиксированные на протяжении 20 века. Вывод был сделан однозначный. Ученые подтвердили тот факт, что существует прямая зависимость между изменениями температур на нашей планете и активностью Солнца.
Гипотеза №2
Югославским астрономом Миланковичем было высказано предположение о том, что глобальное потепление во многом вызвано изменениями орбиты, по которой Земля вращается вокруг Солнца. Влияет на изменение климата и угол вращения нашей планеты.
Новые характеристики в положении и движении Земли становятся причиной изменений в радиационном балансе нашей планеты, а, следовательно, и в ее климате.
Влияние Мирового океана
Существует мнение о том, что виновником глобальных климатических изменений на Земле является Мировой океан. Его водная стихия - это масштабный инерционный аккумулятор энергии Солнца. Учеными установлено, что между толщей Мирового океана и нижними слоями атмосферы происходит интенсивный тепловой обмен. Это и приводит к значительным климатическим изменениям.
Помимо этого, в океанических водах находится около ста сорока триллионов тонн растворенного углекислого газа. При определенных природных условиях этот элемент поступает в слои атмосферы, также оказывая влияние на климат, создавая парниковый эффект.
Действие вулканов
По мнению ученых, одной из причин глобального потепления климата является вулканическая активность. Во время извержений в атмосферу поступает огромное количество углекислого газа. Он-то и является причиной повышения среднегодовых температур.
Эта загадочная Солнечная система
Одной из причин глобального потепления климата на Земле, по мнению ученых, являются до конца не изученные взаимодействия, существующие между Солнцем и планетами, входящими в его систему. Изменения температур на Земле возникают в связи с различными распределениями и многих видов энергии.
Ничего не изменить
Среди ученых существует мнение и о том, что глобальное потепление климата происходит само по себе, без влияния человека и любых внешних воздействий. Такая гипотеза также имеет право на существование, так как наша планета - это большая и очень сложная система, имеющая массу разнообразных структурных элементов. Приверженцы данного мнения даже построили различные математические модели, подтверждающие тот факт, что естественные колебания в приземном слое воздуха могут составлять от 0 до 4 градусов.
Во всем виноваты мы?
Наиболее популярной причиной глобального потепления климата на нашей планете является все возрастающая деятельность человека, в значительной степени изменяющая химический состав атмосферы. В результате работы промышленных предприятий воздух все более насыщается парниковыми газами.
В пользу этой гипотезы говорят конкретные цифры. Дело в том, что за последние 100 лет средняя температура воздуха в нижних слоях атмосферы увеличилась на 0,8 градуса. Для естественных процессов эта скорость слишком велика, ведь ранее подобные изменения происходили на протяжении не одного тысячелетия. К тому же в последние десятилетия темпы увеличения температуры воздуха еще более возросли.
Уловка производителей или правда?
На сегодняшний день так до конца и не может разрешиться следующий вопрос: «Глобальное потепление - миф или реальность?». Есть мнение о том, что изменение климата - не более чем коммерческий проект. История рассмотрения этой темы началась в 1990 г. До этого человечество пугали страшилкой об озоновых дырах, которые образуются из-за присутствия в атмосфере фреона. Содержание этого газа в воздухе было ничтожно мало, но, тем не менее, этой идеей воспользовались американские производители холодильников. Они не применяли фреон при изготовлении своей продукции и повели беспощадную войну против конкурентов. В итоге европейские компании стали заменять дешевый фреон дорогим аналогом, увеличив стоимость холодильников.
Сегодняшняя идея о глобальном потеплении на руку многим политическим силам. Ведь забота об экологии способна привести в их ряды множество сторонников, которые позволят получить заветную власть.
Сценарии развития событий
Прогнозы ученых по поводу того, какие последствия для нашей планеты будут иметь климатические изменения, неоднозначны. Из-за сложности процессов, происходящих на Земле, ситуация может развиваться по различным сценариям.
Так, существует мнение о том, что глобальное изменение климата будет происходить в течение столетий и даже тысячелетий. Это связано со сложностью взаимосвязей между Мировым океаном и атмосферой. Эти мощнейшие аккумуляторы энергии не смогут перестроиться в кратчайшие сроки.
Но есть и другой сценарий развития событий, по которому на нашей планете сравнительно быстро произойдет глобальное потепление. Температура воздуха уже к концу 21 века возрастет по сравнению с 1990 г. на показатель от 1,1 до 6,4 градуса. При этом начнется интенсивное таяние льдов Арктики и Антарктиды. В результате воды Мирового океана увеличат свой уровень. Этот процесс наблюдается и сегодня. Так, с 1995 по 2005 гг. толща вод Мирового океана уже поднялась на 4 см. Если этот процесс не снизит свою скорость, то затопление при глобальном потеплении станет неизбежным для многих прибрежных земель. Особенно это коснется многонаселенных территорий, расположенных в Азии.
Процессы изменения климата на западе США и в Северной Европе вызовут увеличение частоты штормов и количества осадков. На этих землях в два раза чаще, чем в 20 веке, будут бушевать ураганы. Каковы окажутся результаты глобального потепления при таком сценарии для Европы? На ее центральных территориях климат станет переменчивым с более теплыми зимами и дождливым летом. В Восточной и Южной Европе (в том числе и в Средиземноморье) будут наблюдаться жара и засухи.
Также существуют прогнозы ученых, согласно которым глобальное изменение климатических условий в некоторых частях нашей планеты приведет к кратковременным похолоданиям. Этому будет способствовать замедление теплых течений, вызванное таянием ледниковых шапок. Причем возможна и полная остановка этих огромных переносчиков солнечной энергии, которая станет причиной наступления следующего ледникового периода.
Самым неприятным сценарием развития событий может стать парниковая катастрофа. Она будет вызвана переходом в атмосферу углекислого газа, содержащегося в толще вод Мирового океана. Кроме того, в результате из вечной мерзлоты начнет выделяться метан. При этом в нижних слоях атмосферы Земли будет образовываться чудовищная пленка, и рост температур примет катастрофические масштабы.
Последствия глобальных изменений климата
Ученые полагают, что неприятие кардинальных мер по сокращению парниковых выбросов приведут к возрастанию среднегодовой температуры на 1,4-5,8 градуса уже к 2100 году. Последствия глобального потепления скажутся на увеличении периодов жаркой погоды, которые станут более экстремальными по своему температурному режиму и более длительными. Причем развитие ситуации будет неоднозначным в разных регионах нашей планеты.
Каковы прогнозируемые последствия глобального потепления для мира животных? Сменить свое место обитания будут вынуждены пингвины, тюлени и белые медведи, привыкшие жить в полярных льдах. При этом многие виды растений и животных просто исчезнут, если не смогут приспособиться к новым условиям обитания.
Также глобальное потепление вызовет изменение климата в мировом масштабе. По комментариям ученых, это станет причиной роста числа наводнений, ставших следствием ураганов. Кроме того, на 15-20% сократятся летние осадки, что вызовет опустынивание многих сельскохозяйственных территорий. А из-за повышения температуры и уровня вод Мирового океана границы природных зон начнут сдвигаться к северу.
Каковы последствия глобального потепления для человека? В краткосрочном периоде изменения климата грозят людям проблемам с питьевой водой, с возделыванием сельскохозяйственных угодий. Приведут они и к росту количества инфекционных заболеваний. Причем самый серьезный удар будет нанесен по беднейшим странам, которые, в принципе, не несут никакой ответственности за предстоящие изменения климата.
По комментариям ученых, на грань голода будут поставлены около шестисот миллионов человек. К 2080 году жители Китая и Азии могут испытать экологический кризис, вызванный изменением характера осадков и таянием ледников. Этот же процесс приведет к затоплению многих небольших островов и прибрежных территорий. В зоне, подверженной наводнениям, окажутся порядка ста миллионов человек, многие из которых вынуждены будут мигрировать. Ученые прогнозируют исчезновение даже некоторых государств (например, Нидерландов и Дании). Вероятно, что под водой окажется и часть Германии.
Что касается долгосрочной перспективы глобального потепления, то оно может стать очередным этапом эволюции человека. Наши далекие предки сталкивались с подобными проблемами в те периоды, когда после ледникового периода температура воздуха возросла на десять градусов. Подобные изменения условий проживания привели к созданию сегодняшней цивилизации.
Последствия климатических изменений для России
Некоторые наши сограждане полагают, что проблема глобального потепления коснется только жителей других государств. Ведь Россия - страна с холодным климатом, и увеличение температуры воздуха будет ей только на пользу. Снизятся расходы на отопление жилья и производственных сооружений. Свои выгоды ожидают и сельское хозяйство.
Каково же, по прогнозам ученых, глобальное потепление и его последствия для России? Из-за протяженности территории и большого разнообразия имеющихся на ней природно-климатических зон результаты изменения погодных условий проявятся по-разному. В одних регионах они будут иметь положительный характер, а в других - отрицательный.
Например, в среднем на 3-4 дня по стране должно сократиться время отопительного периода. И это позволит обеспечить ощутимую экономию энергетических ресурсов. Но в тоже время и другой эффект окажет глобальное потепление и его последствия. Для России это грозит увеличением количества дней с высоким и даже критическим уровнем температур. В связи с этим возрастут затраты на кондиционирование промышленных предприятий и зданий. К тому же рост подобных тепловых волн станет неблагоприятным фактором, ухудшающим здоровье людей, особенно тех, кто проживает в крупных городах.
Глобальное потепление становится угрозой и уже создает проблемы с таянием вечной мерзлоты. в таких зонах опасна для транспортных и инженерных сооружений, а также для зданий. Кроме того, при таянии вечной мерзлоты будет происходить изменение ландшафта с формированием на нем термокарстовых озер.
Заключение
До сих пор нет однозначного ответа на следующий вопрос: «Что такое глобальное потепление - миф или реальность?». Однако проблема эта вполне осязаема и заслуживает к себе пристального внимания. По комментариям ученых, особенно она дала о себе знать в 1996-1997 годах, когда человечеству было преподнесено немало погодных сюрпризов в виде около 600 различных наводнений и ураганов, снегопадов и ливней, засух и землетрясений. В эти годы стихия причинила колоссальный материальный ущерб в размере шестидесяти миллиардов долларов и унесла одиннадцать тысяч человеческих жизней.
Решение проблемы глобального потепления климата должно находиться на международном уровне, с участием мировой общественности и при содействии правительства каждого из государств. Для сохранения здоровья планеты человечеству необходимо принять программу дальнейших действий, предусмотрев контроль и отчетность на каждом из ее этапов выполнения.
в XX и XXI веках.По оценкам ученых к началу средняя температура поверхности Земли может повыситься на величину от 1,8 до 3,4 °C. В отдельных регионах температура может немного понизиться (см. рис. 1).
По мнению экспертов (МГЭИК) , средняя температура по Земле поднялась на 0,7 °C со второй половины , и «бо́льшая доля потепления, наблюдавшегося в последние 50 лет, вызвана деятельностью ». Это в первую очередь выброс , вызывающего в результате сжигания , и . (см. рис.2) .
Наиболее сильные колебания температуры наблюдаются в Арктике, Гренландии и на Антарктическом полуострове (см.рис 3). Именно приполярные регионы наиболее чувствительны к изменениям климата, где вода находится на границе таяния и замерзания. Небольшое похолодание приводит к увеличению площади снегов и льдов, которые хорошо отражают в космос солнечное излучение, способствуя тем самым дальнейшему понижению температуры. И наоборот, потепление приводит к сокращению снежно-ледового покрова, лучшему прогреву воды и интенсивному таянию ледников, что приводит к увеличению уровня океана.
Помимо повышения , повышение температуры также приведёт к изменениям в количестве и распределении . В результате могут участиться природные катаклизмы: , и другие. Потепление, по всей вероятности, увеличит частоту и масштаб таких явлений.
Другим возможным последствием повышения глобальных температур является снижение урожаев культур в Африки, Азии и Латинской Америки и повышение урожаев в развитых странах (за счёт удлинения вегетационных периодов).
Потепление климата может привести к смещению зон обитания растительных и животных видов к полярным зона, что увеличит вероятность вымирания малочисленных видов-обитателей прибрежных зон и островов, чье существование в настоящее время находится под угрозой исчезновения.
К 2013 году научное сообщество сообщает, что процесс глобального потепления приостановился, изучаются причины прекращения роста температур.
Цель моей работы исследовать глобальное потепление и найти пути решения этой проблемы.
Задачи исследования:
Изучить различные теории глобального потепления;
Оценить последствия данного процесса;
Предложить меры по предотвращению глобального потепления.
Методы исследования, примененные в моей работе:
Эмпирический
Статистический
Математический и др.
Изменение климата на Земле.
Климат изменяется как в результате естественных внутренних процессов, так и внешних воздействий на окружающую среду (см. рис. 4). За последние 2000 лет ясно выделяются несколько климатических циклов похолодания и потепления, сменяющих друг друга.
Климатические сдвиги нашей эры.
0 - 400 гг
. Климат был, вероятно, жарким, но не сухим. Температура примерно соответствовала современной, а к северу от Альп была даже выше современной. В Северной Африке и на Ближнем Востоке царил более влажный климат.
400 - 1000 гг
. Среднегодовая температура была на 1-1,5 градуса ниже нынешней. В целом климат стал более влажным, а зима - более холодной. В Европе холодная температура также была связана с повышенной влажностью. Граница распространения деревьев в Альпах понизилась примерно на 200 метров, а ледники увеличились.
1000 - 1300 гг
. Эпоха относительно тёплого климата в в - веках, характеризовалась мягкими зимами, сравнительно тёплой и ровной погодой.
1300 - 1850 гг
. Период , имевший место на в течение - . Данный период является наиболее холодным за последние 2 тысячи лет.
1850 - 20?? гг
«Глобальное потепление». Оценки, полученные по климатическим моделям говорят, что к началу средняя температура поверхности Земли может повыситься на величину от 1,8 до 3,4 °C.
Причины глобального потепления.
Причины изменений климата остаются неизвестными, однако, среди основных внешних воздействий - изменения орбиты Земли , вулканические выбросы и . По данным прямых климатических наблюдений средние температуры на Земле повысились, однако причины такого повышения остаются предметом дискуссий. Одной из наиболее широко обсуждаемых причин является антропогенный .
.
По мнению некоторых ученых настоящее глобальное потепление объясняется деятельностью человека. Оно вызвано антропогенным ростом концентрации углекислого газа в атмосфере Земли, и, как следствие, увеличением « ». Эффект его присутствия в напоминает эффект парника, когда коротковолновая солнечная радиация легко проникает через слой СО 2 , а затем, отражаясь от земной поверхности и превращаясь в длинноволновую радиацию, не может обратно проникнуть через него и остается в атмосфере. Этот слой действует как пленка в парнике - создает дополнительный тепловой эффект.
Парниковый эффект был обнаружен в и впервые был исследован в году . Это процесс, при котором поглощение и испускание вызывает нагрев атмосферы и поверхности .
На Земле основными парниковыми газами являются: (ответственен примерно за 36-70 % парникового эффекта, без учёта облаков), (CO 2 ) (9-26 %), (CH 4 ) (4-9 %) и (3-7 %). Атмосферные концентрации CO 2 и CH 4 увеличились с началом промышленной революции к середине на 31 % и 149 % соответственно. Согласно отдельным исследованиям, такие уровни концентрации достигнуты впервые за последние 650 тысяч лет. Это период, для которого были получены данные из образцов полярного льда. Углекислый газ создает 50 % парникового эффекта, на долю хлорфторуглерода приходится 15-20 %, на долю метана - 18 %, азота 6 % (рис. 5).
Около половины всех парниковых газов, получаемых в ходе хозяйственной деятельности человечества, остаются в атмосфере. Около трёх четвертых всех антропогенных выбросов углекислого газа, за последние 20 лет, стали результатом сжигания топлива. При этом примерно половина объема антропогенных выбросов углекислоты связываются наземной растительностью и океаном. Бо́льшая часть остальных выбросов CO 2 вызвана в первую очередь с вырубкой лесов и уменьшением количества растительности, поглощающих углекислый газ.
2.2 Изменение солнечной активности.
Учеными были предложены разнообразные , объясняющие изменения температуры Земли. Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности нашего светила – Солнца. Поэтому даже самые малые изменения солнечной активности 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. Солнечная активность может объяснить половину температурных изменений до 1970 года. Под действием солнечной радиации изменяется толщина горных ледников. Например, в Альпах практически рас таял ледник Pasterze (см.рис.6). Причем в одних районах происходит утончение ледников, тогда как в других утолщение ледникового покрова (см. рис.7 ). За последние полвека температура на юго-западе Антарктики, на , возросла на 2,5 °C. В от шельфового площадью 3250 км² и толщиной свыше 200 метров, расположенного на Антарктическом полуострове, откололся площадью свыше 2500 км². Весь процесс разрушения занял всего 35 дней. До этого ледник оставался стабильным в течение 10 тысяч лет, с конца последнего ледникового периода. Таяние шельфового ледника привело к выбросу большого количества айсбергов (свыше тысячи) в (см. рис.8).
2.3 Влияние Мирового океана.
Мировой океан является огромным накопителем солнечной энергии. Он определяет направление и скорость движения тёплых океанических течений, а также воздушных масс на Земле, которые сильно влияют на климат планеты. В настоящее время мало изучена природа циркуляции тепла в водной толщи океана. Известно, что средняя температура вод океана составляет 3,5°С, а поверхности суши 15°С, поэтому усиленный теплообмен между толщей океана и приземным слоем атмосферы может приводить к значительным климатическим изменениям (рис.9). Кроме того, в водах океана растворено большое количество СО 2 (около 140 трлн. тонн, что в 60 раз больше, чем в атмосфере) и ряда других парниковых газов. В результате различных природных процессов эти газы могут поступать в атмосферу, существенно оказывая влияние на климат Земли.
2 .4 Вулканическая деятельность.
Вулканическая активность также является источником поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и большого количества углекислого газа, выделяющегося при извержении вулканов. Крупные извержения первоначально сопровождаются похолоданием вследствие поступления в атмосферу Земли пепла, серной кислоты и частиц сажи. Впоследствии, поступивший в ходе извержения CO 2 вызывает рост среднегодовой температуры на Земле. Последующее долговременное снижение вулканической активности способствует увеличению прозрачности атмосферы, и приводит к повышению температуры на планете. Это может значительным образом сказаться на климате Земли.
3 .Результаты исследований глобального потепления.
При изучении глобального потепления разными метеостанциями мира, обозначилось четыре ряда глобальных температур, начинающихся со второй половины XIX века (см. рис. 10). На них видны два отчетливых эпизода глобального потепления. Один из них приходится на период с 1910 по 1940 год. За это время средняя температура на Земле выросла на 0,3- 0,4°C. Затем в течение 30 лет температура не росла и, возможно, даже немного снизилась. А с 1970 года начался новый эпизод потепления, который продолжается до сих пор. За это время температура повысилась еще на 0,6- 0,8°C. Таким образом, в целом за XX век средняя глобальная температура приземного воздуха на Земле выросла примерно на один градус. Это довольно много, поскольку даже при выходе из ледникового периода потепление обычно составляет всего 4° C.
Изучая изменения уровня Мирового океана, ученые установили, что средний уровень моря растет в течение последних 100 лет со средней скоростью около 1,7 мм / год, что значительно больше, чем средняя скорость за последние несколько тысяч лет. С 1993 года глобальный уровень моря начал подниматься ускоренными темпами - около 3,5 мм / год (см.рис.11). Основная причина повышения уровня моря на сегодняшний день - увеличение теплосодержания океана, которое приводит к его расширению. Ожидается, что в будущем, более значительную роль в ускорении подъема уровня моря, будет играть таяние льда.
Общий объем ледников на Земле довольно резко сокращается. Ледники постепенно сокращались на протяжении всего прошлого века. Но скорость сокращения заметно возросла именно в последнее десятилетие (см. рис. 12). Только несколько ледников все еще растут. Постепенное исчезновение ледников будет следствием не только повышения уровня мирового океана, но и возникновение проблем с обеспечением пресной водой некоторых районов Азии и Южной Америки.
.
Существует теория , которая часто используется противниками концепций антропогенного глобального потепления и парникового эффекта. Они утверждают, что современное потепление - это естественный выход из малого ледникового периода XIV-XIX веков, которое, приведет к восстановлению температур малого климатического оптимума X-XIII веков.
Глобальное потепление может произойти не везде. Согласно гипотезе климатологов М. Юинга и У. Донна, существует колебательный процесс, в котором ледниковый период порождается потеплением климата, а выход из ледникового периода - похолоданием. Это связано с тем, что при оттаивании ледяных полярных шапок увеличивается количество осадков в полярных широтах. В дальнейшем происходит снижение температуры в внутриконтинентальных районах северного полушария с последующим образованием ледников. При замерзании ледяных полярных шапок ледники в глубинных районах континентов, не получая достаточно подпитки в виде осадков, начинают оттаивать.
По одной из гипотез, глобальное потепление приведёт к остановке или серьёзному ослаблению . Это вызовет существенное падение средней температуры в (при этом температура в других регионах повысится, но не обязательно во всех), так как Гольфстрим прогревает континент за счёт переноса тёплой воды из тропиков.
5. Последствия глобального потепления.
В настоящее время фактор потепления климата рассматривается наравне с другими известными факторами риска здоровью – курением, алкоголем, избыточным питанием, малой физической активностью и другими.
5.1 Распространение инфекций .
В результате потепления климата ожидаются рост количества осадков, расширение площадей заболоченных земель и увеличение числа подтопленных населенных пунктов. Площадь заселения водоемов личинками комаров постоянно возрастает, в том числе 70% водоемов заражены личинками малярийных комаров. По мнению экспертов ВОЗ, повышение температуры на 2–3 °С ведет к увеличению числа людей, которые могут заболеть малярией примерно на 3–5%. Возможно появление комариных («москитных») заболеваний, таких как лихорадка Западного Нила (ЛЗН), лихорадка Денге, желтая лихорадка. Увеличение количества дней с высокой температурой приводит к активизации клещей и росту заболеваемости инфекциями, ими переносимыми.
5.2. Таяние вечной мерзлоты.
В толще мерзлых горных пород законсервирован газ – метан. Он вызывает несравнимо больший парниковый эффект, чем CO2. Если метан при таянии мерзлоты будет выпускаться в атмосферу, изменение климата будет необратимо. Планета станет пригодной только для тараканов и бактерий. Кроме того, десятки городов, построенные на вечной мерзлоте, просто утонут. Процент деформаций зданий на севере уже очень большой и все время растет. Из-за таяния вечномерзлой земли будет невозможно добывать нефть, газ, никель, алмазы и медь. При глобальном потеплении с повышением температуры возникнут новые вспышки вирусов, оно становится доступным бактериям и грибам, которые разлагают метан.
5.3 Аномальные природные явления.
Одним из последствий изменения климата ученые считают увеличение числа таких аномальных погодных явлений, как наводнения, штормы, тайфуны, ураганы. Р ост повторяемости, интенсивности и продолжительности засух в некоторых регионах приведет к повышению пожароопасности в лесных массивах, заметному расширению районов засух и пустынных земель. В других регионах Земли можно ожидать усиление ветров и увеличение интенсивности тропических циклонов, увеличение частоты сильных осадков из-за чего участятся наводнения, что приведет к переувлажнения почвы, которое опасно для сельского хозяйства.
5.4 Повышение уровня океана.
В северных морях уменьшится количество ледников (например, в Гренландии), что приведет к подъему уровня Мирового Океана. Тогда окажутся под водой прибрежные территории, уровень которых ниже уровня моря. Например, Нидерланды, которые под натиском моря только с помощью дамб сохраняют свою территорию; Япония, у которой в таких районах находятся многие производственные мощности; могут быть залиты океаном многие острова в тропиках.
5.5 Экономические последствия.
Расходы, связанные с изменениями климата, растут вместе с температурой. Сильнейшие штормы и наводнения являются причинами убытков в миллиарды долларов. Экстремальные погодные условия создают чрезвычайные финансовые проблемы. К примеру, после рекордного по показателям урагана в 2005 году в штате Луизиана произошло 15-процентное падение доходов спустя месяц после бури, а материальный ущерб был оценен в 135 миллиардов долларов. Потребители регулярно сталкиваются с ростом цен на продовольствие и энергоносители наряду с увеличением стоимости медицинских услуг и недвижимости. Из-за увеличения площади засушливых земель под угрозой находится производство продуктов питания, а некоторые группы населения подвергаются риску остаться голодными. Сегодня Индия, Пакистан и страны Африки, расположенные южнее Сахары, страдают от нехватки продовольствия, а эксперты прогнозируют еще большее сокращение количества осадков в ближайшие десятилетия. Таким образом, по оценкам, вырисовывается совсем невеселая картина. Межправительственная группа экспертов по изменению климата предполагает, что к 2020 году 75-200 миллионов африканцев могут испытывать нехватку воды, а количество сельскохозяйственной продукции на континенте сократиться на 50 процентов.
5.6 Потеря биологического разнообразия и разрушение экосистем.
К 2050 году человечество рискует потерять целых 30 процентов видов животных и растений, если средняя температура повысится на 1,1-6,4 градуса по Цельсию. Такое исчезновение произойдет из-за потери мест обитания путем опустынивания, обезлесения и потепления вод океана, а также из-за неспособности адаптации к происходящим климатическим изменениям. Исследователи дикой природы отметили, что некоторые более устойчивые виды мигрировали на полюса для того, чтобы "поддержать" необходимую им среду обитания. Когда растения и животные исчезнут в результате климатических изменений, человеческая пища, топливо и доходы также исчезнут. Ученые уже наблюдают обесцвечивание и гибель коралловых рифов из-за потепления вод в океане, а также миграцию наиболее уязвимых видов растений и животных в другие районы в связи с повышением температуры воздуха и воды, а также в связи с таянием ледников. Изменение климатических условий и резкое увеличение углекислого газа в атмосфере – это серьезное испытание для наших экосистем.
6. Районы изменения климата.
Межправительственная комиссия выделила ряд районов, наиболее уязвимых к ожидаемому изменению климата:
В районе , мега-дельте Азии, небольших островах произойдет усиление засух и увеличению опустынивания;
В Европе увеличение температур приведет к уменьшению водных ресурсов и выработки гидроэлектроэнергии, уменьшению продукции сельского хозяйства, ухудшению условий туризма, сокращению снежного покрова и отступанию горных ледников, усилению летних осадков и увеличению риска сильных и катастрофических на реках;
В Центральной и Восточной Европе произойдет увеличение частоты лесных пожаров, пожаров на торфяниках, сокращению продуктивности лесов; возрастанию неустойчивости грунтов в Северной Европе.
В Арктике - катастрофическое уменьшение площади покровного оледенения, сокращение площади морских льдов, усиление берегов;
На юго-западе Антарктики, на , температура возросла на 2,5 °C. Масса льдов Антарктики уменьшается с ускоряющимся темпом;
В Западной Сибири с начала 1970-х годов температура многолетнемёрзлых грунтов повысилась на 1,0 °C, в центральной Якутии - на 1-1,5 °C в северных регионах - Архангельской области, Республике Коми совсем не потеплел;
На севере с середины 1980-х годов температура верхнего слоя мёрзлых пород увеличилась на 3 °C, а благодатной Калифорнии несколько похолодал;
В южных районах, в частности, на Украине, также несколько похолодало.
7. Меры по предотвращению глобального потепления.
Чтобы остановить рост CO 2 , необходимо заменить традиционные виды энергии, основанные на сжигании углеродного сырья, на нетрадиционные. Необходимо увеличить производство солнечных батарей, ветряков, строительство приливных электростанций (ПЭС), геотермальных и гидроэлектростанций (ГЭС).
Проблема глобального потепления должна решаться на международном уровне, в соответствии с единой международной программой, составленной с участием правительств всех стран и мировой общественности, под единым международным руководством. На сегодняшний день основным мировым соглашением о противодействии глобальному потеплению является (согласован в , вступил в силу в ). Протокол включает более 160 стран мира и покрывает около 55 % общемировых выбросов парниковых газов. :
Европейский союз должен сократить выбросы CO 2 и других тепличных газов на 8 %.
США - на 7 %.
Япония - на 6 %.
Протокол предусматривает систему квот на выбросы тепличных газов. Суть его заключается в том, что каждая из стран, получает разрешение на выброс определенного количества тепличных газов. Таким образом, предполагается сокращение выбросов тепличных газов в следующие 15 лет на 5 %.
Поскольку выполнение этой программы будет рассчитано на долгие годы, в ней необходимо обозначить этапы ее выполнения, их сроки, предусмотреть систему контроля и отчетности.
Российские ученые также разрабатывают оружие против глобального потепления. Это аэрозоль из соединений серы, который предполагается распылять в нижних слоях атмосферы. Метод, разрабатываемый российскими учеными, предусматривает распыление с помощью самолетов в нижних слоях стратосферы (на высоте 10-14 километров от земли) тонкого слоя аэрозоля (0,25-0,5 микрона) из различных соединений серы. Капли серы будут отражать солнечные излучения.
По расчетам ученых, если распылить над Землей один миллион тонн аэрозоля, это позволит на 0,5-1 процента снизить солнечную радиацию, а температуру воздуха - на 1-1,5 градуса Цельсия.
Количество распыленного аэрозоля будет необходимо постоянно поддерживать, поскольку со временем сернистые соединения будут опускаться на землю.
Заключение.
При исследовании глобального потепления я пришла к выводу, что за последние 150 лет происходит изменение термического режима примерно на 1-1,5 градуса. Оно имеет свои региональные и временные масштабы.
Многие ученые считают, что основной причиной, которая, возможно, приводит к этим процессам, является увеличение СО 2 (углекислого газа) в . Его называют "парниковым газом». Увеличение содержания в таких газов, как фреон и целого ряда галогенных газов считается также следствием хозяйственной деятельности человека и причиной возникновения озоновых дыр.
Исследования показали: чтобы избежать глобальной катастрофы, необходимо уменьшить выбросы углерода в атмосферу.
Я считаю, что важнейшими путями решения данной проблемы являются: внедрение экологически чистых, мало- и безотходных технологий, строительство очистных сооружений, рациональное размещение производства и использование природных ресурсов.
Я предлагаю использовать биогазовые технологии.
Биогаз – продукт разложения органических веществ самого разного происхождения (навоз, отходы пищевой промышленности, иные биологические отходы).
Состоит биогаз на 50-70% из метана (CH 4) и на 30-50% из углекислого газа (CO 2). Его можно использовать как топливо для получения тепла и электричества. Биогаз может использоваться в бойлерных установках (для получения тепла), в газовых турбинах или в поршневых двигателях. Обычно они работают в режиме когенерации – на производство электроэнергии и тепла (см. рис.13).
Сырье для биогазовых установок имеется в достаточных количествах на станциях очистки сточных вод, на свалках мусора, на свинофермах, птицефабриках, в коровниках. Именно агропредприятия могут считаться основным потребителем биогазовых технологий. Из тонны навоза получается 30-50 м3 биогаза с содержанием метана 60%. Фактически одна корова способна обеспечить получение 2,5 кубометра газа в сутки. Из одного кубометра биогаза можно выработать около 2 кВт электроэнергии. Плюс вырабатывается органическое удобрение, которое можно использовать в аграрном хозяйстве.
Принцип действия установки:
Из животноводческих корпусов 1 самосплавным методом навоз перемещается в приемную емкость 2 , где происходит подготовка сырья к загрузке в реакторы для переработки. Затем он подается в биогазовую установку 3 , где происходит выделение биогаза, который подается в газораспределительную колонку 5 . В ней отделяется углекислый газ и метан. Отходы представляют собой азотные удобрения, они вывозятся на поля 10. CO 2 идет на производство биовитаминного концентрата, а СН4 в газогенератор 9 , где вырабатывает электричество, с помощью которого работает насос 11 , подающий воду для орошения полей и теплиц 13 .
В энергобалансе европейских стран биогаз занимает 3-4%. В Финляндии, Швеции и Австрии, благодаря государственному стимулированию биоэнергетики, его доля достигает 15-20%. В Китае действует 12 млн. маленьких «семейных» биогазовых установок, снабжающих газом в основном кухонные плиты. Распространена эта технология в Индии, в Африке. В России установки для получения биогаза используются мало.
Список используемой литературы.
Журнал «Химия и Жизнь» №4, 2007
Крискунов Е.А. Экология (учебник), М. 1995г.
Правда.ру
Ревич Б.А. «Россия в окружающем мире: 2004»
-
Http://www.priroda.su/item/389
Http://www.climatechange.ru/node/119
Http://energyland.info
В атмосферу в результате сжигания ископаемых топлив с 1800 года по 2007 в миллиардах тонн.
Рис.3 За период с 1979 (слева) по 2003 год (справа), область, покрытая арктическим льдом, заметно уменьшилась.
Рис.4 Климатические реконструкции за период 1000-2000 гг. н. э., отмечен Малый ледниковый период
Рис. 5. Доля содержания антропогенных газов в атмосфере при парниковом эффекте.
Рис.6 Фотографии тающего ледника Pasterze в Австрии в 1875 году (слева) и 2004 году (справа).
Рис.7 Карта изменения толщины горных ледников с 1970 года. Утоньшение в оранжевых и красных цветах, утолщение - в синих.
Рис.8. Таяние шельфового ледника.
Рис.9 График изменения теплосодержания океана для 700 метрового слоя воды начиная с 1955 года. Сезонные изменения (красные точки), среднегодовые (черная линия)
Рис.10. Изучение глобального потепления на разных метеостанциях.
Рис. 11 График изменения среднегодовых измерений глобального уровня моря. Красный цвет: уровень моря с 1870 года; синий цвет: по данным датчиков с учетом приливов, черный цвет: на основе спутниковых наблюдений. На вставке среднее глобальное повышение уровня моря с 1993 года - период, в течение которого повышение уровня моря ускорилось.
Рис. 12 График объемного снижения (в кубических милях) ледников во всем мире.
Рис. 13 Схема биогазовой установки.
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.сайт «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. 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. км 2). 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 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
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 СО 2 (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 CO 2 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 .
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 СО 2 , 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 СО 2 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 СО 2 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 CO 2 , метана, закиси азота в результате техногенной деятельности человека;
+ разложение, вследствие повышения температуры, геохимических источников карбонатов с выделением СО 2 . 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 CO 2 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 CO 2 , 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 CO 2 ;
— увеличение температуры, будет способствовать расширению площади тёплых морей, а значит и расширению ареала моллюсков и коралловых рифов, эти организмы принимают активное участие в депонировании CO 2 , который идёт на постройку раковин;
— увеличение концентрации CO 2 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 — СО 2 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 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 CO 2 , вызовет переход в атмосферу растворённого в океане CO 2 , 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 CO 2 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 СО 2 , 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 CO 2 , 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 CO 2 только растут. По реалистическому сценарию, согласно которому выброс CO2 будет расти с такой же скоростью, удваиваясь каждые 50 лет, температура 50 2 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 , 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 . 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). . 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 , 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 , 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 такие, как , 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 CO 2 в атмосферу, улучшается КПД двигателей, выпускаются .
В будущем планируется уделять большое внимание , а также непосредственно из атмосферы путём , использования хитроумных , закачки углекислого газа на многокилометровую глубину океана, где он будет растворяться в водной толще. Большинство перечисленных способов «нейтрализации» CO 2 очень дороги. В настоящее время стоимость улавливания одной тонны СО 2 составляет приблизительно 100-300 долларов, что превышает рыночную стоимость тонны нефти, а если учесть, что при сгорании одной тонны приблизительно образуется три тонны CO 2 , 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 CO 2 . Так на долю США приходится около 40% от всех выбросов (в последнее время появилась информация, что ). К сожалению, пока человек во главу угла будет ставить собственное благосостояние, прогресса в решении вопросов глобального потепления не предвидится.
А.В. Егошин
(Visited 64 734 times, 4 visits today)
