Одна из сильнейших засух на Ближнем Востоке. Фото: NASA
97% климатологов мира признают: главная причина наблюдаемого с середины XX века глобального потепления — человек. «Климат России» собрал десятку самых жарких фактов об изменении климата, от которых в буквальном смысле становится душно.
Глобальное потепление и изменение климата — не одно и то же
Это два разных, но связанных друг с другом понятия. Глобальное потепление — это проявление изменения климата, поэтому первое — симптом, а второе — диагноз.
Когда мы говорим о потеплении, то имеем в виду постоянное увеличение средней температуры на Земле. По-научному это называется «антропогенное потепление». Оно вызвано деятельностью человека, в результате которой в атмосфере накапливаются газы (углекислый газ, метан, оксиды азота, хлорфторуглеводороды и др.), усиливающие парниковый эффект.
Изменение климата — это изменение погодных условий на продолжительном отрезке времени в десятки и сотни лет. Оно проявляется как отклонение температуры от сезонной или месячной нормы и сопровождается опасными природными явлениями, среди них — наводнения, засухи, ураганы, обильные снегопады, сильные ливни. При этом количество аномальных явлений, многие из которых оборачиваются страшными катастрофами, растет с каждым годом. Однако и небольшие изменения климата негативно отражаются на флоре и фауне, возможностях сельского хозяйства и животноводства и привычном укладе жизни.
2016-й год обещает быть самым жарким
Пока абсолютный рекорд принадлежит 2015 году. Но ученые не сомневаются в том, что 2016-му удастся его побить. Предсказать такое не сложно, ведь, по данным NASA , температура растет на протяжении 35 лет: каждый год из последних 15 лет оказывался самым жарким за всю историю метеонаблюдений.
Аномальная жара и засухи уже стали серьезной проблемой для жителей разных уголков планеты. Так, в 2013 году на Филиппины обрушился один из самых разрушительных тайфунов в истории человечества Йоланда. В прошлом году в Калифорнии была зафиксирована сильнейшая засуха за последние 500 лет. И в будущем число стихийных бедствий может существенно вырасти.
Вечная мерзлота уже не вечная
60% территории России покрыто вечной мерзлотой. Быстрое таяние слоя льда под почвой становится не только экологической, но и экономической, и социальной проблемой. Дело в том, что вся инфраструктура на севере России построена на заледенелом грунте (пермафросте). Только в Западной Сибири из-за деформации поверхности земли происходит несколько тысяч аварий в год.
А некоторые территории, например, в районе Якутии, просто периодически затапливает. С 2010-го года наводнения здесь случаются каждый год.
С таянием вечной мерзлоты связана еще одна угроза. В пермафросте сконцентрированы огромные объемы метана. Метан задерживает тепло в атмосфере еще сильнее, чем CO 2, а сейчас он стремительно высвобождается.
Атолл в Тихом океане, который может повторить судьбу Атлантиды. Фото: un.org
Уровень моря может подняться почти на метр
С таянием вечной мерзлоты и ледников в Мировом океане образуется все больше воды. Кроме того, она становится теплее и обретает больший объем — происходит так называемое термическое расширение. В течение XX века уровень воды поднялся на 17 сантиметров. Если все продолжится в том же темпе, что и сейчас, то к концу XXI столетия можно ждать повышения до 1,3 метра, пишет Proceedings of the National Academy of Sciences, журнал Национальной академии наук США.
Что это значит? По данным экологической программы ООН, половина населения мира живет на расстоянии до 60 километров от побережья, включая три четверти крупнейших городов. Эти населенные пункты подвергнутся удару стихии — тайфунам, штормовым приливам, эрозиям. В худшем случае им грозит затопление. Ученые предрекают такую судьбу многим городам, например Сан-Франциско, Венеции, Бангкоку, а некоторые островные государства — такие как Мальдивы, Вануату, Тувалу — могут и вовсе скрыться под толщей воды уже в этом веке.
Тайфун: вид из космоса. Фото: NASA
Климатические беженцы — суровая реальность
Климатические беженцы есть и сегодня. Но расчеты агентства по беженцам ООН говорят о том, что к 2050 году их количество резко увеличится. 200 миллионов людей будут вынуждены искать новое место жительства из-за последствий изменения климата (например, поднятия уровня моря). К сожалению, самые незащищенные перед климатическими угрозами страны — одновременно и самые бедные в мире. Большую их часть составляют государства Азии и Африки, среди них — Афганистан, Вьетнам, Индонезия, Непал, Кения, Эфиопия и др. Увеличение числа беженцев в 20 раз по сравнению с сегодняшним днем обострит многие далеко не экологические вопросы.
Океаны закисляются
«Лишние» парниковые газы есть не только в атмосфере. Оттуда углекислый газ попадает в океан. Уже сейчас в океане такое количество диоксида углерода, что ученые говорят о его «закислении». Последний раз подобное происходило 300 миллионов лет назад — в те далекие времена это убило до 96% всех видов морской флоры и фауны.
Как это могло произойти? Закисления не выдерживают организмы, чьи раковины образованы из углекислого кальция. Это, например, большинство моллюсков — от улиток до хитонов. Проблема в том, что многие из них — основа пищевых цепей в океанах. Последствия их исчезновения предсказать нетрудно. Еще углекислый газ нарушает развитие скелетов коралловых рифов, являющихся домом для почти четверти всех обитателей морей.
Могут исчезнуть около 1 миллиона видов
Изменение температуры, среды обитания, экосистем и пищевых цепочек не оставляет шанса выжить более одной шестой представителей растительного и животного мира. К сожалению, браконьерство лишь увеличивает эти цифры. По прогнозам ученых, к 2050 году могут исчезнуть свыше миллиона видов животных и растений.
Разрушительные последствия тайфуна Гайан на Филиппинах, 2009. Фото: Claudio Accheri
Потепление климата уже не остановить — можно только замедлить
Даже если завтра мы полностью остановим выбросы диоксида углерода это мало что изменит. Климатологи сходятся во мнении, что механизм изменения климата запущен на сотни лет вперед. В случае резкого снижения выбросов концентрация CO 2 в атмосфере будет сохраняться еще долгое время. Это означает, что океан продолжит поглощать углекислый газ (смотри факт 6), а температура на планете — расти (смотри факт 2).
Из-за изменения климата можно умереть
Всемирная организация здравоохранения прогнозирует рост смертности на 250 тысяч человек в период с 2030 по 2050 годы. Основные причины — последствия изменения климата. Так, не все люди пожилого возраста перенесут усилившихся волн жары, а дети из бедных регионов — недоедания и диареи. Общей бедой для всех станет малярия, вспышки которой произойдут из-за расширения ареала обитания комаров-переносчиков.
При этом ВОЗ учитывает только ряд возможных последствий для здоровья. Поэтому реальные цифры смертей могут быть намного выше.
Инфракрасная карта мира к 2100 году. Графика: NASA
97% климатологов подтверждают антропогенную природу глобального потепления
В 2013 году из почти 11 тысяч научных работ только две отрицали влияние человека на повышение средней мировой температуры. Сегодня 97% климатологов признают антропогенный вклад в глобальное потепление. При этом около половины населения России и США не верят в то, что климат меняется, а его причиной является человек. Что сказывается не только на их повседневных привычках, но и на политике целых стран.
В последние годы на нашей планете обнаруживаются странные изменения. Ученые ведут исследования, выдвигают самые разные гипотезы, но ни одна из них полностью не объясняет возникшие аномалии в климате Земли.
Глобальное потепление, таяние ледников, повышение температуры воды в Мировом океане — все это типичные изменения на планете, наблюдаемые нами уже несколько лет. Ледники стали теперь “плакать” не только на “шапочках” планеты, но и в средней полосе, даже в Европе. Со спутников отчетливо видно, что на дне морей и океанов забурлила жизнь — и флора, и фауна. Там и тут появились гигантские особи морских и наземных животных — какие-то невиданные доселе огромные кальмары и экзотические громадные птицы наподобие птеродактилей, и немыслимого размера крысы. То есть Земля, что называется, “вспоминает” древние времена, когда “все было большое”. Одновременно мы слышим, как снегом завалило те места, где растут пальмы, где и морозов-то никогда не бывало. С планетой, похоже, что-то неладно. И это при том, что озоновая дыра над Антарктикой значительно уменьшилась и даже поделилась надвое. А ведь нам твердили, будто все дело в том, что озоновый слой истончается, и мы становимся беззащитными перед испепеляющими лучами Солнца!
Похоже, это не так. Но чем же вызваны такие изменения? Некоторые ученые по-прежнему кивают на химикаты в атмосфере: мол, их стало меньше или состав изменился. Фреоновые холодильники уходят в прошлое, за выхлопными газами автомобилей и прочего транспорта мы строго следим, многие предприятия наладили систему очистки промышленных выбросов. А значит, уменьшился так называемый парниковый эффект. И как результат — плотнее стал озоновый слой, защищающий нас от вредного ультрафиолетового облучения.
Но вот ведь незадача: озон озоном, а атмосфера прозрачнее не стала, и температура на планете в общем и целом растет. Она увеличилась на градус-полтора, и это факт. То есть никакой “озоновый щит” не спасает, некоторые исследователи говорят, что дело в повышении температуры воздуха над полюсами: мол, теплые воды с экватора почему-то хлынули в сторону полюсов и подогревают ледники. А вот это более чем странно. Однако замечено, что в последнее время Земля сплющивается с полюсов и раздувается по экватору, то есть становится похожей на тыкву. Так, может, какие-то силы раздувают ее изнутри? Или ускоренно раскручивают вокруг оси? В этом случае планета и в самом деле должна бы раздаться вширь, а вода с экватора — непременно устремиться вверх и вниз, то есть к полюсам.
Однако возникают резонные вопросы: почему все-таки климат на Земле теплеет и какие такие силы сплю-, щивают Землю с полюсов? Версий здесь несколько, и если подробно освещать каждую из них, мы уж точно заскучаем. Так что вкратце обозначим лишь основные. Австралийцы считают: как ни крути — дело в накоплении углекислого газа, так что, если закачать его под землю, “на вечное хранение», все образуется. Для этого нужно создать установки, отделяющие С02 от других газов, и использовать подземные пустоты, остающиеся после добычи угля, нефти, газа, минералов. Туда-то, на глубину примерно в километр, и надо отправить порядка миллиона метрических тонн диоксида углерода. Правительство уже даже выделило на эти цели 22 миллиона австралийских долларов.
Некоторые наши ученые считают, что независимо от причин разогрева тепло надо выбрасывать не вниз, а вверх — в космос. Александр Крузе, например, полагает, что следует создать в горных районах нагреваемые поверхности — на высоте пяти-шести километров, забирать тепло из окружающей среды (раскаленный воздух пустынь, горячий грунт на глубине, вулканы, гейзеры и тому подобное), передавать его вверх, а потом излучать в пространство.
Российский физик Владимир Алаев считает, что в разогреве виновато космическое тело, известное среди астрономов как Бернар-это она, планета из соседней Солнечной системы, подошла к нам в 2001 году слишком близко и наделала тут всяких бед. Уйдет от нас подальше — и все придет в норму. Еще одно мнение: причина не в Бернаре, а в Солнце — это оно стало греть чрезмерно сильно, поскольку Вселенная расширяется (что соответствует действительности), и наше светило дрейфует в какое-то менее благоприятное место. Есть и совсем экзотические версии. Ну, скажем, что виновата 13-я планета нашей Солнечной системы, одно из названий которой — Нибиру. Она-де приходит в наши края примерно раз в 3600 лет и вызывает всякие трагедии на Земле, поскольку по массе многократно превышает наш крошечный зелено-голубой шарик. И сейчас она как раз приближается. В результате — магнитные возмущения, сдвиг магнитного полюса (а он и в самом деле сместился на несколько десятков километров) и конечно же глобальное потепление.
И все же есть целый ряд признаков, что космос (будь то Солнце или иное небесное тело) ни при чем. Или почти ни при чем. Ибо если бы разогрев шел сверху, то в океанах нагревались бы преимущественно верхние, а отнюдь не придонные слои воды. Да и многие подолгу молчавшие вулканы что-то уж очень “разговорились” в последнее время — то тут, то там. И землетрясения участились. То есть ощущение такое, будто Землю что-то нагревает изнутри — какая-то скрытая в земной утробе “печка”. Или некий “вечный двигатель”, который стал вдруг набирать обороты и раскручивать шарик, меняя магнитное поле и даже сдвигая магнитные полюса.
Но есть ли в ученом мире именно такие версии? Есть, и от них как-то уж вовсе на душе противно. Однако некоторые крупные открытия последнего времени упорно наталкиваются на эти мысли — о внутреннем подогреве. Во-первых, к началу 2002 года Бернар-1 уже стал уходить от Земли, а легче от этого не стало. Ни прохладнее, ни спокойнее. Во-вторых, если мы сами действительно виноваты в создании “оранжерейного эффекта”, то почему в таком случае озоновые дыры образуются не над густонаселенными промышленными районами планеты, а, например, над Антарктидой? Или над перуанскими Андами? Над Гималаями? И даже в открытом океане! Какое такое промышленное производство вы там найдете? Эти выкладки еще в 2001 году сделал (по материалам Центральной аэрологической обсерватории России) Павел Беспрозванный. И он считает, что озоновые дыры возникают над зонами нынешней (или прошлой) высокой тектонической активности, где из недр Земли поднимаются летучие вещества. Они-то и “пожирают” озон. А наш углекислый газ, фреон и прочее играют в этом процессе либо нулевую, либо ничтожно малую роль.
В-третьих, некоторые американские ученые (геофизик Дж. Марвин Герндон из Калифорнии и ядерщик Даниэл Холленбах из Национальной лаборатории в Оук Ридж, штат Теннесси) уже лет десять носятся с идеей внутреннего термоядерного реактора. Они сделали вычисления, доказывающие наличие больших масс урана в центре планеты. Этот урановый шар и питает магнитное поле Земли. Но не только.. Поставляемая им тепловая энергия приводит в движение ту самую “бетономешалку” в мантии, где холодные глыбы и горячие шлейфы — так называемые плюмы — все время движутся вверх-вниз, вызывая колоссальные тектонические изменения на поверхности.Но где же сидит этот термоядерный реактор? Разве мы не знаем о внутреннем строении своей планеты? В том-то и дело, что знаем. Но не точно.
И вот недавно двое ученых из Гарварда сообщили, что внутри земного ядра обнаружена неизвестная прежде сфера диаметром около 580 километров. То есть как бы ядро в ядре, словно косточка в персике. Для такого открытия пришлось терпеливо анализировать сотни тысяч волн тех землетрясений, что прошли через центр планеты за последние 30 лет. Именно таким образом ученые и вычислили наличие в Земле неизвестного ранее ядра. У него совсем иная плотность и иная скорость вращения. И сейсмические волны поэтому идут сквозь это ядрышко с отклонениями, поскольку давление и температура там совсем другие. Можно предположить, что это и есть тот самый ядерный реактор. И как любой реактор, он может ускоряться, замедляться или даже на время… останавливаться. А вот это, конечно, катастрофа. Когда накопившиеся продукты распада, остановившие реактор, будут смыты обтекающей их лавой, реактор вновь заработает, но полюса уже сменятся на противоположные. В 2003 году Герндон и Хол- ленбах выступали с докладом на собрании Американского геофизического объединения, где доказывали, что никакое там не железо внутри ядра (как нас всю жизнь учили). И скопление тяжелого металла — урана — было вполне естественным при формировании нашей планеты. Так что под ногами у нас — мина замедленного действия. Очевидно, в центре каждой планеты имеется такой потенциальный Чернобыль. Следовательно, потепление может быть вызвано отнюдь не дырами в озоновом защитном слое, а тем, что резко разогрелось земное ядро. Тепло, похоже, идет именно изнутри.
Изменения
климата – длительные (свыше 10 лет)
направленные или ритмические изменения
климатических условий на Земле в целом или
в ее крупных регионах. Причиной изменения
климата являются динамические процессы на
Земле, внешние воздействия, такие как
колебания интенсивности солнечного
излучения, и, в огромной степени,
деятельность человека. По данным Всемирной
метеорологической организации, в последние
десятилетия среднегодовая температура
увеличивается аномально быстро.
Проблема глобального изменения климата
является одной из ключевых экологических
проблем Земли. Причиной изменения климата
являются динамические процессы на планете,
внешние воздействия, такие как колебания
интенсивности солнечного излучения, и, в
огромной степени, деятельность человека.
Какие существуют доказательства изменения климата?
Они
всем хорошо известны (это заметное уже и без
приборов) - повышение среднемировой
температуры (более мягкие зимы, более
жаркие и засушливые летные месяцы), таяние
ледников и повышение уровня мирового
океана, а также всё чаще возникающие и всё
более разрушительные тайфуны и ураганы,
наводнения в Европе и засухи в Австралии…(см.
также «5 пророчеств о климате, которые
сбылись»). А кое-где, например, в Антарктике,
отмечается похолодание.
Если климат менялся и раньше, почему сейчас
это стало проблемой?
Действительно, климат нашей планеты меняется постоянно. Всем известно про ледниковые периоды (они бывают малые и большие), при всемирный потоп и пр. Согласно геологическим данным среднемировая температура в разные геологические периоды колебалась от +7 до +27 градусов по Цельсию. Сейчас средняя температура на Земле составляет примерно +14оС и еще довольно далека от максимума. Так, чем же обеспокоены ученые, главы государств и общественность? Если коротко, обеспокоенность вызывает то, что к естественным причинам изменения климата, которые были всегда, добавляется еще один фактор – антропогенный (результат деятельности человека), влияние которого на изменение климата, по мнению ряда исследователей, становится все сильнее с каждым годом.
Каковы причины изменения климата?
Главной
движущей силой климата является Солнце.
Например, неравномерное нагревание земной
поверхности (сильнее у экватора) является
одной из главных причин ветров и
океанических течений, а периоды повышенной
солнечной активности сопровождаются
потеплением и магнитными бурями.
Кроме того на климат влияют изменение
орбиты Земли, ее магнитного поля, размеров
материков и океанов, извержения вулканов.
Все это -естественные причины изменения
климата. До недавнего времени они, и только
они, определяли изменения климата, в том
числе начало и конец долговременных
климатических циклов, таких как ледниковые
периоды. Солнечной и вулканической
активность можно объяснить половину
температурных изменений до 1950 года (солнечная
активность приводит к повышению
температуры, а вулканическая – к снижению).
В последнее время к естественным факторам
добавился еще один – антропогенный, т.е.
вызванный деятельностью человека. Основным
антропогенным воздействием является
усиление парникового эффекта, влияние
которого на изменение климата в последние
два столетия в 8 раз выше влияния изменений
солнечной активности.
Что такое парниковый эффект?
Парниковый
эффект – это задержка атмосферой Земли
теплового излучения планеты. Парниковый
эффект наблюдал любой из нас: в теплицах или
парниках температура всегда выше, чем
снаружи. То же самое наблюдается и в
масштабах Земного шара: солнечная энергия,
проходя через атмосферу нагревает
поверхность Земли, но излучаемая Землей
тепловая энергии не может улетучиться
обратно в космос, так как атмосфера Земли
задерживает ее, действуя наподобие
полиэтилена в парнике: она пропускает
короткие световые волны от Солнца к Земле и
задерживает длинные тепловые (или
инфракрасные) волны, излучаемые
поверхностью Земли. Возникает эффект
парника. Парниковый эффект возникает из-за
наличия в атмосфере Земли газов, которые
обладают способностью задерживать длинные
волны. Они получили название «парниковых»
или «тепличных» газов.
Парниковые газы присутствовали в атмосфере
в небольших количествах (около 0,1%) с момента
ее образования. Этого количества было
достаточно, чтобы поддерживать за счет
парникового эффекта тепловой баланс Земли
на уровне, пригодном для жизни. Это так
называемый естественный парниковый эффект,
не будь его средняя температура
поверхности Земли была бы на 30°С меньше, т.е.
не +14° С, как сейчас, а -17° С.
Естественный парниковый эффект ничем не
грозит ни Земле, ни человечеству, поскольку
общее количество парниковых газов
поддерживалось на одном уровне за счет
круговорота природы, более того, ему мы
обязаны жизнью.
Но увеличение в атмосфере концентрации парниковых газов приводит к усилению парникового эффекта и нарушению теплового баланса Земли. Именно это и произошло в последние два столетия развития цивилизации. Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн парниковых газов в год.
Климатические изменения в России в XX в. в
целом соответствовали мировым тенденциям.
Например, самыми жаркими за очень
длительный срок также оказались 1990-егг. и
начало XXI в., в особенности в Западной и
Средней Сибири.
Интересный прогноз климатических
изменений, ожидаемых на территории бывшего
СССР до середины XXI в., опубликовал А. А.
Величко. Ознакомиться с этим прогнозом,
подготовленным лабораторией эволюционной
географии Института географии РАН, можно с
помощью составленных той же лабораторией
карт последствий глобального потепления и
уровней дестабилизации геосистем на
территории бывшего СССР.
Были опубликованы и другие прогнозы. Согласно им, потепление климата в целом благоприятно скажется на Севере России, где условия жизни изменятся к лучшему. Однако перемещение к северу южной границы многолетней мерзлоты одновременно создаст целый ряд проблем, поскольку может привести к разрушению зданий, дорог, трубопроводов, построенных с учетом нынешнего распространения мерзлых грунтов. В южных районах страны ситуация окажется более сложной. Например, сухие степи могут стать еще более засушливыми. И это не говоря уже о подтоплении многих портовых городов и прибрежных низменностей.
Изменение климата
Изменение климата - колебания климата Земли в целом или отдельных её регионов с течением времени, выражающиеся в статистически достоверных отклонениях параметров погоды от многолетних значений за период времени от десятилетий до миллионов лет. Учитываются изменения как средних значений погодных параметров, так и изменения частоты экстремальных погодных явлений. Изучением изменений климата занимается наука палеоклиматология . Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, по одной из версий, с недавних пор, деятельность человека. В последнее время термин «изменение климата» используется как правило (особенно в контексте экологической политики) для обозначения изменения в современном климате (см. глобальное потепление).
Проблема в теории и истории
8000 тысяч лет назад началась сельскохозяйственная деятельность в узком поясе: от долины Нила через Междуречье и долину Инда до территории, находящейся между Янцзы и Хуанхэ. Там люди начали выращивать пшеницу, ячмень и другие злаки.
5000 лет назад люди стали активно выращивать рис. Это, в свою очередь, требует искусственной ирригации земель. Следовательно, естественные ландшафты превращаются в антропогенные болота, что является источником метана.
Факторы изменения климата
Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны , ледники , а также эффектами, сопутствующими деятельности человека. Внешние процессы, формирующие климат, - это изменения солнечной радиации и орбиты Земли.
- изменение размеров, рельефа и взаимного расположения материков и океанов,
- изменение светимости солнца,
- изменения параметров орбиты и оси Земли,
- изменение прозрачности атмосферы и ее состава в результате изменений вулканической активности Земли,
- изменение концентрации парниковых газов (СО 2 и CH 4) в атмосфере,
- изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо),
- изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана.
Климатические изменения на Земле
Погода - это ежедневное состояние атмосферы. Погода является хаотичной нелинейной динамической системой. Климат - это усредненное состояние погоды и он предсказуем. Климат включает в себя такие показатели, как средняя температура, количество осадков, количество солнечных дней и другие переменные, которые могут быть измерены в каком-либо определенном месте. Однако на Земле происходят и такие процессы, которые могут оказывать влияние на климат. Погода, состояние атмосферы в рассматриваемом месте в определённый момент или за ограниченный промежуток времени (сутки, месяц, год). Многолетний режим П. называют климатом. П. характеризуют метеорологическими элементами: давлением, температурой, влажностью воздуха, силой и направлением ветра, облачностью (продолжительностью солнечного сияния), атмосферными осадками, дальностью видимости, наличием туманов, метелей, гроз и др. атмосферными явлениями. По мере расширения хозяйственной деятельности соответственно расширяется и понятие П. Так, с развитием авиации возникло понятие о П. в свободной атмосфере; возросло значение такого элемента П., как атмосферная видимость. К характеристикам П. могут быть отнесены также данные о притоке солнечной радиации, атмосферной турбулентности, некоторые характеристики электрического состояния воздуха.
Оледенения
Имеется скептическое отношение к геоинженерным методам изъятия углекислоты из атмосферы, в частности, к предложениям захоранивать углекислый газ в тектонических трещинах или закачивать его в породы на океанском дне: изъятие 50 миллионных долей газа по этой технологии будет стоить, по меньшей мере, 20 триллионов долларов, что в два раза больше национального долга США.
Тектоника литосферных плит
На протяжении длительных отрезков времени тектонические движения плит перемещают континенты , формируют океаны , создают и разрушают горные хребты , т. е. создают поверхность, на которой существует климат. Недавние исследования показывают, что тектонические движения усугубили условия последнего ледникового периода: около 3 млн лет назад северо- и южноамериканская плиты столкнулись, образовав Панамский перешеек и закрыв пути для прямого смешивания вод Атлантического и Тихого океанов.
Солнечное излучение
Изменение солнечной активности на протяжении последних нескольких столетий
На более коротких временных отрезках также наблюдаются изменения солнечной активности: 11-летний солнечный цикл и более длительные модуляции. Однако 11-летний цикл возникновения и исчезновения солнечных пятен не отслеживается явно в климатологических данных. Изменение солнечной активности считается важным фактором наступления малого ледникового периода , а также некоторых потеплений, наблюдаемых между 1900 и 1950 годами. Циклическая природа солнечной активности ещё не до конца изучена; она отличается от тех медленных изменений, которые сопутствуют развитию и старению Солнца.
Изменения орбиты
По своему влиянию на климат изменения земной орбиты сходны с колебаниями солнечной активности, поскольку небольшие отклонения в положении орбиты приводят к перераспределению солнечного излучения на поверхности Земли. Такие изменения положения орбиты называются циклами Миланковича , они предсказуемы с высокой точностью, поскольку являются результатом физического взаимодействия Земли, ее спутника Луны и других планет. Изменения орбиты считаются главными причинами чередования гляциальных и интергляциальных циклов последнего ледникового периода. Результатом прецессии земной орбиты являются и менее масштабные изменения, такие как периодическое увеличение и уменьшение площади пустыни Сахара .
Вулканизм
Одно сильное извержение вулкана способно повлиять на климат, вызвав похолодание длительностью несколько лет. Например, извержение вулкана Пинатубо в 1991 году существенно повлияло на климат. Гигантские извержения, формирующие крупнейшие магматические провинции, случаются всего несколько раз в сто миллионов лет, но они влияют на климат в течение миллионов лет и являются причиной вымирания видов. Первоначально предполагалось, что причиной похолодания является выброшенная в атмосферу вулканическая пыль, поскольку она препятствует достигнуть поверхности Земли солнечному излучению. Однако измерения показывают, что большая часть пыли оседает на поверхности Земли в течение шести месяцев.
Вулканы являются также частью геохимического цикла углерода . На протяжении многих геологических периодов диоксид углерода высвобождался из недр Земли в атмосферу, нейтрализуя тем самым количество СО 2 , изъятого из атмосферы и связанного осадочными породами и другими геологическими поглотителями СО 2 . Однако этот вклад не сравнится по величине с антропогенной эмиссией оксида углерода, которая, по оценкам Геологической службы США, в 130 раз превышает количество СО 2 , эмитированного вулканами.
Антропогенное воздействие на изменение климата
Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат. В некоторых случаях причинно-следственная связь прямая и недвусмысленная, как, например, при влиянии орошения на температуру и влажность, в других случаях эта связь менее очевидна. Различные гипотезы влияния человека на климат обсуждались на протяжении многих лет. В конце 19-го века в западной части США и Австралии была, например, популярна теория «дождь идёт за плугом» (англ. rain follows the plow).
Главными проблемами сегодня являются: растущая из-за сжигания топлива концентрация СО 2 в атмосфере, аэрозоли в атмосфере, влияющие на её охлаждение, и цементная промышленность. Другие факторы, такие как землепользование, уменьшение озонового слоя, животноводство и вырубка лесов, также влияют на климат.
Сжигание топлива
Взаимодействие факторов
Влияние на климат всех факторов, как естественных, так и антропогенных, выражается единой величиной – радиационным прогревом атмосферы в Вт/м 2 .
Извержения вулканов, оледенения, дрейф континентов и смещение полюсов Земли – мощные природные процессы, влияющие на климат Земли. В масштабе нескольких лет вулканы могут играть главную роль. В результате извержения вулкана Пинатубо в 1991 года на Филиппинах на высоту 35 км было заброшено столько пепла, что средний уровень солнечной радиации снизился на 2,5 Вт/м 2 . Однако эти изменения не являются долгосрочными, частицы относительно быстро оседают вниз. В масштабе тысячелетий определяющим климат процессом будет, вероятно, медленное движение от одного ледникового периода к следующему.
– это установленное в течение XX-XXI вв. прямыми инструментальными наблюдениями глобальное и региональное потепление климата под влиянием природных и антропогенных факторов.
Существуют две точки зрения, определяющие основные причины глобального потепления климата.
Согласно первой точки зрения , постиндустриальное потепление (повышение среднеглобальной температуры за последние 150 лет на 0,5-0,7 °С) является природным процессом и по амплитуде и скорости сопоставимо с теми параметрами колебаний температуры, которые имели место в отдельные интервалы голоцена и позднеледниковья. Утверждается, что колебание температуры и вариации концентрации парниковых газов в современную климатическую эпоху не превышают амплитуды изменчивости значений климатических параметров, имевших место в истории Земли на протяжении последних 400 тыс. лет.
Второй точки зрения придерживаются большинство исследователей, которые объясняют глобальное потепление климата антропогенным накоплением парниковых газов в атмосфере - диоксида углерода СО 2 , метана СН 4 , закиси азота N 2 О, озона, фреонов, тропосферного озона О 3 , а также некоторых других газов и паров воды. Вклад в парниковый эффект (в %) диоксида углерода - 66 %, метана - 18, фреонов - 8, оксида - 3, остальных газов - 5 %. Согласно данным, концентрации парниковых газов в воздухе увеличились с доиндустриального времени (1750): СО 2 с 280 до почти 360 ppmv, СН 4 от 700 до 1720 ppmv, a N 2 О с около 275 до почти 310 ppmv. Главным источником СО 2 являются промышленные выбросы. В конце XX в. человечество сжигало ежегодно 4,5 млрд. т угля, 3,2 млрд. т нефти и нефтепродуктов, а также природный газ, торф, горючие сланцы и дрова. Все это превратилось в углекислый газ, содержание которого в атмосфере возросло с 0,031 % в 1956 году до 0,035 % в 1992 году и продолжает расти.
Резко увеличились выбросы в атмосферу и другого парникового газа - метана. Метан до начала XVIII в. имел концентрации близкие к 0,7 ppmv, но за последние 300 лет наблюдается его сначала медленный, а затем ускоряющийся рост. Сегодня скорость роста концентрации СО 2 составляет 1,5-1,8 ppmv/год, а концентрации СН 4 - 1,72 ppmv/год. Скорость роста концентрации N 2 О - в среднем 0,75 ppmv/год (за период 1980-1990 годы). Резкое потепление глобального климата началось в последней четверти XX в., которое в бореальных областях сказывалось в уменьшении количества морозных зим. Средняя температура приземного слоя воздуха за последние 25 лет возросла на 0,7 °С. В экваториальной зоне она не изменилась, но чем ближе к полюсам, тем потепление заметнее. Температура подледной воды в районе Северного полюса возросла почти на 2 °С, вследствие чего началось подтаивание льда снизу. За последние сто лет среднемировая температура повысилась почти на один градус по Цельсию. Однако основная часть этого потепления пришлась на период до конца 1930-х годов. Затем, примерно с 1940 по 1975 годы, наблюдалось снижение приблизительно на 0,2 °С. С 1975 года температура опять стала подниматься (максимальный прирост в 1998 и 2000 годы). Глобальное потепление климата проявляется в Арктике в 2-3 раза сильнее, чем на остальной части планеты. Если нынешние тенденции сохранятся, то уже через 20 лет из-за уменьшения ледяного покрытия Гудзонский залив может стать непригодным для обитания полярных медведей. А к середине века навигация по Северному морскому пути может увеличиться до 100 дней в году. Сейчас она длится около 20 дней. Исследования основных особенностей климата за последние 10-15 лет показали, что этот период является самым теплым и влажным не только за последние 100 лет, но и за последние 1000 лет.
Факторами, реально определяющими глобальное изменение климата, являются:
- солнечная радиация;
- орбитальные параметры Земли;
- тектонические движения, меняющие соотношение площадей водной поверхности Земли и суши;
- газовый состав атмосферы и, прежде всего, концентрация парниковых газов - углекислоты и метана;
- прозрачность атмосферы, изменяющей альбедо Земли за счет извержений вулканов;
- техногенные процессы и др.
Прогнозы изменения глобального климата в XXI в. показывают следующее.
Температура воздуха. По ансамблю прогнозных моделей МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) среднее глобальное потепление климата составит 1,3 °С к середине XXI в. (2041-2060) и 2,1 °С к его концу (2080-2099). На территории России в разные сезоны температура изменится в достаточно широких пределах. На фоне общего глобального потепления наибольшее повышение приземной температуры в XXI в. будет зимой в Сибири и на Дальнем Востоке. Повышение температуры вдоль побережья Северного Ледовитого океана составит 4 °С в середине XXI в. и 7-8 °С в его конце.
Атмосферные осадки. По ансамблю моделей МГЭИК МОЦАО средние оценки глобального роста среднегодовых осадков составляют 1,8 % и 2,9 % соответственно для середины и конца XXI в. Среднегодовой рост осадков на всей территории России значительно превысит указанные глобальные изменения. На многих российских водосборах осадки возрастут не только зимой, но и летом. В теплое время года рост осадков окажется заметно меньшим и будет наблюдаться в основном в северных регионах, в Сибири и на Дальнем Востоке. Летом усилятся преимущественно конвективные осадки, что указывает на возможность увеличения повторяемости ливней и связанных с ними экстремальных режимов погод. Летом в южных регионах Европейской территории России и на Украине количество осадков уменьшится. Зимой на европейской части России и в ее южных регионах увеличится доля жидких осадков, а в Восточной Сибири и на Чукотке возрастет количество твердых. В результате уменьшится масса накопленного за зиму снега на западе и юге России и, соответственно, дополнительное накопление снега в центральной и восточной Сибири. В то же время для числа дней с осадками произойдет увеличение их изменчивости в XXI в. по сравнению с XX в. Значительно возрастет вклад наиболее сильных осадков.
Баланс воды в почве. При потеплении климата вместе с ростом осадков в теплое время года усилится испарение с поверхности суши, что приведет к заметному уменьшению влагосодержания деятельного слоя почвы и стока на всей рассматриваемой территории. По разности осадков и испарения, рассчитанной для современного климата и климата XXI в., можно определить суммарное изменение влагосодержания слоя почвы и стока, которые, как правило, имеют один и тот же знак (т.е. при уменьшении влажности почвы происходит и уменьшение суммарного стока и наоборот). В регионах, свободных от снежного покрова, тенденция к уменьшению влагосодержания почвы обнаружится уже весной и станет более заметной на всей территории России.
Речной сток. Рост годовых сумм осадков при глобальном потеплении климата приведет к заметному увеличению речного стока на большинстве водосборов, за исключением являются лишь водосборы южных рек (Днепр - Дон), на которых годовой сток к концу XXI в. уменьшится примерно на 6 %.
Подземные воды. При глобальном потеплении на ГС (в начале XXI в.) каких-либо существенных изменений в питании подземных вод по сравнению с современными условиями не произойдет. На большей части страны они не превысят ± 5-10 % и лишь на части территории Восточной Сибири они могут достичь +20-30 % от современной нормы ресурсов подземных вод. Однако уже к этому периоду проявится тенденция в увеличении подземного стока на севере и его уменьшении на юге и юго-западе, что хорошо согласуется с современными тенденциями, отмечаемыми по продолжительным рядам наблюдений.
Криолитозона. По прогнозам, выполненным с использованием пяти различных моделей изменения климата, в ближайшие 25-30 лет площадь «вечной мерзлоты» может сократиться на 10-18 %, а к середине столетия на 15-30 %, при этом ее граница сместится к северо-востоку на 150-200 км. Повсеместно увеличится глубина сезонного протаивания, в среднем на 15-25 %, а на Арктическом побережье и в отдельных районах Западной Сибири до 50 %. В Западной Сибири (Ямал, Гыдан) температура мерзлых грунтов повысится в среднем на 1,5-2 °С, с -6… -5 °С до -4… -3°С, и возникнет опасность формирования высокотемпературных мерзлых грунтов даже в районах Арктики. На участках деградации «вечной мерзлоты» в южной периферийной зоне будет происходить таяние островов мерзлоты. Поскольку здесь мерзлые толщи обладают небольшой мощностью (от первых метров до нескольких десятков метров), за время порядка нескольких десятилетий возможно полное протаивание большинства островов мерзлоты. В наиболее холодной северной зоне, где «вечная мерзлота» подстилает более 90 % поверхности, будет главным образом увеличиваться глубина сезонного протаивания. Здесь также могут возникать и развиваться крупные острова несквозного протаивания, в основном под водными объектами, с отрывом кровли мерзлоты от поверхности и сохранением ее в более глубоких слоях. Промежуточная зона будет характеризоваться прерывистым распространением мерзлых пород, сомкнутость которых будет уменьшаться в процессе потепления, а глубина сезонного протаивания расти.
Глобальные изменения климата Земли окажет существенное влияние на основные отрасли экономики.
Сельское хозяйство. Изменения климата приведут к снижению потенциальной урожайности в большинстве тропических и субтропических регионов. При росте же средней глобальной температуры более чем на несколько градусов снизится урожайность в средних широтах (что не сможет быть скомпенсировано изменениями в высоких широтах). В первую очередь пострадают засушливые земли. Увеличение концентрации СО 2 потенциально может быть позитивным фактором, но скорее всего будет с лихвой «скомпенсировано» вторичными негативными эффектами, особенно там, где сельское хозяйство ведется экстенсивными методами.
Лесное хозяйство. Предполагаемые изменения климата на период 30-40 лет лежат в диапазоне допустимых изменений условий произрастания древесной флоры в естественных лесах. Однако ожидаемые климатические изменения могут нарушить установившийся ход взаимоотношений между древесными породами на стадии естественного возобновления лесов после вырубок, пожаров, в очагах болезней и вредителей. Опосредованным воздействием изменения климата на древесные породы, особенно молодняки, является увеличение частоты краткосрочных экстремальных погодных условий (сильные снегопады, град, бури, засухи, поздние весенние заморозки и др.). Глобальное потепление вызовет увеличение скорости роста древостоев мягколиственных пород порядка 0,5-0,6 % в год.
Водоснабжение. Неблагоприятными тенденциями в водообеспечении в любом случае будет охвачена относительно небольшая часть территории России, на большей же ее части возможности для водообеспечения любых типов хозяйственной деятельности улучшатся за счет безущербного увеличения водоотбора из подземных водных объектов и всех крупных рек.
Здоровье и жизнедеятельность человека. Здоровье и качество жизни большинства россиян должно улучшиться. Повысится комфортность климата и увеличится площадь благоприятной зоны проживания. Возрастет трудовой потенциал, особенно заметными будут позитивные изменения условий труда в северных районах. Глобальное потепление в совокупности с рационализацией стратегии развития Арктики приведет к увеличению там средней продолжительности жизни на величину порядка одного года. Наибольшее прямое влияние теплового стресса будет ощущаться в городах, где в наихудшей ситуации окажутся наиболее уязвимые (старики, дети, люди, страдающие кардиологическими заболеваниями, и т.д.) и малообеспеченные группы населения.
Источники: Оценки глобальных и региональных изменений климата в XIX-XXI веках на основе модели ИФА РАН с учетом антропогенных воздействий. Анисимов О.А. и др. Изв. РАН, 2002, ФАО, 3, № 5; Ковалевский В.С., Ковалевский Ю.В., Семенов С.М. Воздействие климатических изменений на подземные воды и взаимосвязанную среду // Геоэкология, 1997, № 5; Предстоящие изменения климата, 1991.
