Геологический возраст нашей планеты составляет приблизительно 4,5 миллиарда лет. За этот период Земля кардинально изменилась. Состав атмосферы, масса самой планеты, климат - в начале существования все было совершенно другим. Раскаленный шар очень медленно становился таким, каким мы его привыкли видеть теперь. Сталкивались тектонические плиты, образуя все новые горные системы. На постепенно остывающей планете образовывались моря и океаны. Появлялись и пропадали материки, менялись их очертания и размеры. Земля стала медленней вращаться. Появились первые растения, а затем и сама жизнь. Соответственно, за прошедшие миллиарды лет на планете произошли кардинальные перемены во влагообороте, теплообороте и атмосферном составе. Изменения климата происходили на всем протяжении существования Земли.
Эпоха голоцена
Голоцен - часть четвертичного периода Другими словами, это эпоха, которая началась приблизительно 12 тысяч лет назад и продолжается по настоящий момент. Начался голоцен с окончанием ледникового периода, и с тех пор изменение климата на планете шло в сторону глобального потепления. Эту эпоху часто называют межледниковой, так как за всю климатическую историю планеты было уже несколько ледниковых периодов.
Последнее глобальное похолодание наступило приблизительно 110 тысяч лет назад. Около 14 тысяч лет назад началось потепление, постепенно охватившее всю планету. Ледники, покрывавшие на тот момент большую часть Северного полушария, начали таять и разрушаться. Естественно, случилось все это не в одночасье. В течение очень долгого периода планету сотрясали сильные температурные колебания, ледники то наступали, то отступали вновь. Все это влияло и на уровень Мирового океана.
Периоды голоцена
Во время многочисленных исследований ученые решили разделить голоцен на несколько временных периодов в зависимости от климата. Приблизительно 12-10 тысяч лет назад сошли ледниковые покровы, наступило послеледниковье. В Европе стала исчезать тундра, ее сменили березовые, сосновые и таежные леса. Это время принято называть арктическим и субарктическим периодом.
Затем последовала бореальная эпоха. Тайга оттесняла тундру все дальше на север. В Южной Европе появились широколиственные леса. В это время климат был преимущественно прохладным и сухим.
Приблизительно 6 тысяч лет назад началась атлантическая эпоха, во время которой воздух стал теплым и влажным, намного теплее современного. Этот период времени считается климатическим оптимумом всего голоцена. Половина была покрыта березовыми лесами. Европа изобиловала большим разнообразием теплолюбивых растений. В то же время протяженность умеренных лесов была значительно дальше к северу. На берегах Баренцева моря росли темнохвойные леса, а тайга достигла мыса Челюскина. На месте современной Сахары была саванна, а уровень воды в озере Чад был выше современного на 40 метров.
Затем снова произошло изменение климата. Наступило похолодание, длившееся примерно 2 тысячи лет. Этот период времени называют суббореальным. Горные массивы на Аляске, Исландии, в Альпах обзавелись ледниками. Ландшафтные зоны сместились ближе к экватору.
Приблизительно 2,5 тысячи лет назад начался последний период современного голоцена - субатлантический. Климат этой эпохи стал более прохладным и влажным. Начали появляться торфяные болота, тундра стала постепенно наседать на леса, а леса - на степи. Приблизительно с 14-го века началось похолодание климата, приведшее к малому ледниковому периоду, который продлился до середины 19-го века. В это время фиксировались нашествия ледников в горных массивах Северной Европы, Исландии, на Аляске и в Андах. В разных точках земного шара климат изменялся не синхронно. Причины наступления малого ледникового периода до сих пор остаются неизвестными. По предположениям ученых, климат мог меняться из-за увеличений извержений вулканов и уменьшения концентрации углекислого газа в атмосфере.
Начало метеорологических наблюдений
Первые появились в конце 18-го века. С того времени ведутся постоянные наблюдения за климатическими колебаниями. Можно достоверно утверждать, что потепление, которое началось после малого ледникового периода, продолжается и по настоящий момент.
С конца 19-го века фиксируется рост средней глобальной температуры планеты. В середине 20-го века было небольшое похолодание, которое не повлияло на климат в целом. С середины 70-х годов снова стало теплее. По подсчетам ученых, за последнее столетие глобальная температура Земли выросла на 0,74 градуса. Наибольший рост этого показателя зафиксирован в последние 30 лет.
Изменения климата неизменно сказываются на состоянии Мирового океана. Повышение глобальной температуры ведет к расширению воды, а значит, и к повышению ее уровня. Также идут изменения и в распределении осадков, что, в свою очередь, может влиять на сток рек и ледников.
По данным наблюдений, уровень Мирового океана за прошедшие 100 лет вырос на 5 см. Потепление климата ученые связывают с увеличением концентрации углекислого газа и значительным усилением парникового эффекта.
Климатообразующие факторы
Ученые провели множество археологических исследований и пришли к выводу, что климат планеты не раз резко менялся. Было выдвинуто множество гипотез на этот счет. Согласно одному из мнений, если расстояние между Землей и Солнцем останется прежним, так же как скорость вращения планеты и угол наклона оси, то климат будет оставаться стабильным.
Внешние факторы изменения климата:
- Изменение излучения Солнца ведет к трансформации потоков солнечной радиации.
- Движения тектонических плит влияют на орографию суши, а также уровень океана и его циркуляцию.
- Газовый состав атмосферы, в частности концентрация метана и углекислого газа.
- Изменение наклона оси вращения Земли.
- Изменение параметров орбиты планеты по отношению к Солнцу.
- Земные и космические катастрофы.
Деятельность человека и ее влияние на климат
Причины изменения климата связаны в том числе и с тем, что человечество на всем протяжении своего существования вмешивалось в природу. Вырубка лесных массивов, распашка и т. п. приводят к преобразованиям влажностного и ветрового режимов.
Когда люди вносят изменения в окружающую природу, осушая болота, создавая искусственные водоемы, вырубая леса или высаживая новые, строя города и т. п., изменяется микроклимат. Лес сильно влияет на ветровой режим, от которого зависит то, как ляжет снежный покров, насколько промерзнет почва.
Зеленые насаждения в городах уменьшают влияние солнечной радиации, увеличивают влажность воздуха, сокращают разницу температур в дневное и вечернее время, уменьшают запыленность воздуха.
Если люди вырубают леса на возвышенностях, то в дальнейшем это приводит к смыву почвы. Также уменьшение количества деревьев снижает глобальную температуру. Однако это означает увеличение концентрации в воздухе углекислого газа, который не только не поглощается деревьями, но еще и дополнительно выделяется при разложении древесины. Все это компенсирует понижение глобальной температуры и ведет к ее увеличению.
Промышленность и ее влияние на климат
Причины изменения климата кроются не только в общем потеплении, но и в деятельности человечества. Люди увеличили концентрацию в воздухе таких веществ, как углекислый газ, закись азота, метан, тропосферный озон, хлорфторуглеводы. Все это в конечном итоге приводит к усилению парникового эффекта, и последствия могут быть необратимы.
Ежедневно промышленные предприятия выбрасывают в воздух множество опасных газов. Повсеместно используется транспорт, загрязняющий атмосферу своими выхлопами. Много углекислого газа образуется при сжигании нефти и угля. Даже сельское хозяйство наносит немалый ущерб атмосфере. Приблизительно 14% всех выбросов приходится на эту сферу. Это и вспашка полей, и сожжение отходов, выжигание саванны, навоз, удобрения, животноводство и т. п. Парниковый эффект помогает поддерживать на планете температурный баланс, но деятельность человечества усиливает этот эффект в разы. И это может привести к катастрофе.
Почему следует опасаться изменения климата?
97% климатологов мира уверены, что в последние 100 лет все сильно преобразовалось. И главная проблема изменения климата - это антропогенная деятельность. Нельзя достоверно сказать, насколько серьезна эта ситуация, но есть множество причин для беспокойства:
Конвенция ООН
Правительства большинства стран планеты всерьез опасаются того, какими могут быть последствия изменения климата. Более 20 лет назад был создан международный договор - Рамочная конвенция об изменении климата. Здесь рассматриваются все возможные меры для предотвращения глобального потепления. Сейчас конвенция ратифицирована 186 странами, в том числе и Россией. Все участницы продифференцированы на 3 группы: промышленно с экономическим развитием и развивающиеся страны.
Конвенция ООН об изменении климата борется за снижение роста парниковых газов в атмосфере и дальнейшую стабилизацию показателей. Достигнуть этого можно либо увеличением стока парниковых газов из атмосферы, либо снижением их эмиссии. Для первого варианта нужно большое количество молодых лесов, которые будут поглощать углекислый газ из атмосферы, а второй вариант будет достигнут, если снизить потребление ископаемого топлива. Все ратифицированные страны согласны с тем, что в мире идет глобальное изменение климата. ООН готова сделать все возможное, чтобы смягчить последствия надвигающегося удара.
Многие страны, участвующие в конвенции, пришли к выводу, что наиболее эффективными будут совместные проекты и программы. На настоящий момент насчитывается более 150 таких проектов. Официально в России работает 9 подобных программ, а неофициально - более 40.
В конце 1997 года Конвенция об изменении климата подписала Киотский протокол, в котором прописывалось, что страны с переходной экономикой берут на себя обязательства по сокращению выбросов парниковых газов. Протокол ратифицирован 35 странами.
Наша страна также приняла участие в реализации данного протокола. Изменение климата в России привело к тому, что количество стихийных бедствий выросло в два раза. Даже если учесть, что на территории государства располагаются бореальные лесные массивы, они не справляются со всеми выбросами парниковых газов. Следует улучшать и увеличивать лесные экосистемы, проводить масштабные мероприятия по сокращению выбросов с промышленных предприятий.
Прогнозы последствий глобального потепления
Суть изменения климата в последнее столетие состоит в глобальном потеплении. По самым худшим прогнозам, дальнейшая нерациональная деятельность человечества может повысить температуру Земли на отметку в 11 градусов. Изменения климата будут необратимыми. Замедлится вращение планеты, погибнет множество видов животных и растений. Уровень Мирового океана поднимется настолько, что будут затоплены многие острова и большая часть прибрежных территорий. Гольфстрим изменит свой курс, что приведет к новому малому ледниковому периоду в Европе. Будут случаться повсеместные катаклизмы, наводнения, смерчи, ураганы, засухи, цунами и т. п. Начнется таяние льдов Арктики и Антарктиды.
Для человечества последствия будут катастрофическими. Помимо необходимости выживать в условиях сильных природных аномалий у людей будет множество и других проблем. В частности, увеличится число сердечно-сосудистых заболеваний, респираторных болезней, психологических расстройств, начнутся вспышки эпидемий. Будет ощущаться острая нехватка продуктов питания и питьевой воды.
Что же делать?
Чтобы избежать последствий изменения климата, прежде всего нужно снизить уровень парниковых газов в атмосфере. Человечеству следует перейти на новые источники энергии, которые должны быть низкоуглеводными и возобновляемыми. Рано или поздно перед мировой общественностью остро встанет этот вопрос, так как используемый ныне ресурс - минеральное топливо - невозобновляем. Когда-нибудь ученым придется создать новые, более эффективные технологии.
Необходимо также снизить уровень углекислого газа в атмосфере, а помочь с этим может только восстановление площадей лесных массивов.
Требуется применить максимум усилий для стабилизации глобальной температуры на Земле. Но даже если это и не удастся, человечество должно попытаться добиться минимальных последствий глобального потепления.
В результате изучения материалов метеорологических наблюдений, выполняемых во всех районах земного шара, установлено, что климат не является постоянным, а подвержен определенным изменениям. Начавшееся в конце XIX в. потепление особенно усилилось в 1920-30-х гг., однако затем началось медленное похолодание, которое прекратилось в 1960-е гг. Исследования геологами осадочных отложений земной коры показали, что в прошедшие эпохи происходили гораздо большие изменения климата. Поскольку эти изменения были обусловлены природными процессами их называют естественными.
Наряду с естественными факторами на глобальные климатические условия оказывает всевозрастающее влияние хозяйственная деятельность человека . Это влияние начало проявляться тысячи лет назад, когда в связи с развитием земледелия в засушливых районах стало широко применяться искусственное орошение. Распространение земледелия в лесной зоне также приводило к некоторым изменениям климата, так как требовало вырубки лесов на больших пространствах. Однако изменения климата в основном ограничивались изменениями метеорологических условий только в нижнем слое воздуха в тех районах, где осуществлялись значительные хозяйственные мероприятия.
Во второй половине XX в. в связи с быстрым развитием промышленности и ростом энерговооруженности возникли угрозы изменения климата на всей планете. Современными научными исследованиями установлено, что влияние антропогенной деятельности на глобальный климат связано с действием нескольких факторов, из которых наибольшее значение имеют:
- увеличение количества атмосферного углекислого газа, а также некоторых других газов, поступающих в атмосферу в ходе хозяйственной деятельности, что усиливает парниковый эффект в атмосфере;
- увеличение массы атмосферных аэрозолей;
- возрастание количества вырабатываемой в процессе хозяйственной деятельности тепловой энергии, поступающей в атмосферу.
Наибольшее значение имеет первая из указанных причин антропогенного изменения климата. Суть « » заключается в следующем. В атмосфере содержатся в определенной концентрации «радиационно-активные» газы, имеющие большое значение для жизни на Земле, поскольку задерживают тепло в нижних слоях атмосферы. Без этих газов температура земной поверхности была бы примерно на 33°С ниже. Однако повышение концентрации парниковых газов (углекислого газа — С0 2 , метана — СН 4 , закиси азота — N,0, хлорфторуглеродов и др.) у земной поверхности приводит к формированию определенной «газовой завесы», которая не пропускает избыточное инфракрасное излучение от поверхности Земли обратно в космос, как это должно быть при нормальной концентрации этих газов. В результате значительная часть энергии остается в приземном слое, что вызывает потепление у самой ее поверхности.
Основной вклад в потепление вносит углекислый газ (65% от всех источников). Рост концентрации углекислого газа в атмосфере определяется образованием С0 2 в результате сжигания угля, нефтепродуктов и других видов топлива. Поступление углекислого газа в атмосферу столь велико, что прекращение этого процесса в ближайшие десятилетия представляется технически неосуществимым. Кроме того, объем потребления энергии в развивающихся странах начинает быстро расти. Постепенный рост количества СО, и других парниковых газов в атмосфере уже оказывает заметное влияние на климат Земли, изменяя его в сторону потепления. Общая тенденция к повышению глобальной средней температуры у поверхности земли усиливается, что уже привело в XX в. к повышению средней температуры воздуха на 0,6°С.
В результате четырехкратного увеличения во второй половине XX в. объема выбросов углеродистых соединений атмосфера Земли стала нагреваться возрастающими темпами (рис. 1). Согласно прогнозам ООН, последующее глобальное повышение температуры воздуха в XXI столетия составит от 1,5 до 4°С.
Рис. 1. Изменение среднегодовой температуры воздуха в приземном слое Земли (1860-2000 гг.)
Прогнозируются следующие последствия глобального потепления:
- повышение уровня мирового океана, вследствие таяния ледников и полярных льдов (за последние 100 лет на 10-25 см), что, в свою очередь, оборачивается затоплением территорий, смещением границ болот и низинных районов, повышением солености воды в устьях рек, а также потенциальной утратой мест проживания человека;
- изменение количества осадков (количество осадков повышается в северной части Европы и снижается в южной);
- изменение гидрологического режима, количества и качества водных ресурсов;
- воздействие на экологические системы, сельское и лес!юе хозяйство (смешение климатических зон в северном направлении и миграция видов дикой фауны, изменение сезонности роста и продуктивности угодий в сельском и лесном хозяйстве).
Все перечисленные выше факторы могут оказать катастрофическое воздействие на здоровье людей, экономику и на общество в целом. Растущая частота засух и последующий кризис сельского хозяйства повышают угрозу голода и социальной стабильности в некоторых регионах мира. Сложности с водоснабжением в странах с теплым климатом стимулируют распространение тропических и субтропических болезней. По мере усиления тенденций к потеплению погодные условия становятся более изменчивыми, а климатические стихийные бедствия — более разрушительными. Возрастает ущерб, наносимый стихийными бедствиями мировому хозяйству (рис. 2). Лишь за один 1998 г. он превысил ущерб, нанесенный стихийными бедствиями за все 1980-е гг., десятки тысяч людей погибли и около 25 млн «экологических беженцев» вынуждены были покинуть свои дома.
Рис. 2. Экономический ущерб, нанесенный мировому хозяйству, 1960-2000 гг. (млрд долл. США, ежегодно)
В конце XX в. человечество пришло к пониманию необходимости решения одной из сложнейших и чрезвычайно опасных экологических проблем, связанной с изменением климата, и в середине 1970-х гг. начались активные работы в этом направлении. На Всемирной климатической конференции в Женеве (1979) были заложены основы Всемирной климатической программы. В соответствии с резолюцией Генеральной Ассамблеи ООН об охране глобального климата в интересах нынешнего и будущего поколений принята рамочная Конвенция ООН об изменении климата (1992). Цель конвенции — добиться стабилизации концентрации парниковых газов в атмосфере на таком уровне, который не будет оказывать опасное воздействие на глобальную климатическую систему. Причем решение этой задачи предполагается осуществить в срок, достаточный для естественной адаптации экосистем к изменению климата и позволяющий избежать угрозы производству продовольствия, а также обеспечивающий дальнейшее экономическое развитие на устойчивой основе.
Для ослабления угрозы глобального потепления необходимо в первую очередь сократить объем выбросов диоксида углерода. Большинство этих выбросов возникает в результате сжигания ископаемого топлива, которое по-прежнему обеспечивает более 75% мировой энергии. Быстро увеличивающееся число автомобилей на планете усиливает опасность дальнейшего объема выбросов. Стабилизация СО, в атмосфере на безопасном уровне возможна при общем снижении (примерно на 60%) объема выбросов парниковых газов, вызывающих глобальное потепление. В этом может помочь дальнейшее развитие энергосберегающих технологий, более широкое использование возобновляемых источников энергии.
На III Конференции стран, подписавших рамочную Конвенцию ООН об изменении климата (РКИК) в г. Киото был принят Киотский протокол к РКИК (1997), который зафиксировал определенные количественные обязательства по сокращению выбросов парниковых газов для промышленно развитых стран и стран с переходной экономикой. На момент подписания Киотского протокола выбросы парниковых газов распределялись следующим образом: США — 36,1 %, страны ЕС — 25,0, Россия — 17,4, Япония — 8,5, страны Восточной Европы — 7,4, Канада — 3,3, Австралия и Новая Зеландия — 2,3% от общемировых выбросов. Реализация Киотского протокола могла бы привести к значительному прогрессу, так как протокол обязывает промышленно развитые страны пойти на ограничения выбросов и сократить общие выбросы парниковых газов в период 2008-2012 гг. в среднем на 5%, по сравнению с уровнем 1990 г. Достижение первой группы целей, поставленных в Киотском протоколе рассматривается ООН лишь как начало движения в направлении к тому, что необходимо сделать для замедления процесса глобального потепления, а в перспективе — к снижению риска глобального изменения климата.
Большие надежды мировая общественность возлагала на 15-ю конференцию ООН по изменению климата (Копенгаген, 2009). Накануне ее открытия были опубликованы новые данные о распределении выбросов парниковых газов по отдельным странам: Китай — 20,8%; США — 19,9; Россия-5,5; Индия-4,6; Япония-4,3; Германия — 2,8; Канада — 2,0; Великобритания — 1,8; Южная Корея — 1,7; Иран — 1,6% относительно совокупного выброса С02 в атмосферу. На конференции были разработаны рекомендации о сокращении выбросов парниковых газов и ежегодном выделении малым государствам 100 млрд долл. на финансирование экологических программ до 2020 г. Однако разногласия между развитыми и развивающимися странами не позволили принять юридически обязывающий документ по сокращению вредных выбросов.
В России разработана и утверждена климатическая доктрина, в которой государство декларирует, что оно готово выделять ресурсы на систематические наблюдения за климатом, а также на фундаментальные прикладные исследования в области климата и смежных областях науки. Россия максимально концентрирует усилия на снижении выбросов парниковых газов и увеличении их абсорбции поглотителями и накопителями. Достичь этого предполагается при последовательном внедрении энергосберегающих технологий и альтернативных источников энергии. Россия взяла на себя обязательства по дальнейшему смягчению антропогенного воздействия на климат: к 2020 г. сократить выбросы парниковых газов на 25% относительно 1990 г. (страны Евросоюза — на 20%).
Изучение климатических изменений
Растительные остатки, рельеф и ледниковые отложения, горные породы и ископаемые содержат информацию о значительных колебаниях средних температур и осадков на протяжении геологического времени. Изменения климата также могут изучаться на основании анализа годичных колец древесины, аллювиальных отложений, донных осадков океанов и озер и органических торфяников. В течение нескольких последних миллионов лет в целом происходило похолодание климата, а сейчас, судя по непрерывному сокращению полярных ледяных покровов, мы, видимо, находимся в конце ледникового периода.
Климатические изменения за исторический период иногда можно реконструировать на основе информации о неурожаях, наводнениях, заброшенных поселениях и миграции народов. Непрерывные ряды измерений температуры воздуха имеются только для метеорологических станций, расположенных преимущественно в Северном полушарии. Они охватывают лишь немногим более одного столетия. Эти данные свидетельствуют, что за последние 100 лет средняя температура на земном шаре увеличилась почти на 0,5 °С. Это изменение происходит не плавно, а скачкообразно — резкие потепления сменялись стабильными этапами.
Специалисты разных областей знания предложили многочисленные гипотезы для объяснения причин климатических изменений. Одни полагают, что климатические циклы определяются периодическими колебаниями солнечной активности с интервалом около 11 лет. На годовые и сезонные температуры могли влиять изменения формы орбиты Земли, что приводило к изменению расстояния между Солнцем и Землей. В настоящее время Земля находится ближе всего к Солнцу в январе, однако примерно 10 000 лет назад такое положение она занимала в июле. Согласно еще одной гипотезе в зависимости от угла наклона земной оси менялось количество поступавшей на Землю солнечной радиации, что влияло на общую циркуляцию атмосферы. Не исключено также, что полярная ось Земли занимала иное положение. Если географические полюса находились на широте современного экватора, то, соответственно, смещались и климатические пояса.
Географические теории объясняют долговременные колебания климата движениями земной коры и изменением положения материков и океанов. В свете глобальной тектоники плит на протяжении геологического времени материки перемещались. В результате менялось их положение по отношению к океанам, а также по широте и т. д.
Большие массы пыли и газов, поступавшие в атмосферу при извержениях вулканов, эпизодически становились преградой на пути солнечной радиации и приводили к охлаждению земной поверхности. Повышение концентрации некоторых газов в атмосфере усугубляет общую тенденцию к потеплению.
Влияние климата на жизнь и хозяйственную деятельность людей
Человек, живущий в определенной местности, привыкает, адаптируется (от лат. adaptation — приспособление) к условиям окружающей его среды, в том числе и к климатическим особенностям местности. Его одежда, обувь, питание, жилище, занятия — результат этой адаптации. Она оказывает существенное влияние на хозяйственную деятельность.
Адаптация необходима человеку при перемене климатических условий.
В современном мире все больше человечество волнует вопрос глобального изменения климата на Земле. В последней четверти двадцатого века стали наблюдать резкое потепление. Значительно уменьшилось количество зим с очень низкой температурой, и средняя температура приземного слоя воздуха увеличилась на 0,7 °С. Климат менялся на протяжении миллионов лет естественным путем. Сейчас эти процессы происходят значительно быстрее. Стоит учитывать, что глобальные изменения климата могут привести к опасным последствиям для всего человечества. О том, какие факторы провоцируют изменения климата и какими могут быть последствия, поговорим далее.
Климат Земли
Климат на Земле не был постоянным. Он менялся в течение многих лет. Изменение динамических процессов на Земле, влияние внешних воздействий, солнечного излучения на планету привело к изменениям климата.
Нам известно еще со школьной скамьи, что климат на нашей планете делится на несколько типов. А именно - существует четыре климатических пояса:
- Экваториальный.
- Тропический.
- Умеренный.
- Полярный.
Для каждого типа характерны определенные параметры значений:
- Температуры.
- Количество осадков зимних и летних.
Также известно, что климат существенно влияет на жизнедеятельность растений и животных, а также на почву, водный режим. Именно от того, какой климат преобладает в данном регионе, зависит, какие культуры можно будет выращивать на полях и в подсобных хозяйствах. Неразрывно связано и расселение людей, развитие сельского хозяйства, здоровье и жизнь населения, а также развитие промышленности и энергетики.
Любые изменения климата значительно влияют на нашу жизнь. Рассмотрим, как может меняться климат.
Проявления меняющегося климата
Глобальное изменение климата проявляется в отклонениях погодных показателей от многолетних значений за большой период времени. Сюда входит не только изменение температур, но и частота погодных явлений, которые выходят за рамки нормальных, а считаются экстремальными.
Существуют процессы на Земле, которые непосредственно провоцируют всевозможные изменения климатических условий, а также указывают нам на то, что имеют место глобальные изменения климата.
Стоит отметить, что изменение климата на планете в настоящее время происходит очень быстро. Так, планетарная температура повысилась на полградуса только за каких-то полвека.
Какие факторы влияют на климат
Опираясь на перечисленные выше процессы, которые указывают на изменения климата, можно выделить и несколько факторов, влияющих на эти процессы:
- Смена орбиты и изменение наклона Земли.
- Уменьшение или увеличение количества тепла в глубинах океана.
- Смена интенсивности солнечного излучения.
- Смена рельефа и расположения материков и океанов, а также изменение их размеров.
- Изменение состава атмосферы, существенное повышение количества парниковых газов.
- Изменение альбедо земной поверхности.
На климат планеты все эти факторы оказывают влияние. Изменения климата происходят еще по ряду причин, которые могут носить природный и антропогенный характер.
Причины, которые провоцируют перемену климатических условий
Рассмотрим, какие причины изменения климата рассматривают ученые всего мира.
- Излучение, идущее от Солнца. Ученые считают, что меняющаяся активность самой горячей звезды может быть одной из главных причин изменения климата. Солнце развивается и от молодого холодного оно медленно переходит в стадию стареющего. Солнечная активность была одной из причин наступления ледникового периода, а также периодов потепления.
- Парниковые газы. Именно они провоцируют подъем температуры в нижних слоях атмосферы. Основные парниковые газы - это:
3. Изменение орбиты Земли приводит к изменению, перераспределению солнечного излучения на поверхности. На нашу планету влияет притяжение луны и других планет.
4. Воздействие вулканов. Оно заключается в следующем:
- Воздействие на окружающую среду вулканических продуктов.
- Воздействие газов, пепла на атмосферу, как следствие на климат.
- Влияние пепла и газов на снег, лед на вершинах, что приводит к селям, лавинам, наводнениям.
Пассивно дегазирующие вулканы оказывают глобальное влияние на атмосферу, так же как и активное извержение. Может вызвать глобальное понижение температур, а как следствие - неурожай или засуху.
Деятельность человека - одна из причин глобальных перемен климата
Ученые давно нашли главную причину потепления климата. Это увеличение парниковых газов, которые выбрасываются и накапливаются в атмосфере. Как следствие, снижение способности наземных и океанических экосистем поглощать углекислый газ по мере роста его в атмосфере.
Деятельность человека, влияющая на глобальные изменения климата:
Ученые, исходя из своих исследований, сделали вывод, что при влиянии на климат естественных причин температура на земле была бы ниже. Именно человеческое влияние способствует повышению температуры, что приводит к глобальным изменениям климата.
Рассмотрев причины изменения климата, перейдем к последствиям таких процессов.
Существуют ли положительные стороны глобального потепления.
Ищем плюсы в изменившемся климате
Учитывая, насколько прогресс продвинулся вперед, увеличение температурных показателей можно использовать для увеличения урожайности культурных растений. При этом создавая им благоприятные условия. Но это будет возможно только в поясах с умеренным климатом.
К плюсам парникового эффекта можно отнести увеличение продуктивности естественных лесных биогеоценозов.
Глобальные последствия изменения климата
Какими будут последствия в мировом масштабе? Ученые считают что:
Изменение климата Земли окажет существенное влияние и на здоровье человека. Может повыситься количество сердечно-сосудистых и других заболеваний.
- Снижение производства продуктов может привести к голоду, особенно, малообеспеченных слоев населения.
- Проблема глобального изменения климата, конечно же, затронет и политический вопрос. Возможно усиление конфликтов за право обладания источниками пресной воды.
В настоящее время мы уже можем наблюдать некоторые последствия изменения климата. Как будет дальше меняться климат на нашей планете?
Прогнозы развития глобальных изменений климата
Специалисты считают, что может существовать несколько сценариев развития глобальных изменений.
- Глобальные изменения, а именно повышение температуры, не будет резким. На Земле есть подвижная атмосфера, тепловая энергия за счет движения воздушных масс распределяется по всей планете. Мировой океан накапливает больше тепла, чем атмосфера. На такой большой планете с ее сложной системой изменения не могут происходить слишком быстро. Для существенных изменений понадобятся тысячелетия.
- Быстрое глобальное потепление. Такой сценарий рассматривается гораздо чаще. Температура увеличилась за последнее столетие на полградуса, количество углекислого газа возросло на 20%, а метана -на 100%. Продолжится таяние Арктических и Антарктических льдов. Существенно выше станет уровень вод в океанах и морях. Возрастет количество катаклизмов на планете. Количество осадков на Земле будет распределяться неравномерно, что увеличит площади, страдающие от засухи.
- В некоторых частях Земли потепление сменится на кратковременное похолодание. Такой сценарий ученые просчитали, опираясь на то, что теплое течение Гольфстрим стало на 30% медленнее и может полностью остановиться, если температура поднимется на пару градусов. Это может отразиться сильным похолоданием в Северной Европе, а так же в Нидерландах, Бельгии, Скандинавии и в северных районах европейской части России. Но это возможно только на короткий промежуток времени, а потом потепление вернется в Европу. И все будет развиваться по 2 сценарию.
- На смену глобальному потеплению придет глобальное похолодание. Такое возможно при остановке не только Гольфстрима, но и других океанических течений. Это чревато наступлением нового ледникового периода.
- Самый жуткий сценарий - это парниковая катастрофа. Увеличение в атмосфере углекислого газа будет способствовать увеличению температуры. Это приведет к тому, что углекислый газ из мирового океана начнет переходить в атмосферу. Будут разлагаться карбонатные осадочные породы с еще большим выделением углекислого газа, что повлечет еще большее повышение температуры и разложение карбонатных пород в более глубоких слоях. Ледники будут быстро таять, при этом снижая альбедо Земли. Повысится количество метана, и температура будет расти, что приведет к катастрофе. Повышение температуры на земле на 50 градусов приведет к гибели человеческой цивилизации, а на 150 градусов - вызовет гибель всех живых организмов.
Глобальное изменение климата Земли, как мы видим, может представлять собой опасность для всего человечества. Поэтому необходимо уделять большое внимание этому вопросу. Необходимо изучать, как мы можем снизить влияние человека на эти глобальные процессы.
Изменение климата в России
Глобальноеизменение климата в России не сможет не затронуть все регионы страны. Оно отразится как положительно, так и отрицательно. Зона проживания передвинется ближе к северу. Расходы на отопление значительно снизятся, и упростится транспортировка грузов вдоль арктического побережья на крупных реках. В северных районах таянье снега в районах, где была многолетняя мерзлота, может привести к серьезному повреждению коммуникаций и строений. Начнется миграция населения. Уже за последние годы значительно повысилось количество таких явлений, как засуха, штормовой ветер, жара, наводнения, сильный холод. Сказать конкретно, как повлияет потепление на разные отрасли, нет возможности. Суть изменения климата должна изучаться всесторонне. Немаловажно снизить влияние деятельности человека на нашу планету. Об этом далее.
Как избежать катастрофы?
Как мы видели ранее, последствия изменения мирового климата могут быть просто катастрофическими. Человечество уже сейчас должно понимать, что мы в силах остановить приближающуюся катастрофу. Что необходимо сделать для спасения нашей планеты:
Нельзя допустить, чтобы глобальное изменение климата вышло из-под контроля.
Большое мировое сообщество на конференции ООН, посвященной изменению климата, приняло Рамочную конвенцию ООН (1992) и Киотский протокол (1999). Как жаль, что свое благосостояние некоторые страны ставят выше решения вопросов глобального изменения климата.
На международное научное сообщество ложится огромная ответственность по определению тенденций изменения климата в будущем и выработка основных направлений последствий этого изменения спасет человечество от катастрофических последствий. А принятие дорогостоящих мер без научного обоснования приведет к огромным экономическим потерям. Проблемы изменения климата касаются всего человечества, и решаться они должны сообща.
Климатом называется среднее погодное значение за несколько десятков лет, характерное, для определенного региона. Погода отличается от климата главным образом тем, что характеризует кратковременное состояние атмосферы на той или иной местности. Интересно, что некоторые характеристики могут описывать, как погоду, так и климат, например, атмосферное давление, скорость ветра и влажность.
Климат, как и погода, меняется, но в разы медленнее, на смену климата уходят тысячи лет, а иногда и целые эры. Изменение климата провоцируется неравномерным количеством тепла, получаемое от солнца. Человек также играет не последнюю роль в формировании климата. Бурная промышленная деятельность на Земле, использование горючих ископаемых, развитие транспорта, все это причины изменения климата. Дело в том, что атмосфера накапливает много углекислого газа, что способствует дополнительному нагреванию планеты.
Сейчас ученные рассматривают изменение климата Земли, как глобальную проблему человечества. Помимо того, что климатические изменения движутся естественным путем, дополнительных проблем добавляет необдуманная деятельность человека.
Изменение климата заключается не только в повышении температуры, этот процесс содержит гораздо более глобальное значение. В этот момент, на Земле перестраиваются все геосистемы, а увеличение температуры, это лишь малый отголосок всех последствий. Исследователи отмечают подъем уровня воды на планете, ледники таят, а осадки становятся нерегулярными. Все чаще случаются природные катаклизмы и распространяются все более опасные болезни. Все это несет опасность не только природной системе и мировой экономике, но и существованию человека. За последние сто лет, температура в атмосфере Земли возросла на две трети градуса и она не перестает расти.
Поэтому стоит говорить не только о глобальном потеплении, но и о всех возможных сценариях изменения климата. Сейчас Земля находится в межледниковом периоде, но никто не знает наверняка, как долго этот период может продлиться. Ученым рассматривается и такой вариант, как оледенения. Такое может произойти под влиянием астрономических факторов, в случае, если:
- Земная ось изменит свой наклон.
- Земля отклонится от своей орбиты, удалившись от Солнца.
- Неравномерное поступление солнечного тепла на поверхность планеты.
Также рассматриваются и геологические факторы, такие как деятельность вулканов, горные образования, движение материковых плит.
Изменчивость Мирового океана – главный показатель изменений в общей климатической картине. Также, изменение климата может происходить в связи взаимодействия воды и атмосферного слоя. С помощью воды, происходит циркуляция тепла по всей планете, что может оказывать сильное влияние на климатические пояса.
Земля обладает феноменальным свойством – климатическая память . Изменения в климате это не только последствия его изменений, под воздействием определенных факторов, но и вся история его изменений. Проследить это возможно на простом примере: когда на местности засуха длиться несколько лет, водоемы начинают высыхать, размер пустыни увеличивается. Со временем на этом месте все меньше выпадает осадков. Это показатель того, что не только природа меняется под воздействием смены климата, но природа оказывает влияние на климат своими переменами.
Факторы изменения климата
Под воздействием изменений в атмосфере и поверхности планеты, меняется климат. Существуют два вида факторов: антропогенные и неантропогенные.
Итак, что способствует изменению климата, когда речь идет о неантропогенных условиях:
- Тектоника литосферных плит. Не секрет, что за довольно долгое время, континенты передвигаются при помощи тектонических плит. Таким образом, создаются новые моря и океаны, рушатся или растут горы: создается поверхность, где впоследствии и формируется климат. Как показали факты, прошедший ледниковый период продлило движение двух плит, которые столкнувшись, образовали Панамский перешеек, что помешало смешиванию вод двух океанов, из-за чего возможно, период оледенения продлился дольше.
- Солнечное излучение. Без света Солнца, невозможно было бы и образование пригодных для жизни условий, и конечно, небесное светило влияет на все процессы, происходящие на живой планете, формирование климатических условий в том числе. В аспекте очень долгого периода, сейчас Солнце стало ярче и дает гораздо больше тепла. Такой долгий процесс тоже влияет на Землю. Если верить исследователям, то на раннем этапе формирования жизни на Земле, Солнце было настолько неактивным, что вода находилась в состоянии льда. Даже в кроткие временные отрезки можно проследить изменение активности светила. К примеру, в начале прошлого века было замечено потепление, что связано с кратковременной активностью Солнца. Влияние звезды на атмосферу Земли, полностью не изучено, но оно не связанно с изменениями, которые происходят на самой Огненной планете.
- Циклы Миланковича. Изменение траектории земной орбиты сказываются на состоянии климата, и очень похожи по своим действиям на солнечное воздействие. Изменение траектории полета планеты является следствием неравномерное распределения солнечных лучей по Земному шару. Такое явление имеет название циклы Миланковича. Что является следствием связи Земли и Луны с другими планетами, благодаря чему их можно рассчитать со всеми подробностями. Результат таких циклов можно считать изменение размеров пустыни Сахара в небольшие периоды времени.
- Вулканизм. Как показывают научные исследования, за одним мощным извержением вулкана следует похолодание в данной местности в течение нескольких лет. Не смотря на редкость извержений, вулканы оказывают существенное влияние на особенности формирования климата в течение многих тысяч лет и влияют на вымирание или сохранение целых видов. Изначально считалось, что снижение температуры после извержения, происходит из-за вулканической пыли, так как она может мешать солнечному излучению достигать земной атмосферы. Но, как выяснилось, основная масса пыли рассеивается в течение полугода.
Все эти неантропогенные факторы дают объяснение, как и почему происходят естественные изменения климата.
Антропогенные факторы воздействия на изменение климата
Антропогенные факторы, это последствия деятельности человека, оказывающей воздействие на окружающую среду, а значит и на климатические условия тоже. Уже многие годы ведутся споры, насколько сильное воздействие оказывают действия людей на атмосферу. Но основную проблему не приходится отрицать, в виду ее очевидности. Из-за потребления огромного количества горючих веществ в качестве топлива, в атмосфере накапливается большое количество углекислого газа. Также цементная промышленность, сельское хозяйство, скотоводство, вырубка леса, все это влияет на климатические изменения в той или иной степени, и ведет главным образом, к глобальному потеплению.
Глобальное потепление – это возрастание среднего температурного значения, что влечет за собой смену климатических поясов, а это в свою очередь может отрицательно повлиять на дальнейшее существование благоприятных условий для человечества.
Причины глобального потепления
С достоверной точностью сказать, что именно служит причиной глобального потепления в первую очередь, не может сказать ни один специалист. Однако, большинство ученных на стороне версии, где главной причиной потепления является человек, а точнее, его бурная промышленность. Существуют весомые доказательства, если до промышленного бума, повышение уровня средней температуры на Земле на одну десятую градуса происходило раз в тысячелетие, то теперь уровень температуры неумолимо растет за несколько десятков лет. Такое стремительное повышение показателей приведет к немыслимым последствиям.
Повышение среднего значения температуры на Земле приведет к смене климатических поясов, что повлечет за собой таяние ледников на Северном и Южном полюсах, а из-за этого поднимется уровень вод Мирового океана. Глобальное потепление уже воздействует на животный мир. Некоторые виды умирают, некоторые сменяют привычные места обитания. Также данный катаклизм может привести к возрастанию количества инфекционных заболеваний, аллергий и астм, так как высокая температура благотворно влияет на распространение вредоносных бактерий. Глобальное потепление отрицательно скажется на многих отраслях человеческой жизни, в первую очередь, на экономике, туризме и сельском хозяйстве, и сделает непригодной для жизни многие страны.
Чтобы предотвратить глобальное потепление, необходимо объединение всех стран. Очевидно, что отличным решение проблемы станет экономное использование энергетических ресурсов и ограниченное количество выброса газов в атмосферу. Активно обсуждается использование , основанных на неисчерпаемых природных ресурсах, такие как солнечные батареи, ветряные или водяные электростанции.
К антропогенным относится не только глобальное потепление, но и изменение климата в общем, в результате чрезмерной вырубки лесов, сельского хозяйства и использования природных ресурсов Земли.
Взаимодействие факторов
Влияние на климат антропогенных и неантропогенных факторов вкупе, измеряется общепринятой величиной Вт/м 2 , это уровень радиационного прогрева атмосферного слоя. Общий баланс радиации в атмосфере составляет около 3 Вт/м 2 , воздействие человека от этой цифры составляет не более 1%, а увеличение парниковых газов на 2% (см. ).
Цикличность изменений климата
Еще в конце 19 века российскими учеными была выдвинута идея о том, что теплый и холодный климат чередуются во временном промежутке 30-40 лет. В качестве доказательств приведен пример изменения уровня Мирового океана.
Климатический скептицизм
Несмотря на огромное количество доказательств о том, что глобальное потепление не за горами, находятся скептики, отвергающие это. Настроение скептицизма присутствует у многих стран мира, что мешает принимать важные политические решения по предотвращению глобального потепления, чем подвергают существование жизни на Земле большой опасности, ведь никто досконально не в силах сказать, насколько катастрофичные последствия принесет с собой потепление.
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.
