Глобальное потепление - самая острая климатическая проблема, обуславливающая значительные изменения природного баланса в мире. Согласно докладу Леонида Жиндарева (научный сотрудник географического факультета МГУ), к концу 21-го века уровень Мирового океана повысится на полтора-два метра, что приведет к катастрофическим последствиям. Примерные расчеты показывают, что 20% населения планеты останется без крова. Будут затоплены самые плодородные прибрежные зоны, многие острова с многотысячным населением исчезнут с карты мира.
Отслеживание процессов глобального потепления ведется с начала прошлого столетия. Отмечено, что средняя температура воздуха на планете увеличилась на один градус - 90% увеличения температуры пришлось на период с 1980 по 2016 год, когда начался расцвет промышленной индустрии. Стоит также отметить, что данные процессы теоретически необратимы - в отдаленном будущем температура воздуха может увеличиться настолько, что на планете практически не останется ледников.
Причины глобального потепления
Глобальное потепление представляет собой масштабное неконтролируемое увеличение среднегодовой температуры воздуха на нашей планете. Согласно последним исследованиям, тенденция к глобальному увеличению температуры воздуха сохранялась на протяжении всей истории развития Земли. Климатическая система планеты охотно реагирует на любые внешние факторы, что приводит к смене тепловых циклов - известные всем ледниковые периоды сменяются экстремально теплыми временами.
Среди основных причин подобных колебаний установлены следующие:
- естественное изменение состава атмосферы;
- циклы светимости Солнца;
- планетарные вариации (изменение орбиты Земли);
- вулканические извержения, выбросы углекислого газа.
Впервые глобальное потепление было отмечено еще в доисторические времена, когда холодный климат сменился жарким тропическим. Тогда этому способствовал буйный рост дышащей фауны, что привело к повышению уровня углекислого газа. В свою очередь, повышенная температура вызывала более интенсивное испарение воды, что еще усилило процессы глобального потепления.
Таким образом, первое в истории изменение климата было вызвано значительным увеличением концентрации парниковых газов в атмосфере. На данный момент известно, что парниковому эффекту способствуют следующие вещества:
Стоит отметить также значительно повысившуюся концентрацию твердых частиц - , пыли и некоторых других. Они увеличивают нагревание земной поверхности, повышают впитывание энергии поверхностью океанов, что приводит к увеличению температуры на всей Земле. Таким образом, причиной современного глобального потепления можно считать человеческую деятельность. Остальные факторы, такие как изменения активности Солнца, не оказывают должного эффекта.
Последствия глобального увеличения температуры
Международная комиссия (МГИЭК) опубликовала рабочий доклад, где отражены возможные сценарии последствий, связанных с глобальным потеплением. Основной мотив доклада - тенденция к росту среднегодовой температуры сохранится, человечество вряд ли сможет компенсировать свое влияние на климатические процессы планеты. Следует отметить, что взаимосвязь климатических изменений и состояния экосистем в настоящее время плохо изучена, поэтому большая часть прогнозов носит предполагаемый характер.
Среди всех предполагаемых последствий достоверно установлено одно - повышение уровня Мирового океана. По состоянию на 2016 год отмечено ежегодное увеличение уровня воды на 3-4 мм. Рост среднегодовой температуры воздуха обуславливает возникновение двух факторов:
- таяние ледников;
- термическое расширение воды.
При сохранении текущих климатических тенденций, к концу 21 века уровень Мирового океана повысится максимум на два метра. В последующие несколько столетий его уровень может достигнуть отметки в пять метров больше настоящего.
Таяние ледников приведет к изменению химического состава воды, а также к распределению атмосферных осадков. Ожидается рост количества наводнений, ураганов и других экстремальных катаклизмов. Кроме того, произойдет глобальное изменение океанических течений - так, Гольфстрим уже сейчас изменил свое направление, что привело к определенным последствиям в ряде стран.
Нельзя переоценить. В странах тропических регионов произойдет катастрофическое снижение продуктивности сельского хозяйства. Будут затоплены самые плодородные регионы, что в конечном итоге может привести к массовому голоду. Тем не менее, стоит отметить, что такие серьезные последствия ожидаются не ранее, чем через несколько сотен лет - у человечества достаточно времени, чтобы принять соответствующие меры.
Решение проблемы глобального потепления и его последствий
На международном уровне борьба с глобальным потеплением ограничена отсутствием общих договоренностей и мер контроля. Основной документ, который регулирует меры противодействия климатическим изменениям - Киотский протокол. В целом, уровень ответственности в борьбе с глобальным потеплением можно оценить положительно.
Индустриальные стандарты постоянно совершенствуются, принимаются новые экологические стандарты, которые регулируют промышленное производство. Снижается уровень выбросов в атмосферу, берутся под охрану ледники, проводится постоянный мониторинг океанических течений. По оценкам климатологов, сохранение текущей экологической кампании поможет снизить выброс углекислого газа на 30-40% уже к следующему году.
Стоит отметить увеличение участия частных компаний в борьбе с глобальным потеплением. Например, британский миллионер Ричард Брэнсон объявил научный тендер на лучший способ предотвращения глобального потепления. Победитель получит внушительную сумму в 25 миллионов долларов. По словам Брэнсона, человечество должно взять на себя ответственность за свою деятельность. На данный момент зарегистрировано несколько десятков претендентов, предлагающих свои варианты решения этой проблемы .
Одним из самых ярких трендов последних двадцати лет в науке является глобальное потепление! Часть ученых понимают под этим термином повышение средней температуры климата нашей планеты, якобы вызванное последствиями человеческой деятельности, через повышение концентрации парниковых газов в атмосфере Земли.
Научный термин глобальное потепление чаще всего используется учеными для обозначения роста средней температуры атмосферы и воздуха у поверхности планеты, хотя по некоторым данным до 90 % энергии потепления аккумулируется именно в мировом океане.
С 1900 года средняя температура воздуха на Земле возросла на 0,74 °C, при этом 60% повышения приходятся на период с 1980 по 2010 года, то есть практически каждое из последних трёх десятилетий было теплее предыдущего. Давайте попробуем разобраться, есть ли в этом потеплении вина человечества, или кто-то пытается водить нас за нос?
Возможные причины глобального потепления
К возможным причинам глобального потепления четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) в 2007 году отнес повышение концентрации вследствие человеческой деятельности.
Спустя три года, ряд ученых ведущих индустриальных стран планеты согласились с такими выводами, а уже в 2013 году пятый доклад МГЭИК дал следующую оценку:
Было установлено влияние человека на повышение температур атмосферы и океана, изменение глобального гидрологического цикла, уменьшение количества снега и льда, повышение глобального среднего уровня моря и на некоторые экстремальные климатические явления… Свидетельства влияния человека стали еще более весомыми за время, прошедшее после «Четвертого Оценочного Доклада» (ОД4). Чрезвычайно вероятно, что влияние человека было основной причиной потепления, наблюдаемого с середины ХХ-го века…
Таким образом МГЭИК настаивает, что причиной глобального потепления климата Земли на протяжении конца XX начала XXI веков кроется в повышенном уровне парниковых газов вследствие деятельности человечества. По версии ученых из МГЭИК и согласно принятых в моделях значений чувствительности климата к изменению концентрации парниковых газов, величина возможного роста средней температуры климата на протяжении 21 века составит 1,1-2,9 °C для минимального сценария эмиссии, а при максимальной эмиссии средняя температура может подняться на 2,4-6,4 °C. Для справки с 2000 по 2010 годах эмиссия парниковых газов увеличивалась на 2,2 % в год, при этом в период 1970-2000 годы рост эмиссии составлял 1,3 % в год.
Потенциальные последствия глобального потепления
В разных регионах планеты потенциальные последствия глобального потепления могут будут различными. Основную опасность может представлять изменение количества и характера осадков, повышение уровня моря с одновременным увеличением площадей пустынь.
К рискам глобального потепления ученые относят в том числе и окисление океана; увеличение частоты экстремальных погодных явлений, включая как засухи так и ливневые дожди; возможное вымирание отдельных биологических видов из-за изменения температурного режима. Всё это может снизить урожайность и привести к продовольственным проблема, особенно в неблагополучных регионах Африки и Азии. Мало того, из-за возможного повышения уровня моря некоторые места обитания станут просто недоступны для людей.
Предполагаемые последствия глобального потепления для России
Отечественный Росгидрометцентр выделил для России следующие возможные риски, которые могут быть связаны с глобальным потеплением:
- рост интенсивности, продолжительности и повторяемости экстремальных осадков и наводнений, случаев опасного для сельского хозяйства переувлажнения почвы в одних регионах, и засух в других;
- деградация вечной мерзлоты с ущербом для строений и коммуникаций в Заполярье;
- повышение пожароопасности в лесных массивах;
- увеличение расходов электроэнергии на кондиционирование воздуха в летний сезон для значительной части населённых пунктов;
- нарушение экологического равновесия, вытеснение одних биологических видов другими;
Попытки предотвратить потепление климата Земли
Основным международным соглашением о противодействии глобальному потеплению до 2012 года был знаменитый Киотский протокол, который был согласован еще в прошлом веке, но вступил в силу лишь в начале 2005 года. Киотский протокол является дополнением к Рамочной конвенции ООН об изменении климата , принятой 9 мая 1992 года. Согласно Киотского протокола более 160 стран мира участвуют в программе регулирования эмиссии парниковых газов, что перекрывает 55 % общемировых выбросов.
Отдельно стоит отметить, что не ратифицировали Киотский протокол и фактически не выполняют его такие страны как США, Канада, Афганистан и Андорра.
Страны участницы Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата на конференции в Канкуне (Мексика) в 2010 году утвердили основную цель работы как ограничение глобального потепления величиной 2 °C и заявили о «настоятельной необходимости принять неотложные меры» для достижения этой цели.
При этом США, Евросоюз и Китай сегодня имеют промышленность, которая за время срока службы выбросит в атмосферу Земли больше углекислого газа, чем приходится на «долю этих стран при равномерном подушевом распределении глобального эмиссионного бюджета» для 2 °C. Китай по в атмосферу уже обогнал США и Евросоюз, вместе взятые.
По сути все усилия на борьбу с глобальным потеплением направлены на снижение эмиссии углекислого газа в атмосферу, хотя, некоторые ученые предлагают любопытные методы, как, например, забор углекислого газа из атмосферы с помощью удобрения вод мирового океана железом.
Заблуждения и мифы о глобальном потеплении
Помимо тех, кто свято верит в гипотезу глобального потепления и в то, что причинами роста температуры являются люди и их промышленность, есть и те, кто скептически относится к подобным заявлениям. Есть даже термин - «климатический скептицизм», то есть недоверие к определенным представлениям о глобальном потеплении климата планеты. Предметом сомнений «климатические скептиков» часто является как сам факт потепления, так и роль человечества в этом процессе.
Например, «климатические скептики» не верят в полное таяние льдов Арктики к 2030–2050 годам, о чем предупреждают приверженцы антропогенной версии глобального потепления.
Есть даже такие, кто утверждает, что «теория глобального потепления» это ничто иное как «заговор», с целью контроля над странами и корпорациями, а так же удобный механизм получения финансирования на научные исследования, связанные с изменениями климата.
Масла в огонь подлил так называемый «Климатгейт» - скандал, связанный с утечкой архива электронной переписки, файлов данных и программ их обработки из отделения климатологии университета Восточной Англии в Нориджe. В 2009 году неизвестные лица распространили через интернет архивный файл, который содержал информацию, похищенную из отделения климатологии университета Восточной Англии, который является одним из трёх основных поставщиков климатических данных для МГЭИК при ООН.
- климатологи-сторонники теории АГП скрывают информацию о климате от противников теории;
- искажают результаты наблюдений с тем, чтобы подтвердить глобальное потепление;
- препятствуют публикации научных трудов, не согласных с их взглядами;
- удаляют файлы и переписку, лишь бы не раскрывать их в соответствии с законами о свободе информации.
По ссылке можно познакомиться с данными из архива по информации которого было проведено несколько независимых расследований, в которых изучалась деятельность ученых, участвовавших в данной электронной переписке. Все эти расследования оправдали ученых, но пищу для размышлений публикация однозначно дала богатую!
Тот факт, что Гринпис, WWF и Центр международного экологического права настаивают на том, что топ-менеджеры корпораций, работающих на ископаемом топливе, должны быть привлечены к ответственности за противодействие политическим мерам, направленным на борьбу с потеплением климата - уже настораживает, ведь тот же злополучный Гринпис просто так «не работает», там где не пахнет большими деньгами они чаще всего молчат.
Цифры и факты об изменениях климата
Главным моментом, на который ссылаются климатологи-сторонники теории антропогенного глобального потепления, является процесс таяния ледников Арктики и Антарктики. Согласно открытой статистике за последние пятьдесят лет температура в юго-западной части Антарктиды выросла на 2,5 °C. Так например в 2002 году от шельфового ледника Ларсена, расположенного в Антарктиде, откололся айсберг площадью свыше 2500 км² и толщиной до 200 метров, хотя на протяжении десяти тысяч лет этот ледник оставался стабильным. Таяние шельфового ледника Антарктиды привело к выбросу внушительного количества айсбергов (более тысячи айсбергов) в море Уэдделла. И хотя площадь оледенения Антарктики растёт, масса её льдов уменьшается.
Учеными также отмечен факт ускорения с начала 1970-х годов процесса деградации вечной мерзлоты, по данным статистики температура грунтов вечной мерзлоты в Западной Сибири повысилась на 1 °C, а в центральной Якутии на 1,5 °C. На соседнем континенте в северной части Аляски температура верхнего слоя мёрзлых пород увеличилась на 3 °C с середины 1980-х годов.
Показательным фактом глобального потепления можно считать обнаружение исследователем Деннисом Шмиттом в 2005 году того, что полуостров в Гренландии, который ещё в 2002 году был соединён с Землёй Ливерпуля льдом, стал островом. То есть долгие годы толстый слой льда не позволял обнаружить, что под ним нет земли, и понять, что перед исследователями остров, окруженный водой, а не полуостров. В итоге новоиспеченного назвали буквально «Остров Потепления».
P.S. Вот буквально на днях вышла о мифах глобального потепления в английском The Telegraph:
Такие ученые-климатологи как профессор Peter Wadhams (Кембриджский университет) и профессор Wieslaw Maslowski (аспирантура ВМС США в Монтерее, штат Калифорния), в последние годы регулярно прогнозировали практически полное таяние арктических льдов к 2016 году. Эти неутешительные прогнозы часто публиковали ведущие мировые СМИ, BBC например, и многие другие средства массовой информации.
Британский климатолог Peter Wadhams в своё время издал даже книгу «Прощай, Лед» (A Farewell To Ice), запугивающую полной потерей арктического ледяного покрова… Но вот последние спутниковые снимки Арктики показали, что в 2016 году льда на Северном Полюсе оказалось больше чем в 2012 году.
После анализа данных полученных со спутников стало известно, что на начало осени 2016 года площадь ледяного покрова Арктики составила 1.09 миллиона квадратных километров, что на 21% больше, чем в 2012 году, когда площадь льда была на минимальной отметке.
Специалисты из американского центра NSIDC (National Snow and Ice Data Center) заявили, что Уодхэмс и Масловски ошибались в своих прогнозах, и считают, что не стоит так драматизировать и сеять излишнюю панику, тем более предоставлять недостоверные данные о масштабах глобального потепления.
А на десерт мы оставили мнение эпатажного Анатолия Вассермана о глобальных катаклизмах, таких как парниковый эффект и глобальное потепление.
Потребление ископаемого топлива последние несколько десятилетий внесло «значимый вклад» в деградацию окружающей среды. Глобальное потепление, изменение климата, вымирание видов , истощение озонового слоя и увеличение загрязнения воздуха, являются лишь малой долей тех проблем, от которых страдает окружающая среда. Если вам не безразлична данная проблема, тогда предлагаем вашему вниманию 23 факта о глобальном потеплении.
Факт 1: Глобальное потепление, является результатом увеличения средней температуры на поверхности Земли из-за парниковых газов, таких как углекислый газ и метан.
Факт 2: Выбросы парниковых газов, останутся в атмосфере в течение многих лет, делая невозможным устранение проблемы глобального потепления на протяжении нескольких десятилетий.
Факт 3: Согласно докладу МГЭИК 2007 года, уровень моря из-за глобального потепления поднимется на 19-60 см к концу этого столетия.
Факт 4: С 1880 года средняя температура воздуха выросла на 0,7–0,8°С.
Факт 5: В соответствии с исследованиями по изменению климата, последние два десятилетия 20-го века были самыми жаркими за последние 400 лет.
Факт 6: Арктические льды стремительно тают. К 2040 году ожидается полное отсутствие льда в летний период.
Факт 7: В национальном парк Глейшер, США на сегодняшний день осталось лишь 25 ледников вместо 150, которые были там в 1910 году.
Факт 8: В связи с потеплением и , массово начали гибнуть коралловые рифы.
Факт 9: Глобальное потепление вызывает резкие изменения погодных условий, что в последствии приводит к лесным пожарам, аномальной жаре и сильным тропическим штормам по всему миру.
Факт 10: В результате деятельности человека производится большее количество углекислого газа, чем могут поглотить растения и океаны.
Факт 11: Уровень моря поднялся на 17-18 см за последние 100 лет, эти данные превышают показатели за предыдущие 2000 лет. Повышение уровня моря несет угрозу для людей, живущих в прибрежных районах.
Факт 12: Таяние ледников вызовет поднятие уровня моря с одной стороны и нехватку воды в районах, которые зависят от источников воды.
Факт 13: Большое количество видов животного и растительного мира вымерли из-за исчезновения мест обитания и повышения кислотности океанов, вызванных глобальным потеплением.
Факт 14: Глобальное потепление может кардинально изменить океанические течения, что в свою очередь приведет к мини – ледниковому периоду в Европе.
Факт 15: Повышение температуры служит причиной высвобождения еще большего количества парниковых газов из льда и почвы.
Факт 16: В связи с промышленной революцией, сжигание ископаемого топлива, такого как уголь, нефть и газ в глобальных масштабах, увеличило выбросы парниковых газов, а также стало причиной роста смертности от астмы и других респираторных заболеваний.
Факт 17: С начала промышленной революции в 1700 году уровень углекислого газа на Земле возрос на 34%.
Факт 18: От деятельности человека в атмосферу ежегодно попадает около 37 млрд. тонн углекислого газа.
Факт 19: К 2100 году, средняя температура может вырасти на 2-4°С.
Факт 20: Каждый год 21-го века входит в число самых жарких начиная с 1880 года.
Факт 21: В последние 30 лет, среднее потребление ископаемого топлива в США было на уровне 80%. Ископаемые виды топлива являются наиболее опасными факторами, способствующими глобальному потеплению.
Факт 22: Глобальное потепление делает более уязвимыми холодные регионы мира к болезням, характерным странам с жарким климатом.
Факт 23: Глобальное потепление может привести к массовой нехватке продовольствия и воды.
О глобальном потеплении сейчас говорится и пишется много. Чуть ли ни каждый день появляются новые гипотезы, опровергаются старые. Нас постоянно пугают, тем, что нас ожидает в будущем (Хорошо запомнился комментарий одного из читателей журнала www.priroda.su «Нас так долго и страшно пугают, что уже и не страшно»). Многие высказывания и статьи откровенно противоречат друг другу, вводя нас в заблуждение. Глобальное потепление для многих уже стало «глобальной путаницей», а некоторые и вовсе потеряли всяческий интерес к проблеме изменения климата. Попробуем систематизировать имеющуюся информацию, создав своего рода мини энциклопедию глобального потепления.
1. Что такое глобальное потепление?
5. Человек и парниковый эффект
1. Глобальное потепление — процесс постепенного роста средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана, вследствие всевозможных причин (увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере Земли, изменение солнечной или вулканической активности и т.д.). Очень часто в качестве синонима глобального потепления употребляют словосочетание «парниковый эффект», но между этими понятиями есть небольшая разница. Парниковый эффект - это увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана вследствие роста в атмосфере Земли концентраций парниковых газов (углекислый газ, метан, водяной пар и т.д.). Эти газы выполняют роль плёнки или стекла теплицы (парника), они свободно пропускают солнечные лучи к поверхности Земли и задерживают тепло, покидающее атмосферу планеты. Более детально этот процесс мы рассмотрим ниже.
Впервые о глобальном потеплении и парниковом эффекте заговорили в 60-ых годах XX века, а на уровне ООН проблему глобального изменения климата впервые озвучили в 1980 году. С тех пор над этой проблемой ломают головы многие учёные, зачастую, взаимно опровергая теории и предположения друг друга.
2. Способы получения информации о климатических изменениях
Существующие технологии позволяют достоверно судить об имеющих место климатических изменениях. Учёные при обосновании своих теорий климатических изменений используют следующие «инструменты»:
Исторические летописи и хроники;
Метеорологические наблюдения;
Спутниковые измерения площади льдов, растительности, климатических зон и атмосферных процессов;
Анализ палеонтологических (останки древних животных и растений) и археологических данных;
Анализ осадочных океанических пород и отложений рек;
Анализ древних льдов Арктики и Антарктиды (соотношение изотопов O16 и О18);
Измерение скорости таяния ледников и вечной мерзлоты, интенсивность образования айсбергов;
Наблюдение за морскими течениями Земли;
Наблюдение за химическим составом атмосферы и океана;
Наблюдение за изменениями ареалов (мест обитания) живых организмов;
Анализ годовых колец деревьев и химического состава тканей растительных организмов.
3. Факты, свидетельствующие о глобальном потеплении
Палеонтологические данные свидетельствуют о том, что климат Земли не был постоянным. Тёплые периоды, сменялись холодными ледниковыми. В тёплые периоды среднегодовая температура Арктических широт поднималась до 7 – 13°С, а температура самого холодного месяца января составляла 4-6 градусов, т.е. климатические условия в нашей Арктике мало отличались от климата современного Крыма. На смену тёплым периодам рано или поздно приходили похолодания, во время которых льды достигали современных тропических широт.
Человек был тоже свидетелем ряда климатических изменений. В начале второго тысячелетия (11-13 века) исторические хроники свидетельствуют о том, что большая площадь Гренландии не была покрыта льдами (именно поэтому норвежские мореплаватели её окрестили «зелёной землёй»). Затем климат Земли стал суровей, и Гренландия практически полностью покрылась льдами. В 15-17 века суровые зимы достигли своего апогея. О суровости зим того времени свидетельствуют многие исторические летописи, а также художественные произведения. Так на известной картине голландского художника Ян Ван Гойена «Конькобежцы» (1641) изображено массовое катание на коньках по каналам Амстердама, в настоящее время каналы Голландии уже давным давно не замерзают. В средневековые зимы замерзала даже река Темза в Англии. В 18 веке было отмечено незначительное потепление, которое достигло своего максимума в 1770 году. 19 век снова ознаменовался очередным похолоданием, которое продолжалось вплоть до 1900 года, а с начала 20 века уже началось довольно таки быстрое потепление. Уже к 1940 году в Гренландском море количество льдов сократилось вдвое, в Баренцевом - почти на треть, а в Советском секторе Арктике площадь льдов в сумме сократилась почти на половину (1 млн. км2). В этот период времени даже обычные суда (не ледоколы) спокойно проплывали северным морским путём от западных до восточных окраин страны. Именно тогда было зафиксировано значительное повышение температуры арктических морей, отмечено значительное отступление ледников в Альпах и на Кавказе. Общая площадь льда Кавказа снизилась на 10%, а толщина льда местами уменьшилась на целые 100 метров. Повышение температуры в Гренландии составило 5°С, а на Шпицбергене все 9°С.
В 1940 потепление сменилось кратковременным похолоданием, в скором времени на смену которого, пришло очередное потепление, а с 1979 года начался быстрый рост температуры поверхностного слоя атмосферы Земли, который вызвал очередное ускорение таяния льдов Арктики, Антарктики и повышение зимних температур в умеренных широтах. Так, за последние 50 лет, толщина арктических льдов уменьшилась на 40%, а жители ряда сибирских городов стали для себя отмечать, что крепкие морозы уже давно остались в прошлом. Средняя зимняя температура в Сибири повысилась почти на десять градусов за последние пятьдесят лет. В некоторых областях России безморозный период увеличился на две-три недели. Ареал обитания многих живых организмов сместился к северу вслед за растущими средними зимними температурами, об этих и других последствиях глобального потепления мы поговорим ниже.Особенно наглядно о глобальных изменениях климата свидетельствуют старые фотографии ледников (все фото сделаны в одном и том же месяце).
Фотографии тающего ледника Pasterze в Австрии в 1875 году (слева) и 2004 году (справа). Фотограф Gary Braasch
Фотографии ледника Agassiz в Национальном парке ледников (Канада) в 1913 и 2005 годах. Фотограф W.C. Alden
Фотографии ледника Grinnell в Национальном парке ледников (Канада) в 1938 и 2005 годах. Фотограф: Mt. Gould.
Тот же ледник Grinnell с другого ракурса, фотографии 1940 и 2004 годов. Фотограф: K. Holzer.
В целом за последние сто лет средняя температура поверхностного слоя атмосферы повысилась на 0,3-0,8°С, площадь снежного покрова в северном полушарии снизилась на 8%, а уровень Мирового океана поднялся в среднем на 10-20 сантиметров. Эти факты вызывают определённую озабоченность. Остановится ли глобальное потепление или дальнейший рост среднегодовой температуры на Земле продолжится, ответ на этот вопрос появится только тогда, когда будут точно установлены причины происходящих климатических изменений.
4. Причины глобального потепления
Гипотеза 1- Причиной глобального потепления является изменение солнечной активности
Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности нашего светила - Солнца. Поэтому даже самые малые изменения активности Солнца непременно сказываются на погоде и климате Земли. Выделяют 11-летние, 22-летние, а также 80-90 летние (Глайсберга) циклы солнечной активности.
Вполне вероятно, что наблюдаемое глобальное потепление связано с очередным ростом солнечной активности, которая в будущем может снова пойти на убыль.
Гипотеза 2 – Причина глобального потепление - изменение угла оси вращения Земли и её орбиты
Югославский астроном Миланкович предположил, что циклические изменения климата во многом связаны с изменением орбиты вращения Земли вокруг Солнца, а также изменением угла наклона оси вращения Земли, по отношению к Солнцу. Подобные орбитальные изменения положения и движения планеты вызывают изменение радиационного баланса Земли, а значит и её климата. Миланкович, руководствуясь своей теорией, вполне точно рассчитал времена и протяжённость ледниковых периодов в прошлом нашей планеты. Климатические изменения, вызванные изменением орбиты Земли, происходят обычно в течение десятков, а то и сотен тысяч лет. Наблюдаемое же в настоящий момент времени относительно быстрое изменение климата, по-видимому, происходит в результате действия ещё каких-то факторов.
Гипотеза 3 - Виновник глобальных климатических изменений - океан
Мировой океан - огромный инерционный аккумулятор солнечной энергии. Он во многом определяет направление и скорость движения тёплых океанических, а также воздушных масс на Земле, которые в сильной степени влияют на климат планеты. В настоящий момент времени мало изучена природа циркуляции тепла в водной толщи океана. Так известно, что средняя температура вод океана составляет 3,5°С, а поверхности суши 15°С, поэтому интенсивность теплообмена между толщей океана и приземным слоем атмосферы может приводить к значительным климатическим изменениям. Кроме того, в водах океана растворено большое количество СО2 (около 140 трлн. тонн, что в 60 раз больше, чем в атмосфере) и ряда других парниковых газов, в результате определённых природных процессов эти газы могут поступать в атмосферу, существенным образом оказывая влияние на климат Земли.
Гипотеза 4 - Вулканическая активность
Вулканическая активность является источником поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и большого количества углекислого газа, что также может значительным образом сказаться на климате Земли. Крупные извержения первоначально сопровождаются похолоданием вследствие поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и частиц сажи. Впоследствии, поступивший в ходе извержения CO2 вызывает рост среднегодовой температуры на Земле. Последующее долговременное снижение вулканической активности способствует увеличению прозрачности атмосферы, а значит и повышению температуры на планете.
Гипотеза 5 - Неизвестные взаимодействия между Солнцем и планетами Солнечной системы
В словосочетании «Солнечная система» не зря упоминается слово «система», а в любой системе, как известно, присутствуют связи между её компонентами. Поэтому не исключено, что взаимное положение планет и Солнца может влиять на распределение и силу гравитационных полей, солнечной энергии, а также других видов энергии. Все связи и взаимодействия между Солнцем, планетами и Землёй пока ещё не изучены и не исключено, что они оказывают значительное влияние на процессы, происходящие в атмосфере и гидросфере Земли.
Гипотеза 6 - Изменение климата может происходить само по себе без каких-либо внешних воздействий и деятельности человека
Планета Земля настолько большая и сложная система с огромным количеством структурных элементов, что её глобальные климатические характеристики могут ощутимо изменяться без всяких изменений солнечной активности и химического состава атмосферы. Различные математические модели показывают, что на протяжении века, колебания температуры приземного слоя воздуха (флуктуации) могут достигать 0,4°С. В качестве сравнения можно привести температуру тела здорового человека, которая варьирует течение дня и даже часа.
Гипотеза 7 - Всему виной человек
Самая популярная на сегодняшний день гипотеза. Высокая скорость климатических изменений, происходящих в последние десятилетия, действительно может быть объяснима всё возрастающей интенсификацией антропогенной деятельности, которая оказывает заметное влияние на химический состав атмосферы нашей планеты в сторону увеличения содержания в ней парниковых газов. Действительно повышение средней температуры воздуха нижних слоёв атмосферы Земли на 0,8°С за последние 100 лет - слишком высокая скорость для естественных процессов, ранее в истории Земли такие изменения происходили в течение тысячелетий. Последние десятилетия добавили ещё большей весомости этому аргументу, так как изменения средней температуры воздуха происходили еще большими темпами — 0,3-0,4°С за последние 15 лет!
Вполне вероятно, что имеющее место в настоящее время глобальное потепление результат действия многих факторов. С остальными гипотезами, происходящего глобального потепления Вы можете ознакомиться здесь.
5.Человек и Парниковый эффект
Приверженцы последней гипотезы, отводят ключевую роль в глобальном потеплении человеку, который кардинальным образом меняет состав атмосферы, способствуя росту парникового эффекта атмосферы Земли.
Парниковый эффект в атмосфере нашей планеты вызван тем, что поток энергии в инфракрасном диапазоне спектра, поднимающийся от поверхности Земли, поглощается молекулами газов атмосферы, и излучается обратно в разные стороны, в результате половина поглощенной молекулами парниковых газов энергии возвращается обратно к поверхности Земли, вызывая её разогрев. Следует отметить, что парниковый эффект - это естественное атмосферное явление. Если бы на Земле вообще не было парникового эффекта, то средняя температура на нашей планеты была бы около -21°С, а так, благодаря парниковым газам, она составляет +14°С. Поэтому, чисто теоретически, деятельность человека, сопряжённая с выбросом парниковых газов в атмосферу Земли, должна приводить к дальнейшему разогреву планеты.
Познакомимся подробнее с парниковыми газами, способными потенциально вызвать глобальное потепление. Парниковым газом номер один является водяной пар, его вклад в существующий атмосферный парниковый эффект составляет 20,6 °С. На втором месте находится СО2, его вклад составляет около 7,2°С. Рост содержания в атмосфере Земли углекислого газа сейчас вызывает наибольшую озабоченность, так как растущее активное использование углеводородов человечеством продолжится и в ближайшем будущем. За последние два с половиной века (с начала индустриальной эры) содержание СО2 в атмосфере уже выросло приблизительно на 30%.
На третьем месте нашего «парникового рейтинга» находится озон, его вклад в общее глобальное потепление составляет 2,4 °С. В отличие от других парниковых газов, деятельность человека наоборот вызывает уменьшение содержания озона в атмосфере Земли. Далее следует закись азота, её вклад в парниковый эффект оценивается в 1,4°С. Содержание закиси азота в атмосфере планеты имеет тенденцию к росту, за последние два с половиной века концентрация этого парникового газа в атмосфере выросла на 17%. Большое количество закиси азота поступает в атмосферу Земли в результате сжигания различных отходов. Список основных парниковых газов завершает метан, его вклад в суммарный парниковый эффект составляет 0,8°С. Содержание метана в атмосфере растёт очень быстро, за два с половиной столетия этот рост составил 150%. Основными источниками метана в атмосфере Земли являются разлагающиеся отходы, крупный рогатый скот, а также распад природных соединений, содержащих в своём составе метан. Особое опасение вызывает то, что способность поглощать инфракрасное излучение на единицу массы у метана в 21 раз выше, чем у углекислого газа.
Наибольшая роль в имеющем место глобальном потеплении отводиться водяному пару и углекислому газу. На их долю приходится более 95% всего парникового эффекта. Именно благодаря этим двум газообразным веществам происходит разогрев атмосферы Земли на 33°С. Антропогенная деятельность оказывает наибольшее влияние на рост в атмосфере Земли концентрации углекислого газа, а содержание водяного пара в атмосфере растёт вслед за температурой на планете, вследствие увеличения испаряемости. Общий техногенный выброс СО2 в атмосферу Земли составляет 1.8 млрд. т/год, общее количество углекислого газа, которое связывает растительность Земли в результате фотосинтеза составляет 43 млрд. т/год, но почти всё это количество углерода в результате дыхания растений, пожаров, процессов разложения снова оказывается в атмосфере планеты и только 45 млн.т/год углерода оказывается депонированной в тканях растений, болотах суши и глубинах океана. Эти цифры показывают, что деятельность человека потенциально может являться ощутимой силой, влияющей на климат Земли.
6. Факторы, ускоряющие и замедляющие глобальное потепление
Планета Земля настолько сложная система, что существует множество факторов, которые прямо или косвенно влияют на климат планеты, ускоряя или замедляя глобальное потепление.
Факторы, ускоряющие глобальное потепление:
Эмиссия CO2, метана, закиси азота в результате техногенной деятельности человека;
Разложение, вследствие повышения температуры, геохимических источников карбонатов с выделением СО2. В земной коре содержится в связанном состоянии углекислого газа в 50000 раз больше, чем в атмосфере;
Увеличение содержания в атмосфере Земли водяного пара, вследствие роста температуры, а значит и испаряемости воды океанов;
Выделение CO2 Мировым океаном вследствие его нагревания (растворимость газов при повышении температуры воды падает). С ростом температуры воды на каждый градус растворимость в ней CO2 падает на 3%. В Мировом океане содержится в 60 раз больше CO2, чем в атмосфере Земли (140 триллионов тонн);
Уменьшение альбедо Земли (отражающей способности поверхности планеты), вследствие таяния ледников, смены климатических зон и растительности. Морская гладь отражает значительно меньше солнечных лучей, чем полярные ледники и снега планеты, горы лишённые ледников, также обладаю меньшим альбедо, продвигающая на север древесная растительность обладает меньшим альбедо, чем растения тундр. За последние пять лет альбедо Земли уже уменьшилось на 2,5%;
Выделение метана при таянии вечной мерзлоты;
Разложение метангидратов - кристаллических льдистых соединений воды и метана, содержащихся в приполярных областях Земли.
Факторы, замедляющие глобальное потепление:
Глобальное потепление вызывает замедление скорости океанических течений, замедление тёплого течения Гольфстрим вызовет снижение температуры в Арктике;
С увеличением температуры на Земле растёт испаряемость, а значит и облачность, которая является определённого рода преградой на пути солнечных лучей. Площадь облачности растет приблизительно на 0,4% на каждый градус потепления;
С ростом испаряемости увеличивается количество выпадающих осадков, что способствует заболачиванию земель, а болота, как известно, являются одними из главных депо CO2;
Увеличение температуры, будет способствовать расширению площади тёплых морей, а значит и расширению ареала моллюсков и коралловых рифов, эти организмы принимают активное участие в депонировании CO2, который идёт на постройку раковин;
Увеличение концентрации CO2 в атмосфере стимулирует рост и развитие растений, которые являются активными акцепторами (потребителями) этого парникового газа.
7. Возможные сценарии глобальных климатических изменений
Глобальные климатические изменения очень сложны, поэтому современная наука не может дать однозначного ответа, что же нас ожидает в ближайшем будущем. Существует множество сценариев развития ситуации.
Сценарий 1 - глобальное потепление будет происходить постепенно
Земля очень большая и сложная система, состоящая из большого количества связанных между собой структурных компонентов. На планете есть подвижная атмосфера, движение воздушных масс которой распределяет тепловую энергию по широтам планеты, на Земле есть огромный аккумулятор тепла и газов - Мировой океан (океан накапливает в 1000 раз больше тепла, чем атмосфера) Изменения в такой сложной системе не могут происходить быстро. Пройдут столетия и тысячелетия, прежде чем можно будет судить об сколько-нибудь ощутимом изменении климата.
Сценарий 2 - глобальное потепление будет происходить относительно быстро
Самый «популярный» в настоящее время сценарий. По различным оценкам за последние сто лет средняя температура на нашей планете увеличилась на 0,5-1°С, концентрация – СО2 возросла на 20-24 %, а метана на 100%. В будущем эти процессы получат дальнейшее продолжение и к концу XXI века средняя температура поверхности Земли может увеличиться от 1,1 до 6,4°С, по сравнению с 1990 годом (по прогнозам IPCC от 1,4 до 5,8°С). Дальнейшее таяние Арктических и Антарктических льдов может ускорить процессы глобального потепления из-за изменения альбедо планеты. По утверждению некоторых учёных, только ледяные шапки планеты за счёт отражения солнечного излучения охлаждают нашу Землю на 2°С, а покрывающий поверхность океана лёд существенно замедляет процессы теплообмена между относительно теплыми океаническим водами и более холодным поверхностным слоем атмосферы. Кроме того, над ледяными шапками практически нет главного парникового газа - водяного пара, так как он выморожен.
Глобальное потепление будет сопровождаться подъёмом уровня мирового океана. С 1995 по 2005 год уровень Мирового океана уже поднялся на 4 см, вместо прогнозируемых 2-ух см. Если уровень Мирового океана в дальнейшем будет подниматься с такой же скоростью, то к концу XXI века суммарный подъём его уровня составит 30 – 50 см, что вызовет частичное затопление многих прибрежных территорий, особенно многонаселённого побережья Азии. Следует помнить, что около 100 миллионов человек на Земле живёт на высоте меньше 88 сантиметров над уровнем моря.
Кроме повышения уровня Мирового океана глобальное потепление влияет на силу ветров и распределение осадков на планете. В результате на планете вырастет частота и масштабы различных природных катаклизмов (штормы, ураганы, засухи, наводнения).
В настоящее время от засухи страдает 2% всей суши, по прогнозам некоторых учёных к 2050 году засухой будет охвачено до 10% всех земель материков. Кроме того, изменится распределение количества осадков по сезонам.
В Северной Европе и на западе США увеличится количество осадков и частота штормов, ураганы будут бушевать в 2-а раза чаще, чем в XX веке. Климат Центральной Европы станет переменчивым, в сердце Европы зимы станут теплее, а лето дождливее. Восточную и Южную Европу, включая Средиземноморье, ждёт засуха и жара.
Сценарий 3 - Глобальное потепление в некоторых частях Земли сменится кратковременным похолоданием
Известно, что одним из факторов возникновения океанических течений является градиент (разница) температур между арктическими и тропическими водами. Таяние полярных льдов способствует повышению температуры Арктических вод, а значит, вызывает уменьшение температурной разницы между тропическими и арктическими водами, что неминуемо, в будущем приведёт к замедлению течений.
Одним из самых известных тёплых течений является Гольфстрим, благодаря которому во многих странах Северной Европы среднегодовая температура на 10 градусов выше, чем в других аналогичных климатических зонах Земли. Понятно, что остановка этого океанического конвейера тепла очень сильно повлияет на климат Земли. Уже сейчас течение Гольфстрим, стало слабее на 30% по сравнению с 1957 годом. Математическое моделирование показало, чтобы полностью остановить Гольфстрим достаточно будет повышения температуры на 2-2,5 градуса. В настоящее время температура Северной Атлантики уже прогрелась на 0,2 градуса по сравнению с 70-ми годами. В случае остановки Гольфстрима среднегодовая температура в Европе к 2010 году понизится на 1 градус, а после 2010 года дальнейший рост среднегодовой температуры продолжится. Другие математические модели «сулят» более сильное похолодание Европе.
Согласно этим математическим расчётам полная остановка Гольфстрима произойдёт через 20 лет, в результате чего климат Северной Европы, Ирландии, Исландии и Великобритании может стать холоднее настоящего на 4-6 градусов, усилятся дожди и участятся шторма. Похолодание затронет также и Нидерланды, Бельгию, Скандинавию и север европейской части России. После 2020-2030 года потепление в Европе возобновится по сценарию №2.
Сценарий 4 - Глобальное потепление сменится глобальным похолоданием
Остановка Гольфстрима и других океанических вызовет глобальное похолодание на Земле и наступление очередного ледникового периода.
Сценарий 5 – Парниковая катастрофа
Парниковая катастрофа – самый «неприятный» сценарий развития процессов глобального потепления. Автором теории является наш учёный Карнаухов, суть её в следующем. Рост среднегодовой температуры на Земле, вследствие увеличения в атмосфере Земли содержания антропогенного CO2, вызовет переход в атмосферу растворённого в океане CO2, а также спровоцирует разложение осадочных карбонатных пород с дополнительным выделением углекислого газа, который, в свою очередь, поднимет температуру на Земле ещё выше, что повлечёт за собой дальнейшее разложение карбонатов, лежащих в более глубоких слоях земной коры (в океане содержится углекислого газа в 60 раз больше, чем в атмосфере, а в земной коре почти в 50 000 раз больше). Ледники будут интенсивно таять, уменьшая альбедо Земли. Такое быстрое повышение температуры будет способствовать интенсивному поступлению метана из тающей вечной мерзлоты, а повышение температуры до 1,4-5,8°С к концу столетия будет способствовать разложению метангидратов (льдистых соединений воды и метана), сосредоточенных преимущественно в холодных местах Земли. Если учесть, что метан, является в 21 раз более сильным парниковым газом, чем CO2 рост температуры на Земле будет катастрофическим. Чтобы лучше представить, что будет с Землёй лучше всего обратить внимание на нашего соседа по солнечной системе - планету Венера. При таких же параметрах атмосферы, как на Земле, температура на Венере должна быть выше Земной всего на 60°С (Венера ближе Земли к Солнцу) т.е. быть в районе 75°С, в реальности же температура на Венере почти 500°С. Большинство карбонатных и метано-содержащих соединений на Венере давным давно были разрушены с выделением углекислого газа и метана. В настоящее время атмосфера Венеры состоит на 98% из СО2, что приводит к увеличению температуры планеты почти на 400°С
Если глобальное потепление пойдёт по такому же сценарию, как на Венере, то температура приземных слоев атмосферы на Земле может достигнуть 150 градусов. Повышение температуры Земли даже на 50°С поставит крест, на человеческой цивилизации, а увеличение температуры на 150°С вызовет гибель почти всех живых организмов планеты.
По оптимистическому сценарию Карнаухова, если количество, поступающего в атмосферу CO2, останется на прежнем уровне, то температура 50°С, на Земле установится через 300 лет, а 150°С через 6000 лет. К сожалению, прогресс не остановить, с каждым годом объёмы выбросов CO2 только растут. По реалистическому сценарию, согласно которому выброс CO2 будет расти с такой же скоростью, удваиваясь каждые 50 лет, температура 502 на Земле уже установится через 100 лет, а 150°С через 300 лет.
8. Последствия глобального потепления
Увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы будет сильнее ощущаться над материками, чем над океанами, что в будущем вызовет коренную перестройку природных зон материков. Смещение рада зон в Арктические и Антарктические широты отмечается уже сейчас.
Зона вечной мерзлоты уже сместилась к северу на сотни километров. Некоторые учёные утверждают, что вследствие быстрого таяния вечной мерзлоты и повышения уровня Мирового океана, в последние годы Ледовитый океан наступает на сушу со средней скоростью 3-6 метров за лето, а на арктических островах и мысах высокольдистые породы разрушаются и поглощаются морем в теплый период года со скоростью до 20-30 метров. Исчезают полностью целые арктические острова; так уже в 21 веке исчезнем остров Муостах вблизи устья реки Лены.
При дальнейшем увеличении среднегодовой температуры приземного слоя атмосферы, тундра может практически полностью исчезнуть на Европейской части России и сохранится только лишь на арктическом побережье Сибири.
Зона тайги сместиться к северу на 500-600 километров и сократиться по площади почти на треть, площадь лиственных лесов увеличится в 3-5 раз, и если будет позволять увлажнение, пояс лиственных лесов будет простираться непрерывной полосой от Балтики до Тихого океана.
Лесостепи и степи также продвинутся на север и покроют Смоленскую, Калужскую, Тульскую, Рязанскую области, вплотную подступив к южным границам Московской и Владимирской областям.
Глобальное потепление затронет и места обитания животных. Смена ареалов обитания живых организмов уже отмечается во многих уголках Земного шара. В Гренландии уже стал гнездиться сизоголовый дрозд, в субарктической Исландии появились скворцы и ласточки, в Британии появилась белая цапля. Особенно сильно заметно потепление арктических океанических вод. Теперь многие промысловые рыбы встречаются там, где их раньше не было. В водах Гренландии появилась треска и сельдь в количестве достаточном для осуществления их промышленного лова, в водах Великобритании - обитатели южных широт: красная форель, большеголовая черепаха, в дальневосточном заливе Петра Великого - тихоокеанская сардина, а в Охотском море появилась скумбрия и сайра. Ареал бурого медведя в Северной Америке уже продвинулся на север до такой степени, что стали появляться гибриды белых и бурых медведей, а в южной части своего ареала бурые медведи и вовсе перестали впадать в спячку.
Повышение температуры создаёт благоприятные условия для развития болезней, чему способствуют не только высокая температура и влажность, но и расширение ареала обитания ряда животных – переносчиков болезней. К середине 21 века ожидается, что заболеваемость малярией вырастет на 60%. Усиленное развитие микрофлоры и нехватка чистой питьевой воды будет способствовать росту инфекционных кишечных заболеваний. Быстрое размножение микроорганизмов в воздухе может увеличить заболеваемость астмой, аллергией и различными респираторными болезнями.
Благодаря глобальным климатическим изменениям ближайшие пол века могут оказаться последними в жизни многих видов живых организмов. Уже сейчас белые медведи, моржи и тюлени лишаются важного компонента их среды обитания - арктического льда.
Глобальное потепление для нашей страны влечёт за собой как плюсы, так и минусы. Зимы станут менее суровыми, земли с пригодным для земледелия климатом продвинутся дальше на север (в Европейской части России до Белого и Карского морей, в Сибири до Северного полярного круга), во многих районах страны станет возможным выращивание более южных культур и раннее созревание прежних. Ожидается, что к 2060 году средняя температура в России достигнет 0 градуса по Цельсию, сейчас она пока составляет в -5,3°С.
Не предсказуемые последствия повлечёт за собой таяние вечной мерзлоты, как известно вечная мерзлота покрывает 2/3 площади России и 1/4 площади всего Северного полушария. На вечной мерзлоте Российской Федерации стоит множество городов, проложено тысячи километров трубопроводов, а также автомобильных и железных дорог (80% БАМа проходит по вечной мерзлоте). Таяние мерзлоты может сопровождаться значительными разрушениями. Большие территории могут стать не пригодными для жизни человека. Некоторые учёные высказывают опасение, что Сибирь может вообще оказаться отрезанной от Европейской части России и стать объектом притязаний других стран.
Другие страны мира тоже ждут кардинальные перемены. В целом, согласно большинству моделей, зимой ожидается рост осадков в высоких широтах (выше 50° северной и южной широты), а также и в умеренных широтах. В южных широтах наоборот ожидается снижение количества выпадающих осадков (до 20%), особенно, в летний период. Страны Южной Европы, промышляющие туризмом, ожидают большие экономические потери. Летняя засушливая жара и зимние ливневые дожди поубавят «пыл» у желающих отдохнуть в Италии, Греции, Испании и Франции. Для многих других стран, живущих за счёт туристов, тоже наступят далеко не лучшие времена. Любителей покататься на горных лыжах в Альпах ждёт разочарование, со снегом в горах будет «напряжёнка». Во многих странах мира условия жизни значительно ухудшаться. По оценкам ООН, к середине XXI века в мире будет насчитываться до 200 миллионов климатических беженцев.
9. Способы предотвращения глобального потепления
Есть мнение, что человек в будущем попытается взять климат Земли под свой контроль, насколько это будет успешно, покажет время. Если человечеству это не удастся, и он не изменит свой образ жизни, то вид Homo sapiens ожидает участь динозавров.
Уже сейчас передовые умы размышляют над тем, как нивелировать процессы глобального потепления. Предлагаются такие оригинальные способы предотвращения глобального потепления, как выведение новых сортов растений и пород деревьев, листья которых обладают более высоким альбедо, покраска крыш в белый цвет, установка зеркал на околоземной орбите, укрытие от солнечных лучей ледников и т.д. Много усилий тратится на замену традиционных видов энергии, основанной на сжигании углеродного сырья, на не традиционные, такие как производство солнечных батарей, ветряков, строительство ПЭС (приливных электростанций), ГЭС, АЭС. Предлагаются оригинальные не традиционные способы получения энергии такие, как использование тепла человеческих тел для обогрева помещений, использование солнечного света для предотвращения появления гололёда на дорогах, а также ряд других. Энергетический голод и страх перед угрожающим глобальным потеплением творит чудеса с человеческим мозгом. Новые и оригинальные идеи рождаются, чуть ли не каждый день.
Не малое внимание уделяется рациональному использованию энергоресурсов.
Для уменьшения выбросов CO2 в атмосферу, улучшается КПД двигателей, выпускаются гибридные автомобили.
В будущем планируется уделять большое внимание улавливанию парниковых газов при производстве электроэнергии, а также непосредственно из атмосферы путём захоронения растительных организмов, использования хитроумных искусственных деревьев, закачки углекислого газа на многокилометровую глубину океана, где он будет растворяться в водной толще. Большинство перечисленных способов «нейтрализации» CO2 очень дороги. В настоящее время стоимость улавливания одной тонны СО2 составляет приблизительно 100-300 долларов, что превышает рыночную стоимость тонны нефти, а если учесть, что при сгорании одной тонны приблизительно образуется три тонны CO2, то многие способы связывания углекислого газа оказываются пока не актуальными. Предлагавшиеся ранее способы депонирования углерода с помощью высадки деревьев признаются несостоятельными в связи с тем, бОльшая часть углерода в результате лесных пожаров и разложения органики поступает обратно в атмосферу.
Особое внимание уделяется разработке законодательных нормативов, направленных на снижение выброса парниковых газов. В настоящее время многими странами мира были приняты Рамочная конвенция ООН об изменении климата (1992) и Киотский протокол (1999). Последний не был ратифицирован рядом стран, на которые приходится львиная доля выброса CO2. Так на долю США приходится около 40% от всех выбросов (в последнее время появилась информация, что Китай обогнал США по объёмам выброса CO2). К сожалению, пока человек во главу угла будет ставить собственное благосостояние, прогресса в решении вопросов глобального потепления не предвидится.
Глобальное потепление когда-то было необычным термином, используемым учеными, которые все больше беспокоились о воздействии загрязнения на долгосрочные погодные условия. Сегодня идея глобального потепления на земле хорошо известна, но не совсем понятна.
Нет ничего необычного в том, что кто-то жалуется на жаркий день и замечает: «это глобальное потепление.»
Ну, разве это так? В этой статье мы узнаем, что такое глобальное потепление, что вызывает, каковы текущие и могут быть будущие последствия. Хотя существует научный консенсус по глобальному потеплению, некоторые не уверены, что это то, о чем нам нужно беспокоиться.
Мы рассмотрим некоторые предлагаемые изменения, проводимые учеными, связанные со сдерживанием глобального потепления и критическими замечаниями и озабоченностями, связанными с этим явлением.
Глобальное потепление климата представляет собой значительное повышение температуры на Земле за относительно короткий период времени в результате деятельности человека.
В частности, увеличение на 1 и более градусов по Цельсию на срок от ста до двухсот лет, будет рассматриваться как глобальное потепление Земли. В течение одного столетия увеличение даже на 0,4 градуса Цельсия было бы значительным.
Чтобы понять, что это значит, давайте начнем с анализа разницы между погодой и климатом.
Что такое погода и климат
Погода местная и краткосрочная. Если снег выпадает в городе, где вы живете в следующий вторник — это погода.
Климат является долгосрочным и не относится к одной небольшой локации. Климат района — это средние погодные условия в регионе в течение длительного периода времени.
Если в той части, в которой вы живете, есть холодные зимы с большим количеством снега, это климат для региона, в котором вы живете. Мы знаем, например, что в некоторых районах зимы были холодными и снежными, поэтому известно чего вообще ожидать.
Важно понимать, что когда мы говорим о долгосрочном климате, мы имеем в виду действительно долгосрочный. Даже несколько сотен лет является довольно краткосрочным, когда дело доходит до климата. На самом деле, иногда занимает десятки тысяч лет. Это означает, что если вам посчастливится иметь зиму, которая не такая холодная как обычно, с небольшим количеством снега или даже двумя или тремя такими зимами подряд — это не изменение климата. Это просто аномалия — событие, которое выходит за рамки обычного статистического диапазона, но не представляет никаких постоянных долгосрочных изменений.
Факты о глобальном потеплении
Также важно понимать и знать факты о глобальном потеплении так как даже небольшие изменения климата могут иметь серьезные последствия.
- Когда ученые говорят о «Ледниковом периоде», вы, вероятно, представляете себе мир, замерзший, покрытый снегом и страдающий от холодных температур. На самом деле, во время последнего Ледникового периода (ледниковые периоды повторяются примерно каждые 50 000-100 000 лет), средняя температура земли была только на 5 градусов Цельсия прохладнее, чем современные средние температуры.
- Глобальное потепление климата представляет собой значительное повышение температуры Земли за относительно короткий период времени в результате деятельности человека.
- В частности, увеличение на 1 и более градусов по Цельсию на срок от ста до двухсот лет, будут рассматриваться глобальным потеплением.
- В течение одного столетия увеличение даже на 0,4 градуса Цельсия было бы значительным.
- Ученые определили, что Земля согрелась на 0,6 градусов Цельсия между 1901 и 2000.
- Из последних 12 лет 11 вошли в число самых теплых лет с 1850 года. был 2016.
- Тенденция потепления последних 50 лет почти вдвое превышает тенденцию последних 100 лет, что означает то что темпы потепления увеличиваются.
- Температура океана увеличилась, по крайней мере, до глубины 3000 метров; океан поглощает более 80 процентов всего тепла, добавленного в климатическую систему.
- Ледники и снежный покров уменьшились в регионах как в Северном, так и в Южном полушариях, что способствовало повышению уровня моря.
- Средние арктические температуры увеличились почти в два раза по сравнению со средними глобальными показателями за последние 100 лет.
- Площадь, покрытая замерзшими землями в Арктике, сократилась примерно на 7 процентов с 1900 года, а сезонное сокращение составило до 15 процентов.
- В восточных регионах Северной и Южной Америки, Северной Европы и в некоторых частях Азии наблюдался рост осадков; в других регионах, таких, как Средиземноморье и южная часть Африки, наблюдается тенденция к засыханию.
- Засухи более интенсивны, длятся дольше и покрывают большие площади, чем в прошлом.
- Были значительные изменения в экстремальных температурах — жаркие дни и волны жары были более частыми пока холодные дни и ночи были более менее частыми.
- Хотя ученые не наблюдали увеличения числа тропических штормов, они наблюдали увеличение интенсивности таких штормов в Атлантическом океане, коррелирующие с повышением температуры поверхности океана.
Естественные изменения климата
Ученые определили, что Земле необходимы тысячи лет для того чтобы нагреваться или охлаждаться на 1 градус естественно. В дополнение к повторяющимся циклам Ледникового периода, климат Земли может меняться из-за вулканической активности, различий в жизни растений, изменений в количестве радиации от солнца и естественных изменений в химии атмосферы.
Глобальное потепление на Земле вызвано увеличением парникового эффекта.
Парниковый эффект сам по себе позволяет нашей планете оставаться достаточно теплой для жизни.
Хотя это не идеальная аналогия, но можно думать о Земле, как о своем автомобиле, находящимся на стоянке в солнечный день. Вероятно, заметили, что в салоне автомобиля всегда намного жарче, чем температура снаружи, если автомобиль простоял на солнце некоторое время. Солнечные лучи проникают через окна автомобиля. Часть тепла от солнца поглощается сиденьями, приборной панелью, ковровым покрытием и ковриками. Когда эти объекты высвобождают это тепло, оно не все выходит через окна. Некоторое тепло отражаются обратно. Тепло, излучаемое сиденьями, отличается длиной волны от солнечного света, который проник через окна в первую очередь.
Таким образом, определенное количество энергии входит и меньше энергии уходит. Результатом является постепенное повышение температуры внутри автомобиля.
Суть парникового эффекта
Парниковый эффект и его суть намного сложнее, чем температура на солнце внутри салона автомобиля. Когда солнечные лучи попадают в атмосферу и на поверхность Земли, примерно 70 процентов энергии остается на планете, поглощенной землей, океанами, растениями и другими вещами. Остальные 30 процентов отражаются в пространстве облаками, снежными полями и другими отражающими поверхностями. Но даже 70 процентов, которые проходят, не остаются на земле навсегда (иначе Земля станет пылающим огненным шаром). Океаны и земные массы Земли в конечном итоге излучают тепло. Часть этого тепла попадает в космос. Остальная часть поглощается и попадает на определенные части атмосферы, такие как углекислый газ, газ метан и водяной пар. Эти компоненты в нашей атмосфере поглощают все тепло, что они излучают. Тепло, которое не проникает через земную атмосферу, удерживает планету теплее, чем в космическом пространстве, потому что через атмосферу поступает больше энергии, чем выходит. Это суть парникового эффекта, который держит землю в тепле.
Земля без парникового эффекта
Как бы выглядела Земля, если бы вообще не было никакого парникового эффекта? Это, вероятно, будет очень похоже на Марс. Марс не имеет достаточно густой атмосферы, чтобы отразить достаточно тепла обратно на планету, поэтому там становится очень холодно.
Некоторые ученые предположили, что если осуществить и мы могли бы терраформировать поверхность Марса, отправив «заводы», которые будут извергать водяной пар и углекислый газ в воздух. Если достаточно материала может быть создано, атмосфера может начать достаточно сгущаться, чтобы сохранить больше тепла и позволить растениям жить на поверхности. Как только растения распространились бы по Марсу, они начали бы производить кислород. Через несколько сотен или тысяч лет на Марсе действительно может быть среда, в которой люди могут просто ходить благодаря парниковому эффекту.
Парниковый эффект происходит из-за определенных природных веществ в атмосфере. К сожалению, с момента промышленной революции люди изливали в воздух огромное количество этих веществ. Основные -углекислый газ, закись азота, метан.
Углекислый газ (СО2) бесцветный газ представляющий субпродукт сгорания органического содержания. Он составляет менее 0,04 процента атмосферы Земли, большая часть которого была заложена вулканической активностью очень рано в жизни планеты. Сегодня человеческая деятельность перекачивает огромные объемы СО2 в атмосферу, что приводит к общему увеличению концентрации углекислого газа. Эти повышенные концентрации считаются основным фактором глобального потепления, поскольку углекислый газ поглощает инфракрасное излучение. Большая часть энергии, которая выходит из атмосферы Земли, приходит в этой форме, поэтому дополнительный CO2 означает большее поглощение энергии и общее повышение температуры планеты.
Концентрация углекислого газа, измеренная на самом большом вулкане Земли Мауна-Лоа, Гавайи сообщает, что выбросы углекислого газа во всем мире возросли с около 1 миллиарда тонн в 1900 году до около 7 миллиардов тонн в 1995 году. также отмечает, что средняя температура поверхности Земли возросла с 14,5 градуса С в 1860 году до 15,3 градуса С в 1980 году.
Доиндустриальное количество CO2 в атмосфере Земли составляло около 280 частей на миллион, что означает, что для каждого миллиона молекул сухого воздуха 280 из них были CO2. В отличие от уровня 2017 года СО2 доля которого составляет 379 мг.
Закись азота (N2O) является еще одним важным парниковым газом. Хотя объемы, высвобождаемые в результате деятельности человека, не так велики, как количество CO2, закись азота поглощает гораздо больше энергии, чем CO2 (примерно в 270 раз больше). По этой причине усилия по сокращению выбросов парниковых газов сосредоточены также на N2O. Использование большого количества азотных удобрений на посевах высвобождает закись азота в больших количествах, а также является побочным продуктом горения.
Метан — горючий газ, и он является основным компонентом природного газа. Метан возникает естественным путем через разложение органического материала и часто встречается в виде «болотного газа».
Искусственные процессы производят метан несколькими способами:
- Путем извлечения его от угля
- От крупных стад скота (т. е. пищеварительных газов)
- От бактерий в рисовых полях
- Разложение мусора на полигонах
Метан действует так же, как углекислый газ в атмосфере, поглощая инфракрасную энергию и сохраняя тепловую энергию на Земле. Концентрация метана в атмосфере в 2005 году составляла 1774 части на миллиард. Хотя в атмосфере не так много метана, как углекислого газа, метан может поглощать и выделять в двадцать раз больше тепла, чем CO2. Некоторые ученые даже предполагают, что крупномасштабное выделение метана в атмосферу (например, из-за высвобождения огромных кусков метанового льда, запертых под океанами) могло бы создать короткие периоды интенсивного глобального потепления, которые привели к некоторым массовым вымираниям в далеком прошлом планеты.
Концентрации углекислого газа и метана
Концентрации углекислого газа и метана в 2018 году превысили их естественные пределы за последние 650 000 лет. Большая часть этого увеличения концентрации обусловлена сжиганием ископаемого топлива.
Ученые знают, что среднее падение всего на 5 градусов по Цельсию за тысячи лет может вызвать ледниковый период.
- Если температура увеличится
Так что же произойдет, если средняя температура Земли увеличится на несколько градусов всего за несколько сотен лет? Нет четкого ответа. Даже краткосрочные прогнозы погоды никогда не являются абсолютно точными, потому что погода является сложным явлением. Когда дело доходит до долгосрочных климатических прогнозов, все, что мы можем управлять это догадки, основанные на знании климата через историю.
Однако можно констатировать, что ледники и шельфовые ледники по всему миру тают . Потеря больших площадей льда на поверхности может ускорить глобальное потепление Земли, потому что меньше энергии солнца будет отражаться. Непосредственным результатом таяния ледников станет повышение уровня моря. Первоначально повышение уровня моря будет составлять всего лишь 3-5 сантиметров. Даже незначительное повышение уровня моря может вызвать проблемы наводнений в низменных прибрежных районах. Однако, если Западно-Антарктический Ледовый покров растает и рушится в море, он поднимет уровень моря на 10 метров и многие прибрежные районы полностью исчезнут под океаном.
Прогнозы исследований указывают на повышение уровня моря
По оценкам ученых, уровень моря поднялся в 20 веке на 17 сантиметров. Ученые прогнозируют повышение уровня моря на протяжении 21-го века, причем уровни возрастают от 17 до 50 сантиметров к 2100 году. Ученые пока не могут рассмотреть изменения в потоке льда в этих прогнозах из-за отсутствия научных данных. Уровни моря, вероятно, будут больше, чем диапазон прогнозов, но мы не можем быть уверены в том, насколько много до тех пор, пока не будет собрано больше данных о влиянии глобального потепления на ледовые потоки.С повышением общей температуры океана такие океанические штормы, как тропические штормы и ураганы, которые получают свою ожесточенную и разрушительную энергию от теплых вод, через которые они проходят, могут увеличить силу.
Если повышение температуры коснется ледников и ледяных шельфов, могут ли полярные ледовые шапки оказаться под угрозой таяния и подъема океанов?
Влияние водяного пара и других парниковых газов
Водяной пар является наиболее распространенным парниковым газом, но он чаще всего является результатом климатических изменений, а не антропогенных выбросов. Вода или влага на поверхности Земли поглощает тепло от солнца и окружающей среды. Когда достаточная жара была поглощена, некоторые из молекул жидкости могут иметь достаточную энергию для того, чтобы испариться и начать подниматься в атмосферу как пар. Как пар поднимается все выше и выше, температура окружающего воздуха становится ниже и ниже. В конце концов, пар теряет достаточно тепла для окружающего воздуха, чтобы позволить ему вернуться в жидкость. Гравитационное притяжение земли затем заставляет жидкость «падать» вниз, завершая цикл. Этот цикл также называется «положительной обратной связью.»
Водяной пар труднее измерить, чем другие парниковые газы и ученые не уверены в том, какую именно роль он играет в глобальном потеплении Земли. Ученые считают, что существует корреляция между увеличением углекислого газа в нашей атмосфере и увеличением водяного пара.
Так как водяной пар увеличивается в атмосфере, его большее количество в конечном итоге конденсировались в облака, которые более способны отражать солнечное излучение (что позволяет меньше энергии, чтобы достичь земной поверхности и нагревают ее).
Находятся ли полярные ледовые шапки в опасности таяния и подъема океанов? Это может произойти, но никто не знает, когда это может произойти.
Основной ледяной покров земли — Антарктида на Южном полюсе, где около 90 процентов мирового льда и 70 процентов пресной воды. Антарктида покрыта льдом в среднем 2133 м толщиной.
Если все льды Антарктиды растают, уровень моря во всем мире поднимется примерно на 61 метр. Но средняя температура воздуха в Антарктиде составляет -37 ° с, поэтому лед там не подвергается опасности таяния.
На другом конце мира, на Северном полюсе, лед не такой толстый, как на Южном полюсе. Лед плавает в Северном Ледовитом океане. Если он растает, то уровень моря не пострадает.
Существует значительное количество льда, покрывающего Гренландию, что добавит еще 7 метров к океанам, если он растает. Поскольку Гренландия ближе к экватору, чем Антарктида, температуры там выше, поэтому лед, скорее всего, тает. Ученые из университетов говорят, что потери льда в Антарктиде и Гренландии в совокупности составляют примерно 12 процентов повышения уровня моря.
Но может быть и менее драматичная причина, чем таяние полярного льда для более высокого уровня океана — более высокая температура воды.
Вода наиболее плотная при 4 градусах Цельсия.
Выше и ниже этой температуры плотность воды уменьшается (тот же вес воды занимает больше пространства). Так как общая температура воды увеличивается, она естественным образом немного расширяется заставляя океаны подняться.
Менее резкие изменения произошли бы по всему миру, поскольку средние температуры увеличились бы. В районах с умеренным климатом с четырьмя сезонами вегетационный период будет более продолжительным с большим количеством осадков. Это может быть полезно во многих отношениях для этих областей. Однако менее умеренные районы мира, скорее всего, увидят повышение температуры и резкое снижение осадков, что приведет к длительным засухам и потенциально создаст пустыни.
Поскольку климат Земли настолько сложен, никто не уверен, насколько изменение климата и одного региона повлияет на другие регионы. Некоторые ученые теоретически полагают, что уменьшение морского льда в Арктике может уменьшить снегопад, потому что арктические холодные фронты будут менее интенсивными. Это может повлиять на все, от сельскохозяйственных угодий до лыжной промышленности.
Каковы последствия
Наиболее разрушительные последствия глобального потепления, а также самые трудные для прогнозирования — это реакция живых экосистем мира. Многие экосистемы очень тонкие, и малейшее изменение может убить несколько видов, а также любые другие виды, которые зависят от них. Большинство экосистем взаимосвязаны, поэтому цепная реакция воздействия может быть неизмеримой. Результаты могут быть чем-то вроде леса, постепенно отмирающего и превращающегося в пастбища или умирающие целые коралловые рифы.
Многие виды растений и животных адаптировались, чтобы справиться с изменением климата, но многие из них вымерли .Некоторые экосистемы уже резко меняются в связи с изменением климата. Американские климатологи сообщают, что большая часть того, что когда-то было тундрой в Северной Канаде, превращается в леса. Они также заметили, что переход от тундры к лесу не линейный. Вместо этого, кажется, что изменение происходит скачкообразно.
Человеческие издержки и последствия глобального потепления трудно поддаются количественной оценке. Тысячи жизней в год могут быть потеряны, поскольку пожилые люди или больные страдают от теплового удара и других травм, связанных с теплом. Бедные и слаборазвитые страны будут страдать от наихудших последствий, поскольку у них не будет финансовых ресурсов для решения проблем, связанных с повышением температуры. Огромное количество людей может умереть от голода, если уменьшение осадков ограничивает рост урожая и от болезней, если прибрежное наводнение приводит к широко распространенной болезни, передаваемой через воду.
Подсчитано, что фермеры теряют около 40 млн. тонн зерновых, как пшеница, ячмень и кукуруза каждый год. Ученые обнаружили, что повышение средней температуры на 1 градус приводит к снижению урожайности на 3-5%.
Является ли глобальное потепление реальной проблемой?
Несмотря на научный консенсус по этому вопросу, некоторые люди вообще не думают, что происходит глобальное потепление. Есть несколько причин для этого:
Они не думают, что данные показывают измеримую тенденцию к росту глобальных температур, либо потому, что у нас нет достаточно долгосрочных исторических климатических данных, либо потому, что данные, которые у нас есть, недостаточно ясны.
Некоторые ученые считают, что данные неправильно интерпретируются людьми, которые уже обеспокоены глобальным потеплением. То есть эти люди ищут доказательства глобального потепления в статистике, вместо того, чтобы смотреть на доказательства объективно и пытаться понять, что это значит.
Некоторые утверждают, что любое повышение глобальных температур, которое мы наблюдаем, может быть естественным изменением климата или это может быть связано с другими факторами, чем парниковые газы.
Большинство ученых признают, что глобальное потепление на Земле, похоже, действительно происходит, но некоторые не верят, что это что-то беспокоит. Эти ученые говорят, что Земля более устойчива к климатическим изменениям такого масштаба, чем мы думаем. Растения и животные будут адаптироваться к тонким сдвигам в погодных условиях, и вряд ли что-то катастрофическое произойдет в результате глобального потепления. Несколько более длинные сезоны вегетации, изменения уровней осадков и более сильная погода, по их мнению, обычно не катастрофичны. Они также утверждают, что экономический ущерб, причиненный сокращением выбросов парниковых газов, будет гораздо более пагубным для человека, чем любое из последствий глобального потепления.
В некотором смысле, научный консенсус может быть спорным моментом. Реальная власть осуществить значительные изменения находится в руках тех, кто проводит национальную и глобальную политику. Политики многих стран неохотно предлагают и вводят изменения, потому что они чувствуют, что затраты могут перевесить любые риски, связанные с глобальным потеплением.
Некоторые общие проблемы политики в области климата:
- Изменение политики в области выбросов и производства углерода может привести к потере рабочих мест.
- Индия и Китай, которые продолжают в значительной степени полагаться на уголь в качестве своего основного источника энергии, будут продолжать вызывать экологические проблемы.
Поскольку научные доказательства касаются скорее вероятностей, чем определенностей, мы не можем быть уверены в том, что поведение человека способствует глобальному потеплению, что наш вклад является значительным или что мы можем сделать что угодно, чтобы исправить это.
Некоторые считают, что технологии найдут способ вытащить нас из бардака глобального потепления, поэтому любые изменения в нашей политике в конечном счете будут ненужными и причинят больше вреда, чем пользы.
Какой правильный ответ? Это может быть трудно понять. Большинство ученых скажут вам, что глобальное потепление климата реально и что оно, вероятно, нанесет какой-то вред, но масштабы проблемы и опасность, создаваемая его последствиями, широко открыты для обсуждения.
