– это установленное в течение XX-XXI вв. прямыми инструментальными наблюдениями глобальное и региональное потепление климата под влиянием природных и антропогенных факторов.
Существуют две точки зрения, определяющие основные причины глобального потепления климата.
Согласно первой точки зрения , постиндустриальное потепление (повышение среднеглобальной температуры за последние 150 лет на 0,5-0,7 °С) является природным процессом и по амплитуде и скорости сопоставимо с теми параметрами колебаний температуры, которые имели место в отдельные интервалы голоцена и позднеледниковья. Утверждается, что колебание температуры и вариации концентрации парниковых газов в современную климатическую эпоху не превышают амплитуды изменчивости значений климатических параметров, имевших место в истории Земли на протяжении последних 400 тыс. лет.
Второй точки зрения придерживаются большинство исследователей, которые объясняют глобальное потепление климата антропогенным накоплением парниковых газов в атмосфере - диоксида углерода СО 2 , метана СН 4 , закиси азота N 2 О, озона, фреонов, тропосферного озона О 3 , а также некоторых других газов и паров воды. Вклад в парниковый эффект (в %) диоксида углерода - 66 %, метана - 18, фреонов - 8, оксида - 3, остальных газов - 5 %. Согласно данным, концентрации парниковых газов в воздухе увеличились с доиндустриального времени (1750): СО 2 с 280 до почти 360 ppmv, СН 4 от 700 до 1720 ppmv, a N 2 О с около 275 до почти 310 ppmv. Главным источником СО 2 являются промышленные выбросы. В конце XX в. человечество сжигало ежегодно 4,5 млрд. т угля, 3,2 млрд. т нефти и нефтепродуктов, а также природный газ, торф, горючие сланцы и дрова. Все это превратилось в углекислый газ, содержание которого в атмосфере возросло с 0,031 % в 1956 году до 0,035 % в 1992 году и продолжает расти.
Резко увеличились выбросы в атмосферу и другого парникового газа - метана. Метан до начала XVIII в. имел концентрации близкие к 0,7 ppmv, но за последние 300 лет наблюдается его сначала медленный, а затем ускоряющийся рост. Сегодня скорость роста концентрации СО 2 составляет 1,5-1,8 ppmv/год, а концентрации СН 4 - 1,72 ppmv/год. Скорость роста концентрации N 2 О - в среднем 0,75 ppmv/год (за период 1980-1990 годы). Резкое потепление глобального климата началось в последней четверти XX в., которое в бореальных областях сказывалось в уменьшении количества морозных зим. Средняя температура приземного слоя воздуха за последние 25 лет возросла на 0,7 °С. В экваториальной зоне она не изменилась, но чем ближе к полюсам, тем потепление заметнее. Температура подледной воды в районе Северного полюса возросла почти на 2 °С, вследствие чего началось подтаивание льда снизу. За последние сто лет среднемировая температура повысилась почти на один градус по Цельсию. Однако основная часть этого потепления пришлась на период до конца 1930-х годов. Затем, примерно с 1940 по 1975 годы, наблюдалось снижение приблизительно на 0,2 °С. С 1975 года температура опять стала подниматься (максимальный прирост в 1998 и 2000 годы). Глобальное потепление климата проявляется в Арктике в 2-3 раза сильнее, чем на остальной части планеты. Если нынешние тенденции сохранятся, то уже через 20 лет из-за уменьшения ледяного покрытия Гудзонский залив может стать непригодным для обитания полярных медведей. А к середине века навигация по Северному морскому пути может увеличиться до 100 дней в году. Сейчас она длится около 20 дней. Исследования основных особенностей климата за последние 10-15 лет показали, что этот период является самым теплым и влажным не только за последние 100 лет, но и за последние 1000 лет.
Факторами, реально определяющими глобальное изменение климата, являются:
Прогнозы изменения глобального климата в XXI в. показывают следующее.
Температура воздуха. По ансамблю прогнозных моделей МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) среднее глобальное потепление климата составит 1,3 °С к середине XXI в. (2041-2060) и 2,1 °С к его концу (2080-2099). На территории России в разные сезоны температура изменится в достаточно широких пределах. На фоне общего глобального потепления наибольшее повышение приземной температуры в XXI в. будет зимой в Сибири и на Дальнем Востоке. Повышение температуры вдоль побережья Северного Ледовитого океана составит 4 °С в середине XXI в. и 7-8 °С в его конце.
Атмосферные осадки. По ансамблю моделей МГЭИК МОЦАО средние оценки глобального роста среднегодовых осадков составляют 1,8 % и 2,9 % соответственно для середины и конца XXI в. Среднегодовой рост осадков на всей территории России значительно превысит указанные глобальные изменения. На многих российских водосборах осадки возрастут не только зимой, но и летом. В теплое время года рост осадков окажется заметно меньшим и будет наблюдаться в основном в северных регионах, в Сибири и на Дальнем Востоке. Летом усилятся преимущественно конвективные осадки, что указывает на возможность увеличения повторяемости ливней и связанных с ними экстремальных режимов погод. Летом в южных регионах Европейской территории России и на Украине количество осадков уменьшится. Зимой на европейской части России и в ее южных регионах увеличится доля жидких осадков, а в Восточной Сибири и на Чукотке возрастет количество твердых. В результате уменьшится масса накопленного за зиму снега на западе и юге России и, соответственно, дополнительное накопление снега в центральной и восточной Сибири. В то же время для числа дней с осадками произойдет увеличение их изменчивости в XXI в. по сравнению с XX в. Значительно возрастет вклад наиболее сильных осадков.
Баланс воды в почве. При потеплении климата вместе с ростом осадков в теплое время года усилится испарение с поверхности суши, что приведет к заметному уменьшению влагосодержания деятельного слоя почвы и стока на всей рассматриваемой территории. По разности осадков и испарения, рассчитанной для современного климата и климата XXI в., можно определить суммарное изменение влагосодержания слоя почвы и стока, которые, как правило, имеют один и тот же знак (т.е. при уменьшении влажности почвы происходит и уменьшение суммарного стока и наоборот). В регионах, свободных от снежного покрова, тенденция к уменьшению влагосодержания почвы обнаружится уже весной и станет более заметной на всей территории России.
Речной сток. Рост годовых сумм осадков при глобальном потеплении климата приведет к заметному увеличению речного стока на большинстве водосборов, за исключением являются лишь водосборы южных рек (Днепр - Дон), на которых годовой сток к концу XXI в. уменьшится примерно на 6 %.
Подземные воды. При глобальном потеплении на ГС (в начале XXI в.) каких-либо существенных изменений в питании подземных вод по сравнению с современными условиями не произойдет. На большей части страны они не превысят ± 5-10 % и лишь на части территории Восточной Сибири они могут достичь +20-30 % от современной нормы ресурсов подземных вод. Однако уже к этому периоду проявится тенденция в увеличении подземного стока на севере и его уменьшении на юге и юго-западе, что хорошо согласуется с современными тенденциями, отмечаемыми по продолжительным рядам наблюдений.
Криолитозона. По прогнозам, выполненным с использованием пяти различных моделей изменения климата, в ближайшие 25-30 лет площадь «вечной мерзлоты» может сократиться на 10-18 %, а к середине столетия на 15-30 %, при этом ее граница сместится к северо-востоку на 150-200 км. Повсеместно увеличится глубина сезонного протаивания, в среднем на 15-25 %, а на Арктическом побережье и в отдельных районах Западной Сибири до 50 %. В Западной Сибири (Ямал, Гыдан) температура мерзлых грунтов повысится в среднем на 1,5-2 °С, с -6… -5 °С до -4… -3°С, и возникнет опасность формирования высокотемпературных мерзлых грунтов даже в районах Арктики. На участках деградации «вечной мерзлоты» в южной периферийной зоне будет происходить таяние островов мерзлоты. Поскольку здесь мерзлые толщи обладают небольшой мощностью (от первых метров до нескольких десятков метров), за время порядка нескольких десятилетий возможно полное протаивание большинства островов мерзлоты. В наиболее холодной северной зоне, где «вечная мерзлота» подстилает более 90 % поверхности, будет главным образом увеличиваться глубина сезонного протаивания. Здесь также могут возникать и развиваться крупные острова несквозного протаивания, в основном под водными объектами, с отрывом кровли мерзлоты от поверхности и сохранением ее в более глубоких слоях. Промежуточная зона будет характеризоваться прерывистым распространением мерзлых пород, сомкнутость которых будет уменьшаться в процессе потепления, а глубина сезонного протаивания расти.
Глобальные изменения климата Земли окажет существенное влияние на основные отрасли экономики.
Сельское хозяйство. Изменения климата приведут к снижению потенциальной урожайности в большинстве тропических и субтропических регионов. При росте же средней глобальной температуры более чем на несколько градусов снизится урожайность в средних широтах (что не сможет быть скомпенсировано изменениями в высоких широтах). В первую очередь пострадают засушливые земли. Увеличение концентрации СО 2 потенциально может быть позитивным фактором, но скорее всего будет с лихвой «скомпенсировано» вторичными негативными эффектами, особенно там, где сельское хозяйство ведется экстенсивными методами.
Лесное хозяйство. Предполагаемые изменения климата на период 30-40 лет лежат в диапазоне допустимых изменений условий произрастания древесной флоры в естественных лесах. Однако ожидаемые климатические изменения могут нарушить установившийся ход взаимоотношений между древесными породами на стадии естественного возобновления лесов после вырубок, пожаров, в очагах болезней и вредителей. Опосредованным воздействием изменения климата на древесные породы, особенно молодняки, является увеличение частоты краткосрочных экстремальных погодных условий (сильные снегопады, град, бури, засухи, поздние весенние заморозки и др.). Глобальное потепление вызовет увеличение скорости роста древостоев мягколиственных пород порядка 0,5-0,6 % в год.
Водоснабжение. Неблагоприятными тенденциями в водообеспечении в любом случае будет охвачена относительно небольшая часть территории России, на большей же ее части возможности для водообеспечения любых типов хозяйственной деятельности улучшатся за счет безущербного увеличения водоотбора из подземных водных объектов и всех крупных рек.
Здоровье и жизнедеятельность человека. Здоровье и качество жизни большинства россиян должно улучшиться. Повысится комфортность климата и увеличится площадь благоприятной зоны проживания. Возрастет трудовой потенциал, особенно заметными будут позитивные изменения условий труда в северных районах. Глобальное потепление в совокупности с рационализацией стратегии развития Арктики приведет к увеличению там средней продолжительности жизни на величину порядка одного года. Наибольшее прямое влияние теплового стресса будет ощущаться в городах, где в наихудшей ситуации окажутся наиболее уязвимые (старики, дети, люди, страдающие кардиологическими заболеваниями, и т.д.) и малообеспеченные группы населения.
Источники: Оценки глобальных и региональных изменений климата в XIX-XXI веках на основе модели ИФА РАН с учетом антропогенных воздействий. Анисимов О.А. и др. Изв. РАН, 2002, ФАО, 3, № 5; Ковалевский В.С., Ковалевский Ю.В., Семенов С.М. Воздействие климатических изменений на подземные воды и взаимосвязанную среду // Геоэкология, 1997, № 5; Предстоящие изменения климата, 1991.
Изменение климата - колебания климата Земли в целом или отдельных её регионов с течением времени, выражающиеся в статистически достоверных отклонениях параметров погоды от многолетних значений за период времени от десятилетий до миллионов лет. Учитываются изменения как средних значений погодных параметров, так и изменения частоты экстремальных погодных явлений. Изучением изменений климата занимается наука палеоклиматология. Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, по одной из версий, с недавних пор, деятельность человека. В последнее время термин «изменение климата» используется как правило (особенно в контексте экологической политики) для обозначения изменения в современном климате.
Факторы изменения климата
Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны, ледники, а также эффектами, сопутствующими деятельности человека. Внешние процессы, формирующие климат, - это изменения солнечной радиации и орбиты Земли.
Климатические изменения на Земле
Погода - это ежедневное состояние атмосферы. Погода является хаотичной нелинейной динамической системой. Климат - это усредненное состояние погоды и он предсказуем. Климат включает в себя такие показатели, как средняя температура, количество осадков, количество солнечных дней и другие переменные, которые могут быть измерены в каком-либо определенном месте. Однако на Земле происходят и такие процессы, которые могут оказывать влияние на климат.
Оледенения
Ледники признаны одними из самых чувствительных показателей изменения климата. Они существенно увеличиваются в размерах во время охлаждения климата (т. н. «малые ледниковые периоды») и уменьшаются во время потепления климата. Ледники растут и тают из-за природных изменений и под влиянием внешних воздействий. В прошлом веке ледники не были способны регенерировать достаточно льда в течение зим, чтобы восстановить потери льда во время летних месяцев.
Самые значительные климатические процессы за последние несколько миллионов лет - это смена гляциальных (ледниковых эпох) и интергляциальных (межледниковий) эпох текущего ледникового периода, обусловленные изменениями орбиты и оси Земли. Изменение состояния континентальных льдов и колебания уровня моря в пределах 130 метров являются в большинстве регионов ключевыми следствиями изменения климата.
Изменчивость мирового океана
В масштабе десятилетий климатические изменения могут быть результатом взаимодействия атмосферы и мирового океана. Многие флуктуации климата, включая наиболее известную южную осцилляцию Эль-Ниньо, а также североатлантическую и арктическую осцилляции, происходят отчасти благодаря возможности мирового океана аккумулировать тепловую энергию и перемещению этой энергии в различные части океана. В более длительном масштабе в океанах происходит термохалинная циркуляция, которая играет ключевую роль в перераспределении тепла и может значительно влиять на климат.
Климатическая память
В более общем аспекте изменчивость климатической системы является формой гистерезиса, то есть это значит, что настоящее состояние климата является не только следствием влияния определенных факторов, но также и всей историей его состояния. Например, за десять лет засухи озера частично высыхают, растения погибают, и площадь пустынь увеличивается. Эти условия вызывают, в свою очередь, менее обильные дожди в последующие за засухой годы. Т. о. изменение климата является саморегулирующимся процессом, поскольку окружающая среда реагирует определенным образом на внешние воздействия, и, изменяясь, сама способна воздействовать на климат.
Неклиматические факторы и их влияние на изменение климата
Парниковые газы
Принято считать, что парниковые газы являются главной причиной глобального потепления. Парниковые газы имеют также значение для понимания климатической истории Земли. Согласно исследованиям, парниковый эффект, возникающий в результате нагревания атмосферы тепловой энергией, удерживаемой парниковыми газами, является ключевым процессом, регулирующим температуру Земли.
В течение последних 500 млн лет концентрация диоксида углерода в атмосфере варьировались от 200 до более чем 5000 чнм из-за воздействия геологических и биологических процессов. Однако в 1999 г. Вейзер и др. показали, что на протяжении последних десятков миллионов лет нет строгой корреляции между концентрацией парниковых газов и изменением климата и что более важная роль принадлежит тектоническому движению литосферных плит. Позднее Ройер и др. использовали корреляцию СО 2 - климат, чтобы вывести значение «чувствительности климата». Есть несколько примеров быстрых изменений концентрации парниковых газов в земной атмосфере, имеющих строгую корреляцию с сильным потеплением, среди которых термальный максимум палеоцена - эоцена, вымирание видов перми - триаса и конец варяжской «Земли - снежка» (snowball earth event).
Растущий уровень диоксида углерода считается главной причиной глобального потепления, начиная с 1950 года. Согласно данным Межгосударственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) от 2007 года, концентрация СО 2 в атмосфере в 2005 году составила 379 чнм, в доиндустриальный период она составляла 280 чнм.
Чтобы предотвратить резкое потепление в ближайшие годы, концентрация углекислоты должна быть снижена до уровня, существовавшего до индустриальной эпохи - до 350 частей на миллион (0,035 %) (сейчас - 385 частей на миллион и увеличивается на 2 миллионные доли (0,0002 %) в год, в основном из-за сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов).
Имеется скептическое отношение к геоинженерным методам изъятия углекислоты из атмосферы, в частности, к предложениям захоранивать углекислый газ в тектонических трещинах или закачивать его в породы на океанском дне: изъятие 50 миллионных долей газа по этой технологии будет стоить, по меньшей мере, 20 триллионов долларов, что в два раза больше национального долга США.
Тектоника литосферных плит
На протяжении длительных отрезков времени тектонические движения плит перемещают континенты, формируют океаны, создают и разрушают горные хребты, то есть создают поверхность, на которой существует климат. Недавние исследования показывают, что тектонические движения усугубили условия последнего ледникового периода: около 3 млн лет назад северо- и южноамериканская плиты столкнулись, образовав Панамский перешеек и закрыв пути для прямого смешивания вод Атлантического и Тихого океанов.
Солнечное излучение
Солнце является основным источником тепла в климатической системе. Солнечная энергия, превращённая на поверхности Земли в тепло, является неотъемлемой составляющей, формирующей земной климат. Если рассматривать длительный период времени, то в этих рамках Солнце становится ярче и выделяет больше энергии, так как развивается согласно главной последовательности. Это медленное развитие влияет и на земную атмосферу. Считается, что на ранних этапах истории Земли Солнце было слишком холодным для того, чтобы вода на поверхности Земли была жидкой, что привело к т. н. «парадоксу слабого молодого Солнца».
На более коротких временных отрезках также наблюдаются изменения солнечной активности: 11-летний солнечный цикл и более длительные модуляции. Однако 11-летний цикл возникновения и исчезновения солнечных пятен не отслеживается явно в климатологических данных. Изменение солнечной активности считается важным фактором наступления малого ледникового периода, а также некоторых потеплений, наблюдаемых между 1900 и 1950 годами. Циклическая природа солнечной активности ещё не до конца изучена; она отличается от тех медленных изменений, которые сопутствуют развитию и старению Солнца.
Изменения орбиты
По своему влиянию на климат изменения земной орбиты сходны с колебаниями солнечной активности, поскольку небольшие отклонения в положении орбиты приводят к перераспределению солнечного излучения на поверхности Земли. Такие изменения положения орбиты называются циклами Миланковича, они предсказуемы с высокой точностью, поскольку являются результатом физического взаимодействия Земли, её спутника Луны и других планет. Изменения орбиты считаются главными причинами чередования гляциальных и интергляциальных циклов последнего ледникового периода. Результатом прецессии земной орбиты являются и менее масштабные изменения, такие как периодическое увеличение и уменьшение площади пустыни Сахара.
Вулканизм
Одно сильное извержение вулкана способно повлиять на климат, вызвав похолодание длительностью несколько лет. Например, извержение вулкана Пинатубо в 1991 году существенно повлияло на климат. Гигантские извержения, формирующие крупнейшие магматические провинции, случаются всего несколько раз в сто миллионов лет, но они влияют на климат в течение миллионов лет и являются причиной вымирания видов. Первоначально предполагалось, что причиной похолодания является выброшенная в атмосферу вулканическая пыль, поскольку она препятствует достигнуть поверхности Земли солнечному излучению. Однако измерения показывают, что большая часть пыли оседает на поверхности Земли в течение шести месяцев.
Вулканы являются также частью геохимического цикла углерода. На протяжении многих геологических периодов диоксид углерода высвобождался из недр Земли в атмосферу, нейтрализуя тем самым количество СО 2 , изъятого из атмосферы и связанного осадочными породами и другими геологическими поглотителями СО 2 . Однако этот вклад не сравнится по величине с антропогенной эмиссией оксида углерода, которая, по оценкам Геологической службы США, в 130 раз превышает количество СО 2 , эмитированного вулканами.
Антропогенное воздействие на изменение климата
Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат. В некоторых случаях причинно-следственная связь прямая и недвусмысленная, как, например, при влиянии орошения на температуру и влажность, в других случаях эта связь менее очевидна. Различные гипотезы влияния человека на климат обсуждались на протяжении многих лет.
Главными проблемами сегодня являются: растущая из-за сжигания топлива концентрация СО 2 в атмосфере, аэрозоли в атмосфере, влияющие на её охлаждение, и цементная промышленность. Другие факторы, такие как землепользование, уменьшение озонового слоя, животноводство и вырубка лесов, также влияют на климат.
Сжигание топлива
Начав расти во время промышленной революции в 1850-х годах и постепенно ускоряясь, потребление человечеством топлива привело к тому, что концентрация СО 2 в атмосфере возросла с ~280 чнм до 380 чнм. При таком росте спроецированная на конец 21-го века концентрация будет составлять более 560 чнм. Известно, что сейчас уровень СО 2 в атмосфере выше, чем когда-либо за последние 750 000 лет. Вместе с увеличивающейся концентрацией метана эти изменения предвещают рост температуры на 1.4-5.6°С в промежутке между 1990 и 2040 годами.
Аэрозоли
Считается, что антропогенные аэрозоли, особенно сульфаты, выбрасываемые при сжигании топлива, влияют на охлаждение атмосферы. Полагают, что это свойство является причиной относительного «плато» на графике температур в середине XX века.
Цементная промышленность
Производство цемента является интенсивным источником выбросов СО 2 . Диоксид углерода образуется, когда карбонат кальция (CaCO 3) нагревают, чтобы получить ингредиент цемента оксид кальция (СаО или негашёная известь). Производство цемента является причиной приблизительно 5 % выбросов СО 2 индустриальных процессов (энергетический и промышленный сектора). При затворении цемента то же количество СО 2 поглощается из атмосферы при протекании обратной реакции СаО + СО 2 = СаСО 3 . Поэтому производство и потребление цемента изменяет только локальные концентрации СО 2 в атмосфере, не изменяя среднее значение.
Землепользование
Существенное влияние на климат оказывает землепользование. Орошение, вырубка лесов и сельское хозяйство коренным образом меняют окружающую среду. Например, на орошаемой территории изменяется водный баланс. Землепользование может изменить альбедо отдельно взятой территории, поскольку изменяет свойства подстилающей поверхности и тем самым количество поглощаемого солнечного излучения.
Скотоводство
Согласно отчету ООН «Длинная тень скотоводства» от 2006 года скот является причиной 18 % выбросов парниковых газов в мире. Это включает в себя и изменения в землепользовании, то есть вырубку леса под пастбища. В тропических лесах Амазонки 70 % вырубки лесов производится под пастбища, что послужило основной причиной, почему Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) в сельскохозяйственном отчёте за 2006 год включила землепользование в сферу влияния скотоводства. В дополнение к выбросам СО 2 , скотоводство является причиной выброса 65 % оксида азота и 37 % метана, имеющих антропогенное происхождение.
Этот показатель был пересмотрен в 2009 году двумя учёными из Worldwatch Institute: они оценили вклад животноводства в выбросы парниковых газов в 81 % общемирового.
Взаимодействие факторов
Влияние на климат всех факторов, как естественных, так и антропогенных, выражается единой величиной - радиационным прогревом атмосферы в Вт/м 2 .
Извержения вулканов, оледенения, дрейф континентов и смещение полюсов Земли - мощные природные процессы, влияющие на климат Земли. В масштабе нескольких лет вулканы могут играть главную роль. В результате извержения вулкана Пинатубо в 1991 года на Филиппинах на высоту 35 км было заброшено столько пепла, что средний уровень солнечной радиации снизился на 2,5 Вт/м 2 . Однако эти изменения не являются долгосрочными, частицы относительно быстро оседают вниз. В масштабе тысячелетий определяющим климат процессом будет, вероятно, медленное движение от одного ледникового периода к следующему.
В масштабе нескольких столетий на 2005 год по сравнению с 1750 годом имеется комбинация разнонаправленных факторов, каждый из которых значительно слабее, чем результат роста концентрации в атмосфере парниковых газов, оцениваемый как прогрев на 2,4-3,0 Вт/м 2 . Влияние человека составляет менее 1 % от общего радиационного баланса, а антропогенное усиление естественного парникового эффекта - примерно 2 %, с 33 до 33,7 град С. Таким образом, средняя температура воздуха у поверхности Земли увеличилась с доиндустриальной эпохи (примерно с 1750 года) на 0,7 °С
Соглашения на глобальном и региональном уровне
Порфирьев Б.Н., Катцов В.М., Рогинко С.А. - Изменения климата и международная безопасность (2011)
Климат Земли быстро меняется . Ученые пытаются выяснить, что вызывает изменение климата, собирая доказательства, чтобы исключить неверные причины и выяснить, кто же несет ответственность.
На основе более ста научных исследований, понятно, что люди ответственны за большую часть изменения климата за последние 150 лет.
Люди не единственная причина, влияющая на изменение климата. Погода изменилась на протяжении всей истории Земли, задолго до того как люди эволюционировали. Солнце является основным фактором климата. Грубо говоря, глобальная температура возрастет, когда больше энергии от Солнца поступает в атмосферу, чем возвращается в космос через атмосферу. Земля охлаждается в любое время если больше энергии возвращается в космос, чем приходит от Солнца, в то же время как люди могут влиять на этот баланс. Также есть и другие факторы: от дрейфа континентов и изменения формы орбиты Земли к изменениям в активности и явлениям Солнца, как процесс Эль-Ниньо (колебание температуры воды в экваториальной части Тихого океана), все это может повлиять на климат. С учетом темпов изменения климата сегодня, ученые могут исключить из большинства некоторые причины, которые происходят слишком медленно, чтобы объяснить нынешнее изменение климата, в то время как другие имеют малые циклы, а не долгосрочные тенденции влияния на климат в части планеты. Ученые знают об этих факторах и могут учитывать их при оценке изменения погоды, вызванные человеком.
Влияние человека на изменение климата было впервые описано более ста лет назад, опираясь на исследования в 1850-х годах английским физиком Джоном Тиндалю.
Свет от Солнца нагревает поверхность Земли, которая затем испускает энергию в виде инфракрасного излучения, которое чувствуется в солнечный день. Парниковые газы, такие как водяной пар и углекислый газ (CO2), поглощают эту излученную энергию, нагревается атмосфера и поверхность. Этот процесс приводит к потеплению температуры Земли, чем если бы она нагревались только под прямыми солнечными лучами.
На протяжении более 100 лет, ученые считали людей в качестве главной причины в текущих климатических изменениях. На рубеже 20-го века, шведский физико-химик Сванте Аррениус предположил, что люди в результате сжигания угля, увеличили количества парниковых газов в атмосфере и усилили естественный согревающий эффект, способствуя тому, что атмосфера нагрелась больше, чем если бы всё это проходило через строго естественные процессы.
Когда люди сжигают бензин, уголь, природный газ, а также другие виды топлива для производства электроэнергии или вождения машины, они выделяют значительное количество углекислого газа в атмосферу. При сгорании литра бензина, объем выделяющегося СО2 будет 2 кг. Парниковые газы выбрасываются из электростанций и автомобилей, со свалок, ферм и вырубленных лесов, а также через другие тонкие процессы.
С 1950 году ученые начали методично измерять глобальне увеличение углекислого газа. С тех пор они подтвердили, что увеличение вызвано в первую очередь от сжигания ископаемого топлива (и через другие области деятельности человека, такие как очистка земли). Это увеличение, а также изменения CO2 добавляется в атмосферу и обеспечивает «дымящийся пистолет», который показывает, что люди ответственны за повышенные уровня углекислого газа в атмосфере .
Изменения
климата – длительные (свыше 10 лет)
направленные или ритмические изменения
климатических условий на Земле в целом или
в ее крупных регионах. Причиной изменения
климата являются динамические процессы на
Земле, внешние воздействия, такие как
колебания интенсивности солнечного
излучения, и, в огромной степени,
деятельность человека. По данным Всемирной
метеорологической организации, в последние
десятилетия среднегодовая температура
увеличивается аномально быстро.
Проблема глобального изменения климата
является одной из ключевых экологических
проблем Земли. Причиной изменения климата
являются динамические процессы на планете,
внешние воздействия, такие как колебания
интенсивности солнечного излучения, и, в
огромной степени, деятельность человека.
Какие существуют доказательства изменения климата?
Они
всем хорошо известны (это заметное уже и без
приборов) - повышение среднемировой
температуры (более мягкие зимы, более
жаркие и засушливые летные месяцы), таяние
ледников и повышение уровня мирового
океана, а также всё чаще возникающие и всё
более разрушительные тайфуны и ураганы,
наводнения в Европе и засухи в Австралии…(см.
также «5 пророчеств о климате, которые
сбылись»). А кое-где, например, в Антарктике,
отмечается похолодание.
Если климат менялся и раньше, почему сейчас
это стало проблемой?
Действительно, климат нашей планеты меняется постоянно. Всем известно про ледниковые периоды (они бывают малые и большие), при всемирный потоп и пр. Согласно геологическим данным среднемировая температура в разные геологические периоды колебалась от +7 до +27 градусов по Цельсию. Сейчас средняя температура на Земле составляет примерно +14оС и еще довольно далека от максимума. Так, чем же обеспокоены ученые, главы государств и общественность? Если коротко, обеспокоенность вызывает то, что к естественным причинам изменения климата, которые были всегда, добавляется еще один фактор – антропогенный (результат деятельности человека), влияние которого на изменение климата, по мнению ряда исследователей, становится все сильнее с каждым годом.
Каковы причины изменения климата?
Главной
движущей силой климата является Солнце.
Например, неравномерное нагревание земной
поверхности (сильнее у экватора) является
одной из главных причин ветров и
океанических течений, а периоды повышенной
солнечной активности сопровождаются
потеплением и магнитными бурями.
Кроме того на климат влияют изменение
орбиты Земли, ее магнитного поля, размеров
материков и океанов, извержения вулканов.
Все это -естественные причины изменения
климата. До недавнего времени они, и только
они, определяли изменения климата, в том
числе начало и конец долговременных
климатических циклов, таких как ледниковые
периоды. Солнечной и вулканической
активность можно объяснить половину
температурных изменений до 1950 года (солнечная
активность приводит к повышению
температуры, а вулканическая – к снижению).
В последнее время к естественным факторам
добавился еще один – антропогенный, т.е.
вызванный деятельностью человека. Основным
антропогенным воздействием является
усиление парникового эффекта, влияние
которого на изменение климата в последние
два столетия в 8 раз выше влияния изменений
солнечной активности.
Что такое парниковый эффект?
Парниковый
эффект – это задержка атмосферой Земли
теплового излучения планеты. Парниковый
эффект наблюдал любой из нас: в теплицах или
парниках температура всегда выше, чем
снаружи. То же самое наблюдается и в
масштабах Земного шара: солнечная энергия,
проходя через атмосферу нагревает
поверхность Земли, но излучаемая Землей
тепловая энергии не может улетучиться
обратно в космос, так как атмосфера Земли
задерживает ее, действуя наподобие
полиэтилена в парнике: она пропускает
короткие световые волны от Солнца к Земле и
задерживает длинные тепловые (или
инфракрасные) волны, излучаемые
поверхностью Земли. Возникает эффект
парника. Парниковый эффект возникает из-за
наличия в атмосфере Земли газов, которые
обладают способностью задерживать длинные
волны. Они получили название «парниковых»
или «тепличных» газов.
Парниковые газы присутствовали в атмосфере
в небольших количествах (около 0,1%) с момента
ее образования. Этого количества было
достаточно, чтобы поддерживать за счет
парникового эффекта тепловой баланс Земли
на уровне, пригодном для жизни. Это так
называемый естественный парниковый эффект,
не будь его средняя температура
поверхности Земли была бы на 30°С меньше, т.е.
не +14° С, как сейчас, а -17° С.
Естественный парниковый эффект ничем не
грозит ни Земле, ни человечеству, поскольку
общее количество парниковых газов
поддерживалось на одном уровне за счет
круговорота природы, более того, ему мы
обязаны жизнью.
Но увеличение в атмосфере концентрации парниковых газов приводит к усилению парникового эффекта и нарушению теплового баланса Земли. Именно это и произошло в последние два столетия развития цивилизации. Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн парниковых газов в год.
Климатические изменения в России в XX в. в
целом соответствовали мировым тенденциям.
Например, самыми жаркими за очень
длительный срок также оказались 1990-егг. и
начало XXI в., в особенности в Западной и
Средней Сибири.
Интересный прогноз климатических
изменений, ожидаемых на территории бывшего
СССР до середины XXI в., опубликовал А. А.
Величко. Ознакомиться с этим прогнозом,
подготовленным лабораторией эволюционной
географии Института географии РАН, можно с
помощью составленных той же лабораторией
карт последствий глобального потепления и
уровней дестабилизации геосистем на
территории бывшего СССР.
Были опубликованы и другие прогнозы. Согласно им, потепление климата в целом благоприятно скажется на Севере России, где условия жизни изменятся к лучшему. Однако перемещение к северу южной границы многолетней мерзлоты одновременно создаст целый ряд проблем, поскольку может привести к разрушению зданий, дорог, трубопроводов, построенных с учетом нынешнего распространения мерзлых грунтов. В южных районах страны ситуация окажется более сложной. Например, сухие степи могут стать еще более засушливыми. И это не говоря уже о подтоплении многих портовых городов и прибрежных низменностей.
На сегодняшний день проблема изменения климата является чрезвычайно актуальной. Климат на планете стремительно изменяется, и отрицать этого не берется ни один ученый. В то же время, к изменению климата, происходящему природным путем, добавилось и потепление, вызванное непродуманной деятельностью людей.
Изменение климата является не простым повышением температуры. Термин «глобальное изменение климата» имеет гораздо более широкое значение – это перестройка всех геосистем на планете. И при этом потепление – это всего лишь один из его аспектов. Согласно результатам наблюдений, уровень Мирового океана постепенно повышается, ледники и вечная мерзлота тают, осадки выпадают все более неравномерно, режим стока рек изменился. Кроме того, произошли и другие глобальные изменения, которые напрямую связаны с неустойчивостью климата.
Уже сейчас заметны последствия изменений климата. В частности, это проявляется в увеличении интенсивности и частоты опасных погодных явлений, а также в распространении потенциально опасных инфекционных болезней. Ни не только несут угрозу для стабильного существования экосистем и мировой экономики, но и смертельно опасны для жизни и здоровья человечества.
Сам факт глобальных изменений климата уже не вызывает ни у кого сомнений. Согласно данным метеорологических наблюдений, за последнее столетие средняя температура воздуха на планете выросла на 0,75 градусов, и даже более того – темпы ее роста постоянно увеличиваются.
Ученые Межправительственно группы экспертов по изменению климата утверждают, что в последующие два десятилетия температура возрастет еще на 0,4 градуса, а к концу этого столетия температура на планете может вообще вырасти примерно на 1,8-4,6 градуса. Такой разброс данных является результатом наложения большого количества моделей климата, в которых во внимание принимались разные сценарии развития мирового общества и экономики.
Необходимо отметить, что более правильно было бы говорить о глобальных изменениях климата, а не только о глобальном потеплении. А все потому, что кроме роста температуры, на планете происходит целый ряд изменений в многосвязной, сложной климатической системе Земли, связанных с потеплением. В первую очередь эти изменения проявляются в большой изменчивости погоды, в том числе, увеличение числа аномально жарких дней летом, в зимнее время – смена сильных морозов резкими оттепелями. Кроме того, эти изменения проявляются и в таянии вечной мерзлоты и ледников, подъеме уровня Мирового океана, увеличении интенсивности и частоты экстремальных явлений: ураганов, штормов, засух и наводнений. Все это приводит ежегодно к тысячам смертей и наносит многомиллиардный ущерб.
В разнообразных научных источниках и средствах массовой информации говорится о том, что в действительности в ближайшие годы следует ожидать вовсе не глобального потепления, а наоборот, — похолодания.
Из истории хорошо известно, что Земля неоднократно переживала похолодания и следующие за ними потопления, которые были связаны с естественными многовековыми циклическими процессами. Последний ледниковый период был примерно 10 тысяч лет назад. В настоящее время планета живет в период межледниковья. Поэтому вполне естественно, что через несколько тысяч лет можно ожидать очередного похолодания.
В то же время, постепенное потепление климата, которое происходит в настоящее время, нельзя вписать ни в какие природные циклы. К тому же, происходит оно чрезвычайно стремительно, поэтому в данном случае имеет смысл говорить не о тысячах, а о сотнях или даже десятках лет. В истории еще никогда не было такого, чтобы средняя планетарная температура только за полвека увеличилась на полградуса. Более того, последние 11 лет стали самыми жаркими за весь период проведения метеорологических наблюдений. Такая скорость не является нормальной для природных циклических процессов, поэтому и угрожает экосистемам и биологическим видам, которые просто не успевают приспосабливаться к таким быстрым климатическим изменениям.
Те изменения, которые ученые наблюдают в климатической системе планеты, связаны с большим ростом концентрации парниковых газов в атмосфере (метан, углекислый газ, закись азота). Они задерживают инфракрасное излучение, испускаемое поверхностью Земли. Таким образом, создается парниковый эффект, который дает возможность поддерживать ту температуру, которая необходима для возникновения и развития жизни. Без парникового эффекта температура на планете была бы значительно ниже. В то же время, концентрация парниковых газов приводит в увеличению непроницаемости атмосферы для инфракрасного излучения, что и становится причиной повышения температуры.
В 2007 году учеными Межправительственной группы экспертов по изменению климата была высказана теория о том, что можно говорить с 90-процентной вероятностью – все климатические изменения, которые можно наблюдать в настоящее время, являются результатом деятельности человека. В частности, рост таких парниковых газов, как углекислый газ, закиси азота и метана, связан с хозяйственной деятельностью людей, в том числе, с сжиганием газа, нефти, угля, а также сведением лесов и промышленными процессами.
Еще одно свидетельство причастности человека к изменениям климата – это результаты сопоставления моделирования роста температуры и реального наблюдения. Проще говоря, учеными были разработаны разные модели изменений температуры земной поверхности. В части моделей были учтены исключительно естественные причины потепления, другой части – накладывались дополнительные антропогенные факторы. При наложении на результаты прямых метеорологических наблюдений было установлено, что совпадают они именно с теми моделями, в которых учитывалось влияние людей. Таким образом, без человеческого влияния температура на планете могла бы быть в настоящее время ниже, чем есть.
Список возможных последствий глобального потепления довольно велик. Это и засухи, и ураганы, наводнения и ливни, аномально жаркое лето. Природные явления практически во всех уголках мира бьют все рекорды. В свою очередь природные катаклизмы приводят к экономическим последствиям. И с каждым годом ущерб, который наносят стихийные бедствия, только возрастает.
Если говорить о тех глобальных последствиях, к которым может привести изменение климата, то в первую очередь необходимо отметить, что климат станет более влажным. В то же время, распространение осадков по планете будет неравномерным. В тех регионах, которые и сейчас достаточно увлажнены, количество осадков только увеличится. А в тех регионах, где увлажнение недостаточно, установятся длительные, засушливые периоды.
Повысится также и уровень моря. Так, по прогнозам ученых, к концу этого века море поднимется примерно на 1 метр, под угрозой затопления окажутся небольшие острова и прибрежные территории.
Существует и реальная угроза исчезновения порядка 30-40 процентов видов животных и растений. Это возможно потому, что среда обитания будет изменяться намного быстрее, чем они смогут приспособиться. Виды птиц, которые относятся к мигрирующим, будут прилетать раньше весной и улетать позже осенью.
Если температура будет продолжать расти, то изменится и видовой состав лесов. Лес, как известно, является природным накопителем углерода. Поэтому и переход от одного видового состава к другому будет сопровождаться большим выделением углерода.
Уже начали таять ледники. Согласно спутниковым данным, со второй половины прошлого столетия площади снежного покрова уменьшилась примерно на 10 процентов. Площадь морских льдов в Северном полушарии уменьшилась примерно на 10-15 процентов, а толщина – на 40 процентов. По прогнозам ученых, уже через три десятилетия Северный Ледовитый океан в теплый период будет полностью освобождаться ото льда.
Гималайские льды тают со скоростью 10-15 метров ежегодно. При такой скорости уже к 2060 году две трети китайских ледников полностью растают, а к 2100 году – все ледники исчезнут окончательно. Для предгорных и горных территорий большую угрозу несут затопления, лавины, или снижение полноводности горных рек и значительное уменьшение запасов пресной воды.
Потепление может оказать влияние и на сельское хозяйство, хотя ученые высказываются об этом влиянии весьма неоднозначно. В тех районах, в которых климат умеренный, урожайность может повыситься за счет увеличения температуры воздуха. В остальных регионах при тех же условиях можно говорить о снижении урожайности.
Ученые утверждают, что самым серьезным испытанием изменение климата окажется для беднейших стран, которые практически не в состоянии приспособиться к этим изменениям. Количество людей, которым угрожает голод, может возрасти на 600 миллионов человек.
Как следствие климатических изменений можно рассматривать и нехватку питьевой воды. В Средиземноморье, Центральной Азии, Австралии и Южной Африке ситуация будет тем более серьезной, что уровень выпадения осадков значительно сократится. В свою очередь нехватка пресной воды окажет пагубное влияние не только на сельское хозяйство и здоровье людей, но и станет причиной политических конфликтов и разногласий за право доступа к водным ресурсам.
Коснется изменение климата и непосредственно самого человека. В первую очередь малообеспеченных слоев населения. Производство продуктов питания сократится, что приведет к голоду. А высокая температура воздуха может повлечь обострение респираторных, сердечно-сосудистых и прочих заболеваний. Как результат – повышение смертности на планете.
Таким образом, вполне очевидно, что в том случае, если климатические изменения будут продолжаться, то в скором будущем они могут привести к очень серьезным и опасным последствиям, если люди не предпримут никаких мер.
Ученее продолжают спорить о том, насколько человек причастен ко всем этим изменениям. Абсолютных доказательств вины нет, поскольку второй такой планеты в распоряжении науки нет, соответственно, нельзя провести контрольный опыт, поставив ее в аналогичные условия, но без человеческого фактора.
Определенно можно сказать лишь одно: своей деятельностью человек действительно оказывает определенное влияние на климат. Но при этом важно не столько это, сколько то обстоятельство, что климатические изменения с каждым годом происходят все более интенсивно. Поэтому неважно, виновен ли человек или нет, он должен предпринять все возможные меры, чтобы приостановить изменения климата, сдержать рост температуры, и вместе с тем – адаптироваться к новым условиям и использовать их максимально успешно там, где это возможно.
No related links found
