Сад

Климатические изменения причины. Причины изменения климата и уменьшение их влияния

– это установленное в течение XX-XXI вв. прямыми инструментальными наблюдениями глобальное и региональное потепление климата под влиянием природных и антропогенных факторов.

Существуют две точки зрения, определяющие основные причины глобального потепления климата.

Согласно первой точки зрения , постиндустриальное потепление (повышение среднеглобальной температуры за последние 150 лет на 0,5-0,7 °С) является природным процессом и по амплитуде и скорости сопоставимо с теми параметрами колебаний температуры, которые имели место в отдельные интервалы голоцена и позднеледниковья. Утверждается, что колебание температуры и вариации концентрации парниковых газов в современную климатическую эпоху не превышают амплитуды изменчивости значений климатических параметров, имевших место в истории Земли на протяжении последних 400 тыс. лет.

Второй точки зрения придерживаются большинство исследователей, которые объясняют глобальное потепление климата антропогенным накоплением парниковых газов в атмосфере - диоксида углерода СО 2 , метана СН 4 , закиси азота N 2 О, озона, фреонов, тропосферного озона О 3 , а также некоторых других газов и паров воды. Вклад в парниковый эффект (в %) диоксида углерода - 66 %, метана - 18, фреонов - 8, оксида - 3, остальных газов - 5 %. Согласно данным, концентрации парниковых газов в воздухе увеличились с доиндустриального времени (1750): СО 2 с 280 до почти 360 ppmv, СН 4 от 700 до 1720 ppmv, a N 2 О с около 275 до почти 310 ppmv. Главным источником СО 2 являются промышленные выбросы. В конце XX в. человечество сжигало ежегодно 4,5 млрд. т угля, 3,2 млрд. т нефти и нефтепродуктов, а также природный газ, торф, горючие сланцы и дрова. Все это превратилось в углекислый газ, содержание которого в атмосфере возросло с 0,031 % в 1956 году до 0,035 % в 1992 году и продолжает расти.

Резко увеличились выбросы в атмосферу и другого парникового газа - метана. Метан до начала XVIII в. имел концентрации близкие к 0,7 ppmv, но за последние 300 лет наблюдается его сначала медленный, а затем ускоряющийся рост. Сегодня скорость роста концентрации СО 2 составляет 1,5-1,8 ppmv/год, а концентрации СН 4 - 1,72 ppmv/год. Скорость роста концентрации N 2 О - в среднем 0,75 ppmv/год (за период 1980-1990 годы). Резкое потепление глобального климата началось в последней четверти XX в., которое в бореальных областях сказывалось в уменьшении количества морозных зим. Средняя температура приземного слоя воздуха за последние 25 лет возросла на 0,7 °С. В экваториальной зоне она не изменилась, но чем ближе к полюсам, тем потепление заметнее. Температура подледной воды в районе Северного полюса возросла почти на 2 °С, вследствие чего началось подтаивание льда снизу. За последние сто лет среднемировая температура повысилась почти на один градус по Цельсию. Однако основная часть этого потепления пришлась на период до конца 1930-х годов. Затем, примерно с 1940 по 1975 годы, наблюдалось снижение приблизительно на 0,2 °С. С 1975 года температура опять стала подниматься (максимальный прирост в 1998 и 2000 годы). Глобальное потепление климата проявляется в Арктике в 2-3 раза сильнее, чем на остальной части планеты. Если нынешние тенденции сохранятся, то уже через 20 лет из-за уменьшения ледяного покрытия Гудзонский залив может стать непригодным для обитания полярных медведей. А к середине века навигация по Северному морскому пути может увеличиться до 100 дней в году. Сейчас она длится около 20 дней. Исследования основных особенностей климата за последние 10-15 лет показали, что этот период является самым теплым и влажным не только за последние 100 лет, но и за последние 1000 лет.

Факторами, реально определяющими глобальное изменение климата, являются:

солнечная радиация;
орбитальные параметры Земли;
тектонические движения, меняющие соотношение площадей водной поверхности Земли и суши;
газовый состав атмосферы и, прежде всего, концентрация парниковых газов - углекислоты и метана;
прозрачность атмосферы, изменяющей альбедо Земли за счет извержений вулканов;
техногенные процессы и др.

Прогнозы изменения глобального климата в XXI в. показывают следующее.

Температура воздуха. По ансамблю прогнозных моделей МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) среднее глобальное потепление климата составит 1,3 °С к середине XXI в. (2041-2060) и 2,1 °С к его концу (2080-2099). На территории России в разные сезоны температура изменится в достаточно широких пределах. На фоне общего глобального потепления наибольшее повышение приземной температуры в XXI в. будет зимой в Сибири и на Дальнем Востоке. Повышение температуры вдоль побережья Северного Ледовитого океана составит 4 °С в середине XXI в. и 7-8 °С в его конце.

Атмосферные осадки. По ансамблю моделей МГЭИК МОЦАО средние оценки глобального роста среднегодовых осадков составляют 1,8 % и 2,9 % соответственно для середины и конца XXI в. Среднегодовой рост осадков на всей территории России значительно превысит указанные глобальные изменения. На многих российских водосборах осадки возрастут не только зимой, но и летом. В теплое время года рост осадков окажется заметно меньшим и будет наблюдаться в основном в северных регионах, в Сибири и на Дальнем Востоке. Летом усилятся преимущественно конвективные осадки, что указывает на возможность увеличения повторяемости ливней и связанных с ними экстремальных режимов погод. Летом в южных регионах Европейской территории России и на Украине количество осадков уменьшится. Зимой на европейской части России и в ее южных регионах увеличится доля жидких осадков, а в Восточной Сибири и на Чукотке возрастет количество твердых. В результате уменьшится масса накопленного за зиму снега на западе и юге России и, соответственно, дополнительное накопление снега в центральной и восточной Сибири. В то же время для числа дней с осадками произойдет увеличение их изменчивости в XXI в. по сравнению с XX в. Значительно возрастет вклад наиболее сильных осадков.

Баланс воды в почве. При потеплении климата вместе с ростом осадков в теплое время года усилится испарение с поверхности суши, что приведет к заметному уменьшению влагосодержания деятельного слоя почвы и стока на всей рассматриваемой территории. По разности осадков и испарения, рассчитанной для современного климата и климата XXI в., можно определить суммарное изменение влагосодержания слоя почвы и стока, которые, как правило, имеют один и тот же знак (т.е. при уменьшении влажности почвы происходит и уменьшение суммарного стока и наоборот). В регионах, свободных от снежного покрова, тенденция к уменьшению влагосодержания почвы обнаружится уже весной и станет более заметной на всей территории России.

Речной сток. Рост годовых сумм осадков при глобальном потеплении климата приведет к заметному увеличению речного стока на большинстве водосборов, за исключением являются лишь водосборы южных рек (Днепр - Дон), на которых годовой сток к концу XXI в. уменьшится примерно на 6 %.

Подземные воды. При глобальном потеплении на ГС (в начале XXI в.) каких-либо существенных изменений в питании подземных вод по сравнению с современными условиями не произойдет. На большей части страны они не превысят ± 5-10 % и лишь на части территории Восточной Сибири они могут достичь +20-30 % от современной нормы ресурсов подземных вод. Однако уже к этому периоду проявится тенденция в увеличении подземного стока на севере и его уменьшении на юге и юго-западе, что хорошо согласуется с современными тенденциями, отмечаемыми по продолжительным рядам наблюдений.

Криолитозона. По прогнозам, выполненным с использованием пяти различных моделей изменения климата, в ближайшие 25-30 лет площадь «вечной мерзлоты» может сократиться на 10-18 %, а к середине столетия на 15-30 %, при этом ее граница сместится к северо-востоку на 150-200 км. Повсеместно увеличится глубина сезонного протаивания, в среднем на 15-25 %, а на Арктическом побережье и в отдельных районах Западной Сибири до 50 %. В Западной Сибири (Ямал, Гыдан) температура мерзлых грунтов повысится в среднем на 1,5-2 °С, с -6… -5 °С до -4… -3°С, и возникнет опасность формирования высокотемпературных мерзлых грунтов даже в районах Арктики. На участках деградации «вечной мерзлоты» в южной периферийной зоне будет происходить таяние островов мерзлоты. Поскольку здесь мерзлые толщи обладают небольшой мощностью (от первых метров до нескольких десятков метров), за время порядка нескольких десятилетий возможно полное протаивание большинства островов мерзлоты. В наиболее холодной северной зоне, где «вечная мерзлота» подстилает более 90 % поверхности, будет главным образом увеличиваться глубина сезонного протаивания. Здесь также могут возникать и развиваться крупные острова несквозного протаивания, в основном под водными объектами, с отрывом кровли мерзлоты от поверхности и сохранением ее в более глубоких слоях. Промежуточная зона будет характеризоваться прерывистым распространением мерзлых пород, сомкнутость которых будет уменьшаться в процессе потепления, а глубина сезонного протаивания расти.

Глобальные изменения климата Земли окажет существенное влияние на основные отрасли экономики.

Сельское хозяйство. Изменения климата приведут к снижению потенциальной урожайности в большинстве тропических и субтропических регионов. При росте же средней глобальной температуры более чем на несколько градусов снизится урожайность в средних широтах (что не сможет быть скомпенсировано изменениями в высоких широтах). В первую очередь пострадают засушливые земли. Увеличение концентрации СО 2 потенциально может быть позитивным фактором, но скорее всего будет с лихвой «скомпенсировано» вторичными негативными эффектами, особенно там, где сельское хозяйство ведется экстенсивными методами.

Лесное хозяйство. Предполагаемые изменения климата на период 30-40 лет лежат в диапазоне допустимых изменений условий произрастания древесной флоры в естественных лесах. Однако ожидаемые климатические изменения могут нарушить установившийся ход взаимоотношений между древесными породами на стадии естественного возобновления лесов после вырубок, пожаров, в очагах болезней и вредителей. Опосредованным воздействием изменения климата на древесные породы, особенно молодняки, является увеличение частоты краткосрочных экстремальных погодных условий (сильные снегопады, град, бури, засухи, поздние весенние заморозки и др.). Глобальное потепление вызовет увеличение скорости роста древостоев мягколиственных пород порядка 0,5-0,6 % в год.

Водоснабжение. Неблагоприятными тенденциями в водообеспечении в любом случае будет охвачена относительно небольшая часть территории России, на большей же ее части возможности для водообеспечения любых типов хозяйственной деятельности улучшатся за счет безущербного увеличения водоотбора из подземных водных объектов и всех крупных рек.

Здоровье и жизнедеятельность человека. Здоровье и качество жизни большинства россиян должно улучшиться. Повысится комфортность климата и увеличится площадь благоприятной зоны проживания. Возрастет трудовой потенциал, особенно заметными будут позитивные изменения условий труда в северных районах. Глобальное потепление в совокупности с рационализацией стратегии развития Арктики приведет к увеличению там средней продолжительности жизни на величину порядка одного года. Наибольшее прямое влияние теплового стресса будет ощущаться в городах, где в наихудшей ситуации окажутся наиболее уязвимые (старики, дети, люди, страдающие кардиологическими заболеваниями, и т.д.) и малообеспеченные группы населения.

Источники: Оценки глобальных и региональных изменений климата в XIX-XXI веках на основе модели ИФА РАН с учетом антропогенных воздействий. Анисимов О.А. и др. Изв. РАН, 2002, ФАО, 3, № 5; Ковалевский В.С., Ковалевский Ю.В., Семенов С.М. Воздействие климатических изменений на подземные воды и взаимосвязанную среду // Геоэкология, 1997, № 5; Предстоящие изменения климата, 1991.

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 влияют на изменение климата

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 .

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга

Глобальное изменения климата

Курсовая работа по дисциплине «Учение об атмосфере»

Выполнил:

Студент гр. 213

Надирашвили Д.Г.

Руководитель

Доцент кафедры РЭТЭМ, кандидат биологических наук

Полякова С.А.

Введение. 3

1 Климат и факторы, влияющие на изменения климата. 4

2 Последствия изменения климата. 10

2.1 изменения частоты и количества выпадения осадков. 14

2.2 Повышение уровня мирового океана. 15

2.3 Угроза для экосистем и биоразнообразия. 15

2.4 Таяние ледников. 16

2.5 Сельское хозяйство. 17

2.6 Водопотребление и водоснабжение. 17

3 Глобальные изменения климата в России. 19

4 Влияние изменения климата на здоровье человека. 22

4.1 Сильная жара. 23

4.2 Стихийные бедствия. 23

4.3 Инфекции. 24

4.4 Последствия для здоровья. 25

4.5 Группа людей наиболее подвергается риску. 25

Заключение. 26

Список использованных источников. 27

Введение

Исследования геологами осадочных отложений земной коры показали, что в прошедшие эпохи происходили большие изменения климата. Поскольку эти изменения были обусловлены природными процессами, их называют естественными.

Наряду с естественными факторами на глобальные климатические условия оказывает всевозрастающее влияниехозяйственная деятельность человека.

Целью данной работы является изучить изменения климата на планете Земля.

Для достижения данной цели требуется выполнить несколько задач:

1) Изучить факторы, влияющие на изменение климата.

2) Изучить последствия изменения климата.

3) Изучить изменения климата на территории Российской Федерации.

4) Рассмотреть, как изменения климата может повлиять на человека.

Климат и факторы, влияющие на изменения климата.

Изменения климата – длительные (свыше 10 лет) направленные или ритмические изменения климатических условий на Земле в целом или в ее крупных регионах. Изменения климата прямо или косвенно обусловлены деятельностью человека, вызывающей изменения в составе глобальной атмосферы.

Климатические изменения можно с некоторой долей условности разделить на долгопериодные, короткопериодные и быстрые, происходящие за весьма короткий срок по сравнению с характерным временем изменений в социально-экономической сфере. У каждого из них свои причины, относительно которых имеется ряд гипотез.

Некоторые из имеющихся гипотез опираются на возможное влияние на климатическую систему внеземных факторов: изменение активности Солнца, особенности орбитального движения Земли, падение метеоритов, изменение положения магнитных полюсов Земли. Другие пытаются объяснить неустойчивость климатической системы действием внутренних причин, таких как: рост вулканической активности, изменение концентрации углекислого газа в атмосфере, сдвиги в системе океанических течений, собственные колебания циркуляции атмосферы.

Солнце – это главная сила управляющая климатической системой и даже самые незначительные изменения в количестве солнечной энергии могут иметь серьезные последствия для климата земли. Многие годы ученые верили, что солнечная активность остается величиной постоянной. Однако наблюдения со спутников поставили под сомнение истинность этой гипотезы.

Солнечная активность увеличивается и уменьшается каждые одиннадцать лет (или, как полагают некоторые специалисты, каждые двадцать два года) солнечного цикла. Возможно существование и других важных солнечных циклов. Для того, чтобы оценить их влияние, необходимо проводить постоянные измерения солнечной активности и изучить следы взаимодействия между солнечной активностью и климатом за последние столетия и тысячелетия.

Астрономические факторы: В середине XX века ученые выяснили, что на протяжении миллионов лет самое сильное влияние на климат Земли оказывали периодические изменения ее орбиты. За последние 3 миллиона лет регулярные колебания количества солнечного света, падающего на поверхность планеты, вызвали серию ледниковых периодов, перемежавшихся короткими теплыми межледниковыми интервалами.

Одной из наиболее известных и общепринятых теорий периодического обледенения Земли является астрономическая модель, предложенная в 1920 году Сербским геофизиком Милутином Миланковичем. В соответствии с гипотезой Миланковича полушария Земли в результате изменения ее движения могут получать меньшее или большее количество солнечной радиации, что отражается на глобальной температуре.

За миллионы лет сменилось множество климатических циклов. В конце последнего ледникового периода ледяной покров, в течение 100 тысяч лет сковывавший север Европы и Северной Америки, начал уменьшаться и 6 тысяч лет назад исчез. Многие ученые считают, что развитие цивилизации приходится в основном на теплый промежуток между ледниковыми периодами.

Атмосфера нагревается, поглощая как солнечную радиацию, так и собственное излучение земной поверхности. Нагретая атмосфера излучает сама. Так же как и земная поверхность, она излучает инфракрасную радиацию в диапазоне невидимых глазу длинных волн. Значительная часть (около 70%) излучения атмосферы приходит к земной поверхности, которая практически полностью ее поглощает (95-99%). Это излучение называется "встречным излучением", так как оно направлено навстречу собственному излучению земной поверхности. Основной субстанцией в атмосфере, поглощающей земное излучение и посылающей встречное, является водяной пар.

Помимо водяного пара в состав атмосферы входят углекислый газ (СО2) и другие газы, которые поглощают энергию в диапазоне волн 7-15 мкм, т.е. там, где энергия земного излучения близка к максимуму. Сравнительно небольшие изменения концентрации СО2 в атмосфере могут оказать воздействие на температуру земной поверхности. По аналогии с процессами, происходящими в оранжереях, когда проникающая сквозь защитную пленку радиация нагревает землю, излучение которой пленкой задерживается, обеспечивая дополнительный нагрев, этот процесс взаимодействия земной поверхности с атмосферой носит название "парникового эффекта".

Явление парникового эффекта позволяет поддерживать на поверхности Земли температуру, при которой возможно возникновение и развитие жизни. Если бы парниковый эффект отсутствовал, средняя температура поверхности земного шара была бы значительно ниже, чем она есть сейчас.

Влияние внешних факторов на глобальную температуру воздуха изучается на основе моделирования. Большинство работ в этом направлении свидетельствуют о том, что в последние 50 лет предполагаемые темпы и масштабы потепления, обусловленные увеличением выбросов парниковых газов, вполне сопоставимы с темпами и масштабами наблюдаемого потепления или превышают их.

Изменения концентрации в атмосфере парниковых газов и аэрозолей, изменения солнечной радиации и свойств земной поверхности меняют энергетический баланс климатической системы. Эти изменения выражаются термином «радиационное воздействие», которое используется для сравнения того, как в силу целого ряда человеческих и естественных факторов на глобальный климат оказывается нагревающее или охлаждающее влияние.

Другой очевидной причиной, вызывающей климатические изменения, является извержение вулканов. Эта возможность обсуждалась еще в XVII веке Бенджаменом Франклином. Идея заключалась в том, что образующиеся в процессе извержения вулкана облака мелких частиц (аэрозоли) могут заметно ослаблять поток приходящей к земной поверхности коротковолновой радиации, почти не изменяя длинноволнового излучения, уходящего в мировое пространство. Дальнейшие исследования показали, что основное влияние на радиацию и термический режим Земли оказывает слой сернокислотного аэрозоля, формирующийся в стратосфере из выброшенных вулканом серосодержащих газов. Наибольший интерес вызывает влияние извержений вулканов на температуру воздуха. Из общих соображений эксперты ожидают понижения температуры в течение некоторого времени.

Океаны также играют важную роль в глобальной климатической системе. Атмосфера имеет общую границу с океаном более чем на 72% поверхности Земли и реагирует на все изменения, происходящие в океане. Надо учесть также, что в любой момент времени количество тепла, запасенного в вертикальном столбе атмосферы высотой от поверхности Земли до границ космического пространства, приблизительно такое же, как содержащееся в столбе воды океана высотой 3 м, считая от поверхности. Поэтому именно океан является главным аккумулятором и хранителем энергии поступающей на Землю солнечной радиации, которая впоследствии высвобождается в атмосферу.

Обладая огромной теплоемкостью, океаны оказывают стабилизирующее влияние на атмосферу, делая ее более устойчивой. В то же время и основные параметры океанов испытывают долгопериодные и короткопериодные изменения, и некоторые из них по своим временным характеристикам сравнимы с изменениями, происходящими в атмосфере.

Существующие в настоящее время климатические условия во многом обусловлены воздействием океана. Запас тепла в океане размещен неравномерно и постоянно перемещается океаническими течениями.

Помимо постоянного переноса тепла поверхностными течениями, в океане происходит регулярное перемешивание вод по глубине, известное как "термогалинная циркуляция", зависящее как от температуры воды, так и от содержания в ней солей, или солености соленая вода замерзает при более низкой температуре.

Согласно исследованию датских ученых, магнитное поле Земли также в значительной степени влияет на климат, а это может привести к пересмотру устоявшегося мнения о том, что основную ответственность за глобальное потепление несут парниковые газы.

Согласно оценочному докладу МГЭИК 2007 года, с вероятностью в 90% наблюдаемые изменения климата связаны с деятельностью человека. Подобная гипотеза была выдвинута еще в 1992 году в Рамочной конвенции ООН об изменении климата.

Антропогенное происхождение современных климатических изменений, в частности, подтверждают палеоклиматические исследования, основанные на анализе содержания парниковых газов в пузырьках воздуха, вмерзших в лед. Они показывают, что такой концентрации СО2 как сейчас не было за последние 650 тысяч лет. Причем по сравнению с доиндустриальной эпохой (1750) концентрация углекислого газа в атмосфере выросла на треть. Современные глобальные концентрации метана и закиси азота также существенно превысили доиндустриальные значения.

Рост концентрации этих трех основных парниковых газов с середины 18 века, по мнению ученых, с очень высокой степенью вероятности связан с хозяйственной деятельностью человека, в первую очередь – сжиганием углеродного ископаемого топлива (нефти, газа, угля и др.), промышленными процессами, а также сведением лесов – естественных поглотителей CO2 из атмосферы.

Глобальное изменение климата предполагает перестройку всех геосистем. Данные наблюдений свидетельствуют о повышении уровня Мирового океана, таянии ледников и вечной мерзлоты, усилении неравномерности выпадения осадков, изменении режима стока рек и других глобальных изменениях, связанных с неустойчивостью климата.

Последствия климатических изменений проявляются уже сейчас, в том числе в виде увеличения частоты и интенсивности опасных погодных явлений, распространении инфекционных заболеваний. Они наносят значительный экономический ущерб, угрожают стабильному существованию экосистем, а также здоровью и жизни людей. Выводы ученых говорят о том, что продолжающиеся климатические изменения могут в будущем привести к еще более опасным последствиям, если человечество не предпримет соответствующих предупредительных мер.

Введение

Земля – третья от Солнца планета и пятая по размеру среди всех планет Солнечной системы. Она является так же крупнейшей по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы. Примерная дата образования Земли – 4,54 млрд. лет назад. Весь процесс формирования планеты занял примерно 10-20 млн. лет.

Планета Земля уникальна: огромный каменный шар окружностью 40 тысяч километров, одна треть суши, две трети воды и богатая кислородом атмосфера создали единственное известное место во Вселенной, где есть жизнь! Однако этот сине-зеленый оазис не всегда был столь гостеприимным. На планете сохранились следы ее сурового прошлого – времени, когда ее раздирали страшнейшие катастрофы и условия жизни на ней были невыносимы.

В течении 4,5 млрд. лет этот мир изменялся – он горел в огне и замерзал во льдах, его затопляли океаны и отравляли ядовитые небеса. Организмам, населяющим нашу планету сегодня, повезло. Им удалось выжить в условиях массового вымирания. Ученые постигают тайны Земли на протяжении двух столетий.

Изменение климата

Климат - это многолетний статистический режим погоды, характерный для данной местности в силу её географического положения.

Итак, чтобы предсказать погоду, надо знать температурный режим всей атмосферы Земли, а тепло исходит от двух источников: от Солнца и от недр Земли. Солнце – внешний источник тепла, кора Земли, которая содержит большое количество радиоактивных веществ – внутренний источник тепла.

Краткий перечень главных причин изменения климата на Земле :

1) Главные (постоянные) факторы формирования климата (действуют на протяжении 5 миллиардов лет), которые влияют на климат всей планеты на 80 %. Это космические и геофизические факторы, которые воздействуют на климат Земли в глобальном масштабе и на протяжении уже 5 миллиардов лет.

Остывание Солнца, снижение эволюционной солнечной активности;

Охлаждение всего объёма земного шара,

Эволюционное уменьшение количества влаги в атмосфере.

Эволюционная потеря атмосферы Земли через 3 миллиарда лет.

2) Факторы кратковременного действия на процессы формирование климата (на 100 – 10 000 лет), которые влияют на климат всей планеты на 19 %.

Периодическое увеличение солнечной активности каждые 12 лет,

Изменение наклона оси вращения Земли. Земная ось наклонена к плоскости орбиты под углом 66,33° градусов. Таким образом, угол между перпендикуляром и плоскостью орбиты (90° – 66,33° =) равняется 23,77 °. Исключительно наклоном оси обусловлены смены времен года.

Изменение наклона плоскости вращения Земли по отношению к эклиптике,

Изменение эксцентриситета орбиты Земли; орбита вращения Земли вокруг Солнца представляет собой эллипс, в одном из фокусов которого расположено Солнце.

3) Локальные факторы изменения климата, которые влияют на климат всей планеты на 1 %, которые воздействуют на отдельный регион, и не имеют никакого влияние на формирование климата всей планеты. Это техногенные и антропогенные факторы, то есть процессы, возникающие от действия техники и человечества, когда происходит незначительное изменение климата в местном, а не в глобальном масштабе.

Теперь коротко опишем в популярной форме все космические механизмы, которые сильно или слабо влияют на формирование климата Земли.

4. Главный (постоянный) фактор формирования климата: эволюционное охлаждение земного шара. Все планеты вначале своей эволюции состоят из радиоактивных элементов, а поэтому быстро разогреваются и светятся как маленькие звёздочки. Первая эволюционная стадия планет характеризуется сильным разогреванием их вещества (до нескольких тысяч градусов). Причина известна – высокая радиоактивность первичной материи. Геофизикой установлено, что единственной причиной нагревания недр планет является радиоактивный распад изотопов. Теплота – это хаотическое движение атомов. Радиоактивные изотопы периодически излучают элементарные частицы, и от отдачи вылета частицы сами атомы начинают совершать колебательные тепловые движения внутри «кристаллической решетки». Элементарная частица во время полета сталкивается с соседними атомами, передает им равное количество движения, и те также начинают колебаться. Хаотическое колебательное движение миллионов атомов является причиной возникновения тепла и температуры, отражает физический смысл нагретого, горячего вещества. Так происходит распространение тепла от радиоактивных пород.

В настоящее время в объеме Земли, масса которой 10 24 кг, содержится всего 1014 кг радиоактивных элементов, а 5 миллиардов лет назад их масса была в миллионы раз больше. Радиоактивные элементы нагревают окружающее пространство. Поэтому поверхность молодых планет всегда горячая (достигает 1 – 4 тысячи градусов). Причиной уменьшения количества радиоактивных элементов является их переход в стабильные изотопы после серии радиоактивных превращений. Стабильные элементы не обладают теплотворной функцией. Все старые планеты с возрастом 6 - 8 миллиардов лет состоят исключительно из стабильных элементов, поэтому являются холодными и снаружи и внутри. На их поверхности начинают образовываться льды и снега.

ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

Что такое глобальное изменение климата и почему его часто называют «глобальным потеплением»?

Нельзя не согласиться с тем, что климат на Земле меняется и это становится глобальной проблемой для всего человечества. Факт глобального изменения климата подтвержден научными наблюдениями и не оспаривается большинством ученых. И все же вокруг этой темы идут постоянные дискуссии. Одни употребляют термин "глобальное потепление" и делают апокалиптические прогнозы. Другие пророчат наступление нового «ледникового периода» - и тоже делают апокалиптические прогнозы. Третьи считают изменения климата естественным, а доказательства обеих сторон о неизбежности катастрофических последствий изменения климата – спорными.

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. 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), про 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.

ПОНЯТИЕ И СУЩНОСТЬ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА

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.

Какие газы называют «парниковыми»?

К наиболее известным и распространенным парниковым газам относятся водяной пар (Н2О), углекислый газ (CO2), метан (СН4) и веселящий газ или закись азота (N2O). Это парниковые газы прямого действия. Большая часть их образуется в процессе сжигания органического топлива.

Кроме того, есть еще две группы парниковых газов прямого действия, это галоуглероды и гексафторид серы (SF6). Их выбросы в атмосферу связанны с современными технологиями и промышленными процессами (электроника и холодильное оборудование). Их количество в атмосфере совсем ничтожно, но, они их влияние на парниковый эффект в десятки тысяч раз сильнее, чем CO2.

Водяной пар - основной парниковый газ, ответственный более, чем за 60% естественного парникового эффекта. Антропогенное увеличение его концентрации в атмосфере пока не отмечалось. Однако увеличение температуры Земли, вызванное другими факторами, усиливает испарение воды океана, что, может привести к росту концентрации водяного пара в атмосфере и – к усилению парникового эффекта. С другой стороны, облака в атмосфере отражают прямой солнечный свет, что уменьшает поступление энергии на Землю и, соответственно, снижает парниковый эффект.

Углекислый газ – наиболее известный из парниковых газов. Естественными источниками СО2 являются вулканические выбросы, жизнедеятельность организмов. Антропогенными источниками являются сжигание органического топлива (включая лесные пожары), а также целый ряд промышленных процессов (например, производство цемента, стекла). Углекислый газ, по мнению большинства исследователей, несет основную ответственность за глобальное потепление, вызванное «парниковым эффектом». Концентрация CO2 за два века индустриализации выросла более, чем на 30% и корректируется с изменением среднемировой температуры.

Метан - второй по значимости парниковый газ. Выделяется из-за утечки на разработке месторождений каменного угля и природного газа, из трубопроводов, при горении биомассы, на свалках (как составная часть биогаза), а также в сельском хозяйстве (скотоводство, рисоводство) и т.п. Животноводство, применение удобрений, сжигание угля и другие источники дают около 250 миллионов тонн метана в год. Количество метана в атмосфере невелико, но его парниковый эффект или потенциал глобального потепления (ПГП) в 21 раз сильнее, чем у СO2.

Закись азота –третий по значимости парниковый газ: его воздействие в 310 раз сильнее, чем у СO2, но содержится в атмосфере он в очень небольших количествах. В атмосферу попадает в результате жизнедеятельности растений и животных, а также при производстве и применении минеральных удобрений, работе предприятий химической промышленности.

Галоуглероды (гидрофторуглероды и перфторуглероды) - газы, созданные для замены озоноразрушающих веществ. Используются в основном в холодильном оборудовании. Имеют исключительно высокие коэффициенты влияния на парниковый эффект: в 140-11700 раз выше, чем у СО2.Их эмиссии (выделение в окружающую среду) невелики, но быстро возрастают.

Гексафторид серы – его поступление в атмосферу связано с электроникой и производством изоляционных материалов. Пока оно невелико, но объем постоянно возрастает. Потенциал глобального потепления равен 23900 ед.

ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ И ВОЗДЕЙСТВИЕ НА НЕГО ЧЕЛОВЕКА

Глобальное потепление - это постепенное увеличение средней температуры на нашей планете, вызванное повышением концентрации парниковых газов в атмосфере Земли.

По данным прямых климатических наблюдений (изменение температур в течение последних двухсот лет) средние температуры на Земле повысились, и хотя причины такого повышения все ещё являются предметом дискуссий, но одной из наиболее широко обсуждаемых и является антропогенный парниковый эффект. Антропогенное увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере нарушает естественный тепловой баланс планеты, усиливает парникового эффекта, и как следствие, вызывает глобальное потепление.

Это процесс медленный и постепенный. Так, за последние 100 лет средняя температура Земли увеличилась всего на 1оС. Казалось бы, немного. Что же тогда вызывает тревогу мировой общественности и заставляет правительства многих стран принимать меры для уменьшения выбросов парниковых газов?

Во-первых, этого оказалось достаточно, чтобы вызвать таяние полярных льдов и повышение уровня мирового океана со всеми вытекающими последствиями.

А во-вторых, некоторые процессы легче запустить, чем остановить. Например, в результате таяния вечномерзлых пород субарктики в атмосферу попадает огромные количества метана, что еще больше усиливает парниковый эффект. А опреснение океана из-за таяния льдов вызовет изменение теплого течения Гольфстрим, что скажется на климате Европы. Таким образом, глобальное потепление спровоцирует изменения, которые, в свою очередь, ускорят изменение климата. Мы запустили цепную реакцию…

Насколько сильно воздействие человека на глобальное потепление?

Идея о значительном вкладе человечества в парниковый эффект (а значит и в глобальное потепление) поддерживается большинством правительств, ученых, общественных организаций и СМИ, но пока не является окончательно установленной истиной.

Одни утверждают, что: концентрация углекислого газа и метана в атмосфере с доиндустриального периода (с 1750 г.) увеличились на 34% и 160% соответственно. Причем такого уровня она не достигала в течение сотен тысяч лет. Это явно связано с ростом потребления топливных ресурсов и развитием промышленности. И подтверждается совпадением график роста концентрации углекислого газа с графиком роста температуры.

Другие возражают: в поверхностном слое Мирового океана растворено углекислого газа в 50-60 раз больше, чем в атмосфере. По сравнению с этим воздействие человека просто ничтожно. Кроме того, океан обладает способностью поглощать СО2 и тем самым компенсирует воздействие человека.

Однако в последнее время появляется все больше фактов в пользу влияния деятельности человека на глобальное изменение климата. Вот только некоторые из них.

южная часть мирового океана потеряла свою способность поглощать значительные количества углекислоты, и это еще больше ускорит глобальное потепление на планете

поток тепла, поступающего на Землю от Солнца, в последние пять лет сокращается, но на земле наблюдается не похолодание, а потепление…

Насколько повысится температура?

Согласно некоторым сценариям изменения климата к 2100 году среднемировая температура может вырасти на 1,4 - 5,8 градуса по Цельсию - если не будут приняты шаги по сокращению парниковых выбросов в атмосферу. Кроме того, периоды жаркой погоды могут стать более длительными и более экстремальными по температурам. При этом развитие ситуации будет очень сильно отличаться в зависимости от региона Земли, и эти различия предсказать чрезвычайно сложно. Например, для Европы предсказывают вначале не очень большой период похолодания в связи с замедлением и возможным изменением течения Гольфстрим.

ПОСЛЕДСТВИЯ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ

Глобальное потепление сильно отразится на жизни некоторых животных. Например, белые медведи, тюлени и пингвины будут вынуждены сменить места своего обитания, так как полярные льды исчезнут. Многие виды животных и растений также исчезнут, не успев приспособиться к быстро изменяющейся среде обитания. 250 млн лет назад глобальное потепление убило три четверти всего живого на Земле

Глобальное потепление изменит климат в мировом масштабе. Ожидаются рост числа климатических катаклизмов, рост числа наводнений из-за ураганов, опустынивание и сокращение летних осадков на 15-20% в основных сельскохозяйственных районах, повышения уровня и температуры океана, границы природных зон сдвинутся к северу.

Более того, по некоторым прогнозам глобальное потепление вызовет наступление малого ледникового периода. В 19-м веке причиной такого похолодания было извержение вулканов, в нашем веке причина уже другая - опреснение мирового океана в результате таяния ледников

Как глобальное потепление отразится на человеке?

В краткосрочной перспективе: нехваткой питьевой воды, ростом числа инфекционных заболеваний, проблемами в сельском хозяйстве из-за засух, рост числа смертей в результате наводнений, ураганов, жары и засухи.

Самый серьезный удар может быть нанесен по беднейшим странам, которые меньше всех ответственны за обострение данной проблемы, и которым наименее всего готовы к изменению климат. Потепление и рост температур, в конце концов, могут повернуть вспять все, что было достигнуто трудом предыдущих поколений.

Разрушение устоявшихся и привычных систем ведения сельского хозяйства под воздействием засух, нерегулярных осадков и т.д. может реально поставить на грань голода примерно 600 млн человек. К 2080 году серьезную нехватку воды испытает 1,8 млрд человек. А в Азии и Китае из-за таяния ледников и изменения характера осадков может случиться экологический кризис.

Увеличение температуры на 1,5-4,5°С приведет к подъему уровня океана на 40-120 см (по некоторым расчетам до 5 метров). Это означает затопление многих малых островов и наводнения в прибрежных территориях. На территориях, подверженным наводнениям, окажутся около 100 млн жителей, более 300 млн людей будут вынуждены мигрировать, исчезнут некоторые государства (например, Нидерланды, Дания, часть Германии).

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает, что здоровье сотен миллионов человек может оказаться под угрозой в результате распространения малярии (из-за увеличения числа комаров на затопленных территориях), кишечных инфекций (из-за нарушения водопроводно-канализационных систем) и т.д.

В долгосрочной перспективе это может привести - к очередному этапу эволюции человека. Наши предки столкнулись с подобной проблемой, когда после ледникового периода температура резко поднялась на 10°С, но именно это привело к созданию нашей цивилизации.

Специалисты не располагают точными данными о том, каков вклад человечества в наблюдаемый рост температур на Земле и какой может быть цепная реакция.

Также неизвестно точное соотношение между ростом концентрации парниковых газов в атмосфере и ростом температур. Это одна из причин того, что прогнозы изменения температур так сильно разнятся. И это дает пищу скептикам: некоторые ученые считают проблему глобального потепления несколько преувеличенной, как и данные о росте средней температуры на Земле.

У ученых нет единого мнения по поводу того, каким может быть итоговый баланс позитивных и негативных эффектов изменения климата, и по какому сценарию будет дальше развиваться ситуация.

Ряд ученых полагают, что некоторые факторы могут ослабить эффект глобального потепления: с ростом температур ускорится рост растений, что позволит растениям забирать из атмосферы больше углекислого газа.

Другие же считают, что возможные негативные последствия глобального изменения климата недооценены:

засухи, циклоны, штормы и наводнения станут происходить чаще,

повышение температура мирового океана вызывает к тому же и увеличение силы ураганов,

скорость таяния ледников и повышение уровня океана также будут более быстрыми…. И это подтверждается данными новейших исследований.

Уже сейчас уровень океана увеличился на 4 см вместо прогнозированных 2 см, скорость таяния ледников выросла в 3 раза (толщина ледяного покрова уменьшилась на 60-70 см, а площадь нетающих льдов Северного ледовитого океана только за один 2005 год сократилась на 14%).

Возможно, деятельность человека уже обрекла ледяной покров на полное исчезновение, что может вылиться в несколько раз большее повышение уровня океана (на 5-7 метров вместо 40-60 см).

Более того, по некоторым данным глобальное потепление может наступить гораздо быстрее, чем считалось ранее из-за высвобождения углекислого газа из экосистем, в том числе из Мирового океана.

И, наконец, мы не должны забывать, что вслед за глобальным потепление может наступить глобальное похолодание.

Однако, каким бы не был сценарий, все говорит за то, что мы должны перестать играть в опасные игры с планетой и уменьшить свое воздействие на нее. Лучше переоценить опасность, чем недооценить ее.

МЕРЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ

Международное сообщество, признавая опасность, связанную с постоянным ростом выбросов парниковых газов в 1992 г. в Рио-де-Жанейро на Конференции ООН по окружающей среде и развитию договорилось о подписании Рамочной Конвенции ООН об изменении климата (РКИК).

В декабре 1997 г. в Киото (Япония) был принят Киотский протокол, который обязывает индустриально развитые страны сократить к 2008-2012 годам выбросы парниковых газов на 5% от уровня 1990 года, в том числе Европейский союз должен сократить выбросы тепличных газов на 8%, США - на 7%, Япония - на 6%. России и Украине достаточно, чтобы их выбросы не превышали уровень 1990 года, а 3 страны (Австралия, Исландия и Норвегия) могут даже увеличить свои выбросы, поскольку обладают лесами, поглощающими CO2 .

Для вступления Киотского протокола в силу необходимо, чтобы его ратифицировали государства, на долю которых приходится не менее 55 % выбросов парниковых газов. На сегодня протокол ратифицирован 161 страной мира (более 61 % общемировых выбросов). В России Киотский протокол ратифицирован в 2004 г. Заметным исключением стали США и Австралия, вносящие значительный вклад в парниковый эффект, но отказавшиеся ратифицировать протокол.

В 2007 году в Бали был подписан новый протокол, расширяющий перечень мер, которые необходимо предпринять для снижения антропогенного влияния на изменение климата.

Вот некоторые из них:

1. Уменьшить сжигание ископаемого топлива

Сегодня 80% энергии мы получаем из ископаемого топлива, сжигание которого что является основным источником парниковых газов.

2. Шире использовать возобновляемые источники энергии.

Солнечная и ветровая энергия, энергия биомассы и геотермальная энергия, энергия приливов и отливов - сегодня использование альтернативных источников энергии становиться ключевым фактором для долгосрочного устойчивого развития человечества.

3. Прекратить уничтожение экосистем!

Должны быть прекращены всякие нападки на нетронутые экосистемы. Естественные экосистемы поглощают СО2 и являются важным элементом в поддержании баланса СО2. Особенно хорошо с этим справляются леса. Но во многих регионах мира леса продолжают уничтожаться с катастрофической скоростью.

4. Снизить потери энергии при производстве и транспортировке энергии

Переход от крупномасштабной энергетики (ГЭС, ТЭЦ, АЭС) к мелким местным электростанциям позволит сократить потери энергии. При транспортировке энергии на дальнее расстояние может быть потеряно в пути до 50% энергии!

5. Использовать новые энергоэффективные технологии в промышленность

В настоящий момент КПД большинства используемых технологий составляет около 30%! Необходимо внедрять новые энергоэффективные технологии производства.

6. Снизить энергопотребление в строительном и жилищном секторе.

Должны быть приняты регламенты, предписывающие использовать при строительстве новых зданий энергоэффективные материалы и технологии, что позволит сократить потребление энергии в домах в несколько раз.

7. Новые законы и стимулы.

Должны быть приняты законы, облагающие повышенными налогами предприятия, превышающие лимиты выбросов СО2, и предусматривающие налоговые льготы производителям энергии от возобновляемых источников и энергоэффективных товаров. Перенаправить финансовые потоки на развитие именно этих технологий и производств.

8. Новые способы перемещения

Сегодня в больших городах выбросы автотранспорта составляет 60-80% всех выбросов. Необходимо поощрять использование новых экологически безопасных видов транспорта, поддерживать общественный транспорт, развивать инфраструктуры для велосипедистов.

В результате изучения материалов метеорологических наблюдений, выполняемых во всех районах земного шара, установлено, что климат не является постоянным, а подвержен определенным изменениям. Начавшееся в конце XIX в. потепление особенно усилилось в 1920-30-х гг., однако затем началось медленное похолодание, которое прекратилось в 1960-е гг. Исследования геологами осадочных отложений земной коры показали, что в прошедшие эпохи происходили гораздо большие изменения климата. Поскольку эти изменения были обусловлены природными процессами их называют естественными.

Наряду с естественными факторами на глобальные климатические условия оказывает всевозрастающее влияние хозяйственная деятельность человека . Это влияние начало проявляться тысячи лет назад, когда в связи с развитием земледелия в засушливых районах стало широко применяться искусственное орошение. Распространение земледелия в лесной зоне также приводило к некоторым изменениям климата, так как требовало вырубки лесов на больших пространствах. Однако изменения климата в основном ограничивались изменениями метеорологических условий только в нижнем слое воздуха в тех районах, где осуществлялись значительные хозяйственные мероприятия.

Во второй половине XX в. в связи с быстрым развитием промышленности и ростом энерговооруженности возникли угрозы изменения климата на всей планете. Современными научными исследованиями установлено, что влияние антропогенной деятельности на глобальный климат связано с действием нескольких факторов, из которых наибольшее значение имеют:

увеличение количества атмосферного углекислого газа, а также некоторых других газов, поступающих в атмосферу в ходе хозяйственной деятельности, что усиливает парниковый эффект в атмосфере;
увеличение массы атмосферных аэрозолей;
возрастание количества вырабатываемой в процессе хозяйственной деятельности тепловой энергии, поступающей в атмосферу.

Наибольшее значение имеет первая из указанных причин антропогенного изменения климата. Суть « » заключается в следующем. В атмосфере содержатся в определенной концентрации «радиационно-активные» газы, имеющие большое значение для жизни на Земле, поскольку задерживают тепло в нижних слоях атмосферы. Без этих газов температура земной поверхности была бы примерно на 33°С ниже. Однако повышение концентрации парниковых газов (углекислого газа — С0 2 , метана — СН 4 , закиси азота — N,0, хлорфторуглеродов и др.) у земной поверхности приводит к формированию определенной «газовой завесы», которая не пропускает избыточное инфракрасное излучение от поверхности Земли обратно в космос, как это должно быть при нормальной концентрации этих газов. В результате значительная часть энергии остается в приземном слое, что вызывает потепление у самой ее поверхности.

Основной вклад в потепление вносит углекислый газ (65% от всех источников). Рост концентрации углекислого газа в атмосфере определяется образованием С0 2 в результате сжигания угля, нефтепродуктов и других видов топлива. Поступление углекислого газа в атмосферу столь велико, что прекращение этого процесса в ближайшие десятилетия представляется технически неосуществимым. Кроме того, объем потребления энергии в развивающихся странах начинает быстро расти. Постепенный рост количества СО, и других парниковых газов в атмосфере уже оказывает заметное влияние на климат Земли, изменяя его в сторону потепления. Общая тенденция к повышению глобальной средней температуры у поверхности земли усиливается, что уже привело в XX в. к повышению средней температуры воздуха на 0,6°С.

В результате четырехкратного увеличения во второй половине XX в. объема выбросов углеродистых соединений атмосфера Земли стала нагреваться возрастающими темпами (рис. 1). Согласно прогнозам ООН, последующее глобальное повышение температуры воздуха в XXI столетия составит от 1,5 до 4°С.

Рис. 1. Изменение среднегодовой температуры воздуха в приземном слое Земли (1860-2000 гг.)

Прогнозируются следующие последствия глобального потепления:

повышение уровня мирового океана, вследствие таяния ледников и полярных льдов (за последние 100 лет на 10-25 см), что, в свою очередь, оборачивается затоплением территорий, смещением границ болот и низинных районов, повышением солености воды в устьях рек, а также потенциальной утратой мест проживания человека;
изменение количества осадков (количество осадков повышается в северной части Европы и снижается в южной);
изменение гидрологического режима, количества и качества водных ресурсов;
воздействие на экологические системы, сельское и лес!юе хозяйство (смешение климатических зон в северном направлении и миграция видов дикой фауны, изменение сезонности роста и продуктивности угодий в сельском и лесном хозяйстве).

Все перечисленные выше факторы могут оказать катастрофическое воздействие на здоровье людей, экономику и на общество в целом. Растущая частота засух и последующий кризис сельского хозяйства повышают угрозу голода и социальной стабильности в некоторых регионах мира. Сложности с водоснабжением в странах с теплым климатом стимулируют распространение тропических и субтропических болезней. По мере усиления тенденций к потеплению погодные условия становятся более изменчивыми, а климатические стихийные бедствия — более разрушительными. Возрастает ущерб, наносимый стихийными бедствиями мировому хозяйству (рис. 2). Лишь за один 1998 г. он превысил ущерб, нанесенный стихийными бедствиями за все 1980-е гг., десятки тысяч людей погибли и около 25 млн «экологических беженцев» вынуждены были покинуть свои дома.

Рис. 2. Экономический ущерб, нанесенный мировому хозяйству, 1960-2000 гг. (млрд долл. США, ежегодно)

В конце XX в. человечество пришло к пониманию необходимости решения одной из сложнейших и чрезвычайно опасных экологических проблем, связанной с изменением климата, и в середине 1970-х гг. начались активные работы в этом направлении. На Всемирной климатической конференции в Женеве (1979) были заложены основы Всемирной климатической программы. В соответствии с резолюцией Генеральной Ассамблеи ООН об охране глобального климата в интересах нынешнего и будущего поколений принята рамочная Конвенция ООН об изменении климата (1992). Цель конвенции — добиться стабилизации концентрации парниковых газов в атмосфере на таком уровне, который не будет оказывать опасное воздействие на глобальную климатическую систему. Причем решение этой задачи предполагается осуществить в срок, достаточный для естественной адаптации экосистем к изменению климата и позволяющий избежать угрозы производству продовольствия, а также обеспечивающий дальнейшее экономическое развитие на устойчивой основе.

Для ослабления угрозы глобального потепления необходимо в первую очередь сократить объем выбросов диоксида углерода. Большинство этих выбросов возникает в результате сжигания ископаемого топлива, которое по-прежнему обеспечивает более 75% мировой энергии. Быстро увеличивающееся число автомобилей на планете усиливает опасность дальнейшего объема выбросов. Стабилизация СО, в атмосфере на безопасном уровне возможна при общем снижении (примерно на 60%) объема выбросов парниковых газов, вызывающих глобальное потепление. В этом может помочь дальнейшее развитие энергосберегающих технологий, более широкое использование возобновляемых источников энергии.

На III Конференции стран, подписавших рамочную Конвенцию ООН об изменении климата (РКИК) в г. Киото был принят Киотский протокол к РКИК (1997), который зафиксировал определенные количественные обязательства по сокращению выбросов парниковых газов для промышленно развитых стран и стран с переходной экономикой. На момент подписания Киотского протокола выбросы парниковых газов распределялись следующим образом: США — 36,1 %, страны ЕС — 25,0, Россия — 17,4, Япония — 8,5, страны Восточной Европы — 7,4, Канада — 3,3, Австралия и Новая Зеландия — 2,3% от общемировых выбросов. Реализация Киотского протокола могла бы привести к значительному прогрессу, так как протокол обязывает промышленно развитые страны пойти на ограничения выбросов и сократить общие выбросы парниковых газов в период 2008-2012 гг. в среднем на 5%, по сравнению с уровнем 1990 г. Достижение первой группы целей, поставленных в Киотском протоколе рассматривается ООН лишь как начало движения в направлении к тому, что необходимо сделать для замедления процесса глобального потепления, а в перспективе — к снижению риска глобального изменения климата.

Большие надежды мировая общественность возлагала на 15-ю конференцию ООН по изменению климата (Копенгаген, 2009). Накануне ее открытия были опубликованы новые данные о распределении выбросов парниковых газов по отдельным странам: Китай — 20,8%; США — 19,9; Россия-5,5; Индия-4,6; Япония-4,3; Германия — 2,8; Канада — 2,0; Великобритания — 1,8; Южная Корея — 1,7; Иран — 1,6% относительно совокупного выброса С02 в атмосферу. На конференции были разработаны рекомендации о сокращении выбросов парниковых газов и ежегодном выделении малым государствам 100 млрд долл. на финансирование экологических программ до 2020 г. Однако разногласия между развитыми и развивающимися странами не позволили принять юридически обязывающий документ по сокращению вредных выбросов.

В России разработана и утверждена климатическая доктрина, в которой государство декларирует, что оно готово выделять ресурсы на систематические наблюдения за климатом, а также на фундаментальные прикладные исследования в области климата и смежных областях науки. Россия максимально концентрирует усилия на снижении выбросов парниковых газов и увеличении их абсорбции поглотителями и накопителями. Достичь этого предполагается при последовательном внедрении энергосберегающих технологий и альтернативных источников энергии. Россия взяла на себя обязательства по дальнейшему смягчению антропогенного воздействия на климат: к 2020 г. сократить выбросы парниковых газов на 25% относительно 1990 г. (страны Евросоюза — на 20%).

Изучение климатических изменений

Растительные остатки, рельеф и ледниковые отложения, горные породы и ископаемые содержат информацию о значительных колебаниях средних температур и осадков на протяжении геологического времени. Изменения климата также могут изучаться на основании анализа годичных колец древесины, аллювиальных отложений, донных осадков океанов и озер и органических торфяников. В течение нескольких последних миллионов лет в целом происходило похолодание климата, а сейчас, судя по непрерывному сокращению полярных ледяных покровов, мы, видимо, находимся в конце ледникового периода.

Климатические изменения за исторический период иногда можно реконструировать на основе информации о неурожаях, наводнениях, заброшенных поселениях и миграции народов. Непрерывные ряды измерений температуры воздуха имеются только для метеорологических станций, расположенных преимущественно в Северном полушарии. Они охватывают лишь немногим более одного столетия. Эти данные свидетельствуют, что за последние 100 лет средняя температура на земном шаре увеличилась почти на 0,5 °С. Это изменение происходит не плавно, а скачкообразно — резкие потепления сменялись стабильными этапами.

Специалисты разных областей знания предложили многочисленные гипотезы для объяснения причин климатических изменений. Одни полагают, что климатические циклы определяются периодическими колебаниями солнечной активности с интервалом около 11 лет. На годовые и сезонные температуры могли влиять изменения формы орбиты Земли, что приводило к изменению расстояния между Солнцем и Землей. В настоящее время Земля находится ближе всего к Солнцу в январе, однако примерно 10 000 лет назад такое положение она занимала в июле. Согласно еще одной гипотезе в зависимости от угла наклона земной оси менялось количество поступавшей на Землю солнечной радиации, что влияло на общую циркуляцию атмосферы. Не исключено также, что полярная ось Земли занимала иное положение. Если географические полюса находились на широте современного экватора, то, соответственно, смещались и климатические пояса.

Географические теории объясняют долговременные колебания климата движениями земной коры и изменением положения материков и океанов. В свете глобальной тектоники плит на протяжении геологического времени материки перемещались. В результате менялось их положение по отношению к океанам, а также по широте и т. д.

Большие массы пыли и газов, поступавшие в атмосферу при извержениях вулканов, эпизодически становились преградой на пути солнечной радиации и приводили к охлаждению земной поверхности. Повышение концентрации некоторых газов в атмосфере усугубляет общую тенденцию к потеплению.

Влияние климата на жизнь и хозяйственную деятельность людей

Человек, живущий в определенной местности, привыкает, адаптируется (от лат. adaptation — приспособление) к условиям окружающей его среды, в том числе и к климатическим особенностям местности. Его одежда, обувь, питание, жилище, занятия — результат этой адаптации. Она оказывает существенное влияние на хозяйственную деятельность.

Адаптация необходима человеку при перемене климатических условий.