Причины резкого изменения среды на земле. Изменение климата: кто виноват и что делать

Климат на нашей планете постоянно изменяется, и в последнее время скорость этих изменений увеличивается. Глобальная температура растёт, и это оказывает негативное влияние на мир в целом. В этом обзоре «десятка» фактов, которые дадут понимание того, насколько опасны изменения, происходящие на планете.

1. Парниковый эффект

Увеличиваются как в количестве, так и в продолжительности, периоды сильной жары, а также связанные с ними тепловые удары и количество смертельных случаев. Поскольку в городах по всей планете летом начинается парниковый эффект, они особенно уязвимы.

2. Лихорадка денге

Казалось бы, развитые страны уже давно забыли о ряде заболеваний. Но американские ученые начали бить тревогу: жители Соединенных Штатов становятся все более восприимчивыми к лихорадке денге и малярии.

3. Пресная вода

Хотя уровень моря повышается, наличие пресной воды все время уменьшается. Происходит это из-за таяния ледяных полей, а также засухи.

4. Экстремальные погодные условия

Частота возникновения экстремальных погодных условий, как ожидается, будет возрастать с каждым годом. К примеру, тропические штормы будут происходить чаще и будут более разрушительными. Если климат продолжит меняться текущими темпами, к 2050 году значительно сократится количество коралловых рифов в океане.

5. Приземный смог

Теплый застоявшийся воздух в городах увеличивает образование приземного смога. Половина населения развитых стран уже живет в городах, которые не отвечают общепринятым стандартам качества воздуха, а в Китае это уже стало общенациональной бедой.

6. Соглашение Тувалу с Новой Зеландией

Некоторые островные страны уже рассматривают планы эвакуации. К примеру, Тувалу же заключило соглашение с Новой Зеландией относительно переселения в эту страну в случае полного затопления островов Тувалу, которые с каждым годом все более уходят под воду.

7. $ 700 млрд на ветер

Изменение климата очень больно бьет по карману многим странам. К 2030 году мировая экономика, по прогнозам, потеряет $ 700 млрд из-за расходов, связанных с изменением климата.

8. Сезон аллергии

Все дольше длится сезон аллергии. Это оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье органов дыхания людей, страдающих от аллергии (а таких чуть ли не половина населения).

9. Продовольственная проблема

Вскоре могут начаться проблемы с продовольствием. Во-первых, более высокие температуры увеличивают распространение пищевых заболеваний, таких как сальмонеллез. А во-вторых, на производство сельскохозяйственных культур во всем мире сильно влияют засухи. Глобальные урожаи пшеницы и кукурузы уже сокращаются по всему миру.

10. Демография

Экстремальные погодные условия и сокращение сельскохозяйственного производства в развивающихся странах начнут вызывать больше конфликтов и миграций. А открытие морских путей в Арктике из-за отступающего льда может привести к проблемам суверенитета и международным конфликтам. Расширение пустынь и рост уровня моря также приведут к демографическим и политическим проблемам в связи с более высоким уровнем миграции.

11. Флора и фауна

Многие изменения, которые претерпевает планета, необратимы. К примеру, полностью исчезают различные виды флоры и фауны.

12. Арктика

К 2050 году Арктика будет почти полностью свободна ото льда в летний период. Уже сейчас из-за таяния льдов белые медведи не могут охотиться за пищей. Это приводит к их голоданию и сокращению среды обитания,

13. СО2

Уровень кислотности океанской воды растет в связи с повышением уровня угольной кислоты (из-за СО2 в атмосфере). Это будет иметь негативные последствия для многих видов морской флоры и фауны.

14. Поляризация общества

Самыми худшими последствия изменения климата будут для детей, пожилых людей и бедняков, поскольку они не смогут справиться с резкими изменениями в доступности пищи и резкими изменениями условий жизни. Изменение климата, вероятно, поляризует общество на тех, кто будет в состоянии справиться с ним (более богатые страны), а также на тех, кто не сможет этого сделать (бедные страны).

15. Гибель 30% видов растений и животных

МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) опубликовала довольно жуткий прогноз. Если их прогнозы относительно температуры окажутся верными, то к концу XXI века полностью вымрут до 30% видов растений и животных.

В современном мире все больше человечество волнует вопрос глобального изменения климата на Земле. В последней четверти двадцатого века стали наблюдать резкое потепление. Значительно уменьшилось количество зим с очень низкой температурой, и средняя температура приземного слоя воздуха увеличилась на 0,7 °С. Климат менялся на протяжении миллионов лет естественным путем. Сейчас эти процессы происходят значительно быстрее. Стоит учитывать, что глобальные изменения климата могут привести к опасным последствиям для всего человечества. О том, какие факторы провоцируют изменения климата и какими могут быть последствия, поговорим далее.

Климат Земли

Климат на Земле не был постоянным. Он менялся в течение многих лет. Изменение динамических процессов на Земле, влияние внешних воздействий, солнечного излучения на планету привело к изменениям климата.

Нам известно еще со школьной скамьи, что климат на нашей планете делится на несколько типов. А именно - существует четыре климатических пояса:

• Экваториальный.
• Тропический.
• Умеренный.
• Полярный.

Для каждого типа характерны определенные параметры значений:

• Температуры.
• Количество осадков зимних и летних.

Также известно, что климат существенно влияет на жизнедеятельность растений и животных, а также на почву, водный режим. Именно от того, какой климат преобладает в данном регионе, зависит, какие культуры можно будет выращивать на полях и в подсобных хозяйствах. Неразрывно связано и расселение людей, развитие сельского хозяйства, здоровье и жизнь населения, а также развитие промышленности и энергетики.

Любые изменения климата значительно влияют на нашу жизнь. Рассмотрим, как может меняться климат.

Проявления меняющегося климата

Глобальное изменение климата проявляется в отклонениях погодных показателей от многолетних значений за большой период времени. Сюда входит не только изменение температур, но и частота погодных явлений, которые выходят за рамки нормальных, а считаются экстремальными.

Существуют процессы на Земле, которые непосредственно провоцируют всевозможные изменения климатических условий, а также указывают нам на то, что имеют место глобальные изменения климата.

Стоит отметить, что изменение климата на планете в настоящее время происходит очень быстро. Так, планетарная температура повысилась на полградуса только за каких-то полвека.

Какие факторы влияют на климат

Опираясь на перечисленные выше процессы, которые указывают на изменения климата, можно выделить и несколько факторов, влияющих на эти процессы:

• Смена орбиты и изменение наклона Земли.
• Уменьшение или увеличение количества тепла в глубинах океана.
• Смена интенсивности солнечного излучения.
• Смена рельефа и расположения материков и океанов, а также изменение их размеров.
• Изменение состава атмосферы, существенное повышение количества парниковых газов.
• Изменение альбедо земной поверхности.

На климат планеты все эти факторы оказывают влияние. Изменения климата происходят еще по ряду причин, которые могут носить природный и антропогенный характер.

Причины, которые провоцируют перемену климатических условий

Рассмотрим, какие причины изменения климата рассматривают ученые всего мира.

1. Излучение, идущее от Солнца. Ученые считают, что меняющаяся активность самой горячей звезды может быть одной из главных причин изменения климата. Солнце развивается и от молодого холодного оно медленно переходит в стадию стареющего. Солнечная активность была одной из причин наступления ледникового периода, а также периодов потепления.
2. Парниковые газы. Именно они провоцируют подъем температуры в нижних слоях атмосферы. Основные парниковые газы - это:

3. Изменение орбиты Земли приводит к изменению, перераспределению солнечного излучения на поверхности. На нашу планету влияет притяжение луны и других планет.

4. Воздействие вулканов. Оно заключается в следующем:

• Воздействие на окружающую среду вулканических продуктов.
• Воздействие газов, пепла на атмосферу, как следствие на климат.
• Влияние пепла и газов на снег, лед на вершинах, что приводит к селям, лавинам, наводнениям.

Пассивно дегазирующие вулканы оказывают глобальное влияние на атмосферу, так же как и активное извержение. Может вызвать глобальное понижение температур, а как следствие - неурожай или засуху.

Деятельность человека - одна из причин глобальных перемен климата

Ученые давно нашли главную причину потепления климата. Это увеличение парниковых газов, которые выбрасываются и накапливаются в атмосфере. Как следствие, снижение способности наземных и океанических экосистем поглощать углекислый газ по мере роста его в атмосфере.

Деятельность человека, влияющая на глобальные изменения климата:

Ученые, исходя из своих исследований, сделали вывод, что при влиянии на климат естественных причин температура на земле была бы ниже. Именно человеческое влияние способствует повышению температуры, что приводит к глобальным изменениям климата.

Рассмотрев причины изменения климата, перейдем к последствиям таких процессов.

Существуют ли положительные стороны глобального потепления.

Ищем плюсы в изменившемся климате

Учитывая, насколько прогресс продвинулся вперед, увеличение температурных показателей можно использовать для увеличения урожайности культурных растений. При этом создавая им благоприятные условия. Но это будет возможно только в поясах с умеренным климатом.

К плюсам парникового эффекта можно отнести увеличение продуктивности естественных лесных биогеоценозов.

Глобальные последствия изменения климата

Какими будут последствия в мировом масштабе? Ученые считают что:

Изменение климата Земли окажет существенное влияние и на здоровье человека. Может повыситься количество сердечно-сосудистых и других заболеваний.

• Снижение производства продуктов может привести к голоду, особенно, малообеспеченных слоев населения.
• Проблема глобального изменения климата, конечно же, затронет и политический вопрос. Возможно усиление конфликтов за право обладания источниками пресной воды.

В настоящее время мы уже можем наблюдать некоторые последствия изменения климата. Как будет дальше меняться климат на нашей планете?

Прогнозы развития глобальных изменений климата

Специалисты считают, что может существовать несколько сценариев развития глобальных изменений.

1. Глобальные изменения, а именно повышение температуры, не будет резким. На Земле есть подвижная атмосфера, тепловая энергия за счет движения воздушных масс распределяется по всей планете. Мировой океан накапливает больше тепла, чем атмосфера. На такой большой планете с ее сложной системой изменения не могут происходить слишком быстро. Для существенных изменений понадобятся тысячелетия.
2. Быстрое глобальное потепление. Такой сценарий рассматривается гораздо чаще. Температура увеличилась за последнее столетие на полградуса, количество углекислого газа возросло на 20%, а метана -на 100%. Продолжится таяние Арктических и Антарктических льдов. Существенно выше станет уровень вод в океанах и морях. Возрастет количество катаклизмов на планете. Количество осадков на Земле будет распределяться неравномерно, что увеличит площади, страдающие от засухи.
3. В некоторых частях Земли потепление сменится на кратковременное похолодание. Такой сценарий ученые просчитали, опираясь на то, что теплое течение Гольфстрим стало на 30% медленнее и может полностью остановиться, если температура поднимется на пару градусов. Это может отразиться сильным похолоданием в Северной Европе, а так же в Нидерландах, Бельгии, Скандинавии и в северных районах европейской части России. Но это возможно только на короткий промежуток времени, а потом потепление вернется в Европу. И все будет развиваться по 2 сценарию.
4. На смену глобальному потеплению придет глобальное похолодание. Такое возможно при остановке не только Гольфстрима, но и других океанических течений. Это чревато наступлением нового ледникового периода.
5. Самый жуткий сценарий - это парниковая катастрофа. Увеличение в атмосфере углекислого газа будет способствовать увеличению температуры. Это приведет к тому, что углекислый газ из мирового океана начнет переходить в атмосферу. Будут разлагаться карбонатные осадочные породы с еще большим выделением углекислого газа, что повлечет еще большее повышение температуры и разложение карбонатных пород в более глубоких слоях. Ледники будут быстро таять, при этом снижая альбедо Земли. Повысится количество метана, и температура будет расти, что приведет к катастрофе. Повышение температуры на земле на 50 градусов приведет к гибели человеческой цивилизации, а на 150 градусов - вызовет гибель всех живых организмов.

Глобальное изменение климата Земли, как мы видим, может представлять собой опасность для всего человечества. Поэтому необходимо уделять большое внимание этому вопросу. Необходимо изучать, как мы можем снизить влияние человека на эти глобальные процессы.

Изменение климата в России

Глобальноеизменение климата в России не сможет не затронуть все регионы страны. Оно отразится как положительно, так и отрицательно. Зона проживания передвинется ближе к северу. Расходы на отопление значительно снизятся, и упростится транспортировка грузов вдоль арктического побережья на крупных реках. В северных районах таянье снега в районах, где была многолетняя мерзлота, может привести к серьезному повреждению коммуникаций и строений. Начнется миграция населения. Уже за последние годы значительно повысилось количество таких явлений, как засуха, штормовой ветер, жара, наводнения, сильный холод. Сказать конкретно, как повлияет потепление на разные отрасли, нет возможности. Суть изменения климата должна изучаться всесторонне. Немаловажно снизить влияние деятельности человека на нашу планету. Об этом далее.

Как избежать катастрофы?

Как мы видели ранее, последствия изменения мирового климата могут быть просто катастрофическими. Человечество уже сейчас должно понимать, что мы в силах остановить приближающуюся катастрофу. Что необходимо сделать для спасения нашей планеты:

Нельзя допустить, чтобы глобальное изменение климата вышло из-под контроля.

Большое мировое сообщество на конференции ООН, посвященной изменению климата, приняло Рамочную конвенцию ООН (1992) и Киотский протокол (1999). Как жаль, что свое благосостояние некоторые страны ставят выше решения вопросов глобального изменения климата.

На международное научное сообщество ложится огромная ответственность по определению тенденций изменения климата в будущем и выработка основных направлений последствий этого изменения спасет человечество от катастрофических последствий. А принятие дорогостоящих мер без научного обоснования приведет к огромным экономическим потерям. Проблемы изменения климата касаются всего человечества, и решаться они должны сообща.

Изменения климата Земли в исторической перспективе

Со времени формирования Земли из протопланетного облака происходили сильные изменения в температурном режиме ее поверхности. После того, как почти прекратились бомбардировки Земли кусками протопланетного вещества, распалась большая часть радиоактивных изотопов элементов, уменьшилась диссипация энергии приливов (благодаря отодвиганию Луны), и произошла значительная гравитационная дифференциация земного вещества, эти источники тепла стали слишком слабы, и основными факторами, влияющими на температуру всей поверхности Земли в целом, остались только поток солнечной энергии, поступающей к Земле, а также условия прохождения его и переизлученного потока через атмосферу. Т.е. основными факторами остались только солнечная светимость, пропускание земной атмосферой солнечного излучения, а также парниковый эффект.

Если посмотреть, как менялись солнечная светимость и парниковый эффект за всю историю Земли, то окажется, что солнечная светимость и парниковый эффект изменялись разнонаправлено - солнечная светимость постепенно росла, а парниковый эффект в целом уменьшался (хотя у него наблюдались и колебания на более коротких промежутках времени). Эти разнонаправленные процессы, после того, как основная роль в формировании термического режима поверхности Земли перешла именно к ним, позволили удерживать температуры на поверхности Земли в относительно узком коридоре, в котором возможна биологическая жизнь.

В начальный момент существования Земли, около 4,5 млрд. лет назад, солнечная светимость составляла примерно 1/3 часть от нынешней величины - это связано с тем, что хоть звезда типа Солнца в стабильной фазе своего существования почти не меняется, некоторые медленные изменения все же происходят - водород в ядре постепенно выгорает, и это приводит к очень медленному, но все таки заметному постепенному росту светимости. Парниковый же эффект на начальных этапах существования Земли был очень мощным - значительный нагрев Земли в это время за счет выпадения протопланетных обломков, высокой радиоактивности, и прочих указанных в начале главы причин, вызывал мощную дегазацию земных недр, поток углекислого и других парниковых газов в атмосферу был высок, а эффективных путей вывода их из атмосферы еще не было. .

Изменение средней глобальной температуры поверхности Земли, содержания углекислого газа и кислорода в атмосфере Земли, с архея по настоящее время, в самом грубом приближении.

Если в катархее большая часть земной поверхности была расплавлена (особенно значимую роль тут вероятно играла кинетическая энергия соударения с выпадающими на поверхность кусками протопланетного вещества), то в первой половине архея температуры на поверхности уже опустились до уровня примерно 150 градусов Цельсия и даже ниже, что в условиях мощной атмосферы с высоким давлением, позволило начать конденсироваться водяным парам. Наличие жидкой воды включило механизмы геохимического, неорганического механизма вывода углекислого газа из атмосферы. В это время температура опустилась примерно до 70-90°С, и сохранялась на таком уровне почти до конца архея.

К концу архея, примерно около 2,5 млрд. лет назад значительно уменьшилась тектоническая активность, что уменьшило дегазацию недр. Ускорился и вывод углекислого газа из атмосферы. В результате всего за сотню-полторы миллионов лет основные запасы углекислого газа были выведены из атмосферы, наступило первое в истории земли мощное оледенение, известное как гуронское. Оно продолжалось более сотни миллионов лет, и средняя температуры на поверхности Земли на уровне моря в это время составляла менее 10°С. В дальнейшем все же произошло некоторое накопление углекислого газа в атмосфере, и температуры повысились, хотя так и не достигли архейских значений. Средние температуры большей части протерозоя составляли около 35-40°С, как показывают исследования. Однако к концу протерозоя на процессы вывода углекислого газа из атмосферы начал влиять новый мощный фактор.

В период примерно 900-600 млн. лет назад, на Земле вновь прошла череда сильнейших оледенений. Похоже они были вызваны широким распространением к тому времени живых организмов, способных к фотосинтезу, причем в условиях, очень хороших для захоронения органики (отсутствие кислорода на океанических глубинах) и вывода углекислого газа из атмосферы на длительный срок. Периодическое чередование таких оледенений была вызвана, вероятно, изъятием очень больших объемов углекислого газа из атмосферы биотой, похолоданием и оледенением, и в конце гибелью большей части биомассы, что приводило к сильному сокращению вывода углекислого газа из атмосферы, его накоплению в атмосфере вновь, и опять к потеплению и возрождению жизни.

Но началу фанерозоя, около 600 млн. лет назад, в атмосфере накопилось уже очень много кислорода, кроме того, вода океанических глубин также насыщалась кислородом, благодаря совокупности биологических, так и геохимических факторов. В результате заработали и механизмы, эффективно возвращающие часть захороняемого углерода из органики обратно в атмосферу в виде углекислого газа. Т.е. эффектитвно заработали и процессы окисления захороняемой органики. Благодаря этому, мощные колебания содержания углекислого газа в атмосфере, и соответственно парникового эффекта, поуменьшились, и климатическая система стала стабильнее.

Итак, начиная с фанерозоя, изменения средней глобальной температуры в целом стали относительно небольшими, до 10-15 градусов. В основном, это была более теплая эпоха, по сравнению с современностью, хотя за это время и произошли три оледенения, не достигшие однако, масштаба оледенений протерозоя. Это оледенения на границе верхнего ордовика-нижнего силура (460-420 млн. лет назад), слабое оледенение верхнего девона (370-355 млн. лет назад), и наиболее мощное среди них, пермо-карбоновое (350-230 млн. лет назад), начавшеес в каменноугольном периоде. Связывают их с усилением вывода из атмосферы углекислого газа, с возраставшим в эти периоды потоком захоронения углерода (что отражено даже в названии каменноугольного периода). Кроме того, возможно на колебания климата с приблизительными периодами в 150-250 млн. лет (а именно столько проходит между великими длительными оледенениями) влияет накопление захороненого углерода в предыдущие эпохи. Благодаря движению океанической коры и явлению постоянного подныривания и задвига одних плит под другие (субдукция), происходит модуляция выброса вулканами углекислого газа и метана в атмосферу, запасами углерода накопленного на океаническом дне в предыдущие эпохи.

После продолжительной, почти постоянно теплой мезозойской эры, температура опять начала постепенно падать. Падало и содержание углекислого газа в атмосфере - в начале кайнозоя оно было примерно в пять раз больше, чем в современную эпоху.

Описывая изменения климата в относительно холодные эпохи, необходимо особо выделить одно особо важное обстоятельство. После того, как общее понижение температуры достигало такой величины, что в районе полюсов температура опускалась довольно близко к 0°С, к точке замерзания воды, на климат Земли начинали влиять очень сильно многие факторы, которые в теплые эпохи были малозаметны. Это происходит потому, что тогда даже малого влияния достаточно, чтобы в полярных районах начинали формироваться ледяные шапки, а значит, чтобы и возникала заметная обратная связь между небольшим первоначальным похолоданием, и ростом альбедо, что приводит к дальнейшему, уже большему похолоданию.

Так во второй половине эоцена благодаря тому, что ранее вплотную прижатая к Антарктиде Австралия оторвалась от последней, и начала дрейфовать в строну экватора, вокруг Антарктиды начало формироваться широтное циркумполярное течение, которое стало препятствием для притока к Антарктиде теплых вод, идущих от экватора, и это послужило толчком к началу формирования ледяного щита Антарктиды. В дальнейшем, уже в миоцене, после того, как и Южная Америка отодвинулась от Антарктиды, это широтное течение замкнулось, сформировалось окончательно, и полностью преградило доступ тепла, переносимого океаном, к Антарктиде. В результате, при том что продолжалось и снижение парникового эффекта, и сформировался столь мощный ледяной щит в Антарктиде.

Заметно было и влияние на климат горообразования, повлиявшее уже на атмосферную циркуляцию и перенос атмосферой тепла от экватора к полюсам. Это относиться прежде всего к горообразованию в Евразии, в которой на протяжении кайнозоя сформировался значительный горный пояс, от Пиренеев до Гималаев, что привело к ухудшению переноса атмосферой тепла и влаги в сторону Северного полюса.

Кроме того, сильно стали влиять на климат и циклы Миланковича - периодические изменения параметров земной орбиты, с периодами 23, 41 и 100 тыс. лет. Эти циклы определяют изменения количества солнечной энергии, получаемой различными широтными зонами Земли в отдельные сезоны. Если в теплые эпохи их влияние не превышало 1 градуса, то в холодные, после образования хотя бы небольшого ледяного покрова, их влияние на среднепланетарную температуру начинало возрастать, и в конце концов возрастало в несколько раз.

Это происходило прежде всего потому, что возникали сильные обратные связи между изменением температуры, площадью оледенения (а значит и величиной альбедо) и содержанием водяного пара в атмосфере над оледенением (который является основным парниковым газом и вымораживается над ледяным покровом, а ведь современный парниковый эффект от водяного пара превышает целых 20 градусов!).

Кстати, наличие таких обратных связей и сильное влияние ледяного покрова на местный климат приводит к тому, что изменения температуры в высоких широтах (если там есть оледенение), намного превышает изменение температуры в теплых приэкваториальных широтах (понятно, что при этом сильно растет и общая разница температур между экватором и полюсом). К примеру, при переходе между ледниковым периодом и относительным межледниковьем (типа нынешнего), средняя температура теплых областей, где отсутствовал ледяной покров, менялась всего на 1-2 градуса Цельсия, а изменения в полярных областях были около 10 градусов и выше (колебания в Северном полушарии были выше чем в Южном, в связи с тем, что происходили еще сильные изменения в океанической циркуляции - прежде всего в течении Гольфстрим). А при глобальном переходе от состояния с практически полным отсутсвием льда к состоянию ледниковой эпохи (наподобие ледниковых периодов четвертичного периода) изменения температуры в полярных областях были еще значительнее, составляя уже несколько десятков градусов.

Как видно из рисунка ниже, за последние 5 млн. лет при постепенном снижении температуры сильно росло влияние миланковических циклов (на данном рисунке хорошо видны 100-тысячелетние и наложенные на них 41-тысячелетние циклы), благодаря чему при общем снижении температуры росла амплитуда ее колебаний.

Наиболее точно известны температуры (прежде всего высоких широт) и содержание углекислого газа и метана в атмосфере за последние несколько сотен тысяч лет. Это связано с тем, что есть возможность прямого измерения содержания указанных газов в пробах льда, взятого из ледяных щитов Антарктики и Арктики; кроме того, измерение температуры изотопным методом, благодаря доступу к древнему льду, позволяет проверять и подтверждать данные изотопного анализа, получаемые по карбонатным отложениям.

На рисунке выше показано изменение температуры и содержания углекислого газа за последние 160 тыс. лет. При этом изменение температуры хорошо отображает миланковические циклы (даже видны 20-тысячилетние циклы). Хорошо видно и почти синхронное изменение содержания углекислого газа и температуры. Вместе с тем отмечается, что при переходе от холодной эпохи к более теплой, температура и содержание углекислого газа в атмосфере меняется синхронно, а при обратном переходе изменение концентрации углекислого газа чуть запаздывает по сравнению с изменением температуры.

Судя по всему, в относительно холодные эпохи, когда парниковый эффект сам по себе уже мал (по сравнению с теплыми эпохами, наподобие мезозоя), и существуют уже очаги оледенений, на климат за счет указанных выше обратных связей (по оледенению и водяному пару) начинают сильно влиять факторы Миланковича, и эти же факторы начинают заметно модулировать парниковый эффект и от углекислого газа и метана. Ведь существуют еще и обратные связи между содержанием углекислого газа и метана в атмосфере и температурой. За счет влияния последней на природные резервуары, в которых законсервированы выведенные из атмосферы парниковые газы, возникают к примеру, такие связи: при изменении температуры меняется растворимость углекислого газа в воде, могут разрушаться либо образовываться метангидраты, меняется скорость выброса в атмосферу углекислого газа и метана при разрушении отмершей органики.

Этим можно объяснить то запаздывание снижения уровня углекислого газа в атмосфере по сравнению со снижением температуры, которое наблюдается при похолодании - ведь переход углекислого газа из атмосферы в остывающий океан (холодные воды могут вместить больше углекислого газа) требует довольно длительного времени (в том числе это связано и с растворением карбонатных пород, для высвобождения карбонат-ионов и образования бикарбонат-ионов - а это тысячелетние характерные времена). А синхронное повышение температуры и содержания углекислого газа в атмосфере при потеплении может быть обусловлено мощным выбросом углекислого газа из растаявших при отступлении ледников болот и общей активизации процессов биологического разложения органики. Да и обратное разложение в океане бикарбонат-ионов с разделением на углекислый газ и карбонат-ионы идет уже быстро.

Вместе с тем, нельзя и недооценивать влияние парникового эффекта холодные эпохи - он значительно усиливает колебания температуры. К примеру, оценка влияния парниковых газов за последний климатический цикл на изменение температуры в Антарктиде составляет около 50%, т. е. примерно 3 градуса из 6 (амплитуды ледниково-межледникового изменения) - это изменения температуры благодаря изменению парникового эффекта.

В последнее время температура на поверхности планеты начала быстро и сильно расти. Причем, как видно из представленных выше графиков, рост температуры хорошо совпадает с выбросами углекислого газа от человеческой деятельности. Вместе с тем, надо обратить внимание на небольшое потепление в 30-40 годах, заметное на графике. Это потепление связывают не столько с повышением содержания углекислого газа в атмосфере (его в то время было еще маловато), сколько с увеличением прозрачности атмосферы для солнечного излучения, уменьшением альбедо в это время. Дело в том, что примерно с 20х годов ХХ века на несколько десятилетий установилась низкая вулканическая активность, что привело к уменьшению поступления аэрозолей, отражающих солнечный свет, в атмосферу. Однако вскоре вулканическая активность восстановила свой уровень, количество аэрозолей в атмосфере возросло, и дальнейшее потепление было обусловлено только парниковыми газами.

Скорость климатических изменений и уникальность настоящего момента

Как видно из представленных материалов, изменения глобальной средней температуры на Земле были обычно довольно медленными, для колебаний около 1 градуса и более. Даже наиболее резкие изменения в циклах Миланковича, шли со скоростью примерно 1-1,5°С за 10 тыс. лет, и то в относительно высоких широтах, с ледяным покровом (изменение в среднем по планете в несколько раз меньше, ведь в низких, приэкваториальных широтах, температура меняется очень слабо). В настоящее же время изменения средней глобальной температуры примерно на 1°С, произошли за время около 100 лет, а прогнозируемые в моделях МГЭИК (IPCC) изменения составляют еще 2-6 градусов за последующие 100 лет.

Вместе с тем, резкие изменения климата в истории Земли все же бывали. Правда они были преимущественно довольно локальными, не распространяясь полностью на всю планету. По настоящему глобальное резкое изменение климата в истории Земли известно только одно - это эоценовый термический максимум. Однако вначале разберемся с локальными изменениями.

При исследовании ледяных кернов Гренландии за последние несколько десятков тысяч лет были обнаружены резкие колебания температуры - менее чем за столетие из очень холодного состояния, местный климат в Гренландии теплел более чем на 10 градусов, температура поднималась до почти современных (правда тоже довольно низких) значений.

Резкие изменения температуры в эпоху «юного дриаса» и несколько более ранних эпох, заметны не только в Гренландии, но и в Европе, да и во многих других районах Северного полушария. Однако в южном полушарии эти изменения почти не заметны, а в Антарктиде и вовсе отсутствуют (в эпоху «юного дриаса» в Антарктиде правда тоже было небольшое изменение, начавшееся, однако на 1000 лет раньше и бывшее заметно слабее). Подобные резкие изменения температуры в районе Северной Атлантики связывают с резкими изменениями течения Гольфстрим, которое несет теплые поверхностные воды из приэкваториальных районов к приполярным. Подобные резкие, но относительно локальные изменения могут произойти и в самом ближайшем будущем, под действием даже значительно менее заметных глобальных изменений климата.

Как уже указано выше, в истории Земли на сегодняшний день известно и одно довольно резкое глобальное изменение климата. Это эоценовый термический максимум 55 млн. лет назад (см. резкий пик на одном из рисунков выше, там где представлен график изменения средней глобальной температуры за последнее 67 млн. лет). Это событие началось с резкого и быстрого повышения температуры, за несколько тысяч лет потепление на поверхности океанов составило 8°С, глубинные воды потеплели на 6°С. И потом около 200 тыс. лет потребовалось для восстановления прежнего состояния.

Это резкое изменение связывают с большим выбросом метана в атмосферу, из подвергнувшихся внезапному разложению запасов метангидратов, предположительно благодаря начавшейся тектонической активности в районе одного из больших скоплений метангидратов, либо благодаря изменению океанических течений. Как раз к тому времени на океаническом дне уже около десятка млн. лет, как существовали относительно благоприятные условия для накопления метангидратов - ведь температура, и особенно глубинных вод, по окончании мезозойской эры заметно понизилась. Это и позволило накопиться заметно количеству метангидратов. Под воздействием внешней силы они начали интенсивно разрушаться, а далее, благодаря сильному влиянию выбросов метана на парниковый эффект, уже сами выбросы и потепление от них, способствовали дальнейшему разрушению метангидратов, пока их запасы не исчерпались, и поступление метана в атмосферу из этого источника не прекратилось.

Подобная ситуация резкого, и даже более резкого чем тогда, глобального потепления может повториться и в близком будущем - ведь прогнозируемое потепление в несколько градусов, от обычных антропогенных выбросов парниковых газов, уже вполне может повлиять на условия залегания метангидратов, вполне может нарушить их стабильность. А накоплено сейчас метангидратов в примерно десять раз больше, чем было накоплено ко времени эоценового термического максимума.

В последние годы на нашей планете обнаруживаются странные изменения. Ученые ведут исследования, выдвигают самые разные гипотезы, но ни одна из них полностью не объясняет возникшие аномалии в климате Земли.

Глобальное потепление, таяние ледников, повышение температуры воды в Мировом океане — все это ти­пичные изменения на планете, наблю­даемые нами уже несколько лет. Лед­ники стали теперь “плакать” не только на “шапочках” планеты, но и в средней полосе, даже в Европе. Со спутников отчетливо видно, что на дне морей и океанов забурлила жизнь — и флора, и фауна. Там и тут появились гигантские особи морских и наземных животных — какие-то невиданные доселе огромные кальмары и экзотические громадные птицы наподобие птеродактилей, и не­мыслимого размера крысы. То есть Земля, что называется, “вспоминает” древние времена, когда “все было большое”. Одновременно мы слышим, как снегом завалило те места, где рас­тут пальмы, где и морозов-то никогда не бывало. С планетой, похоже, что-то неладно. И это при том, что озоновая дыра над Антарктикой значительно уменьшилась и даже поделилась на­двое. А ведь нам твердили, будто все дело в том, что озоновый слой истон­чается, и мы становимся беззащит­ными перед испепеляющими лучами Солнца!

Похоже, это не так. Но чем же вы­званы такие изменения? Некоторые ученые по-прежнему кивают на химикаты в атмосфере: мол, их стало меньше или состав изменил­ся. Фреоновые холодильники уходят в прошлое, за выхлопными газами ав­томобилей и прочего транспорта мы строго следим, многие предприятия наладили систему очистки промыш­ленных выбросов. А значит, уменьшил­ся так называемый парниковый эф­фект. И как результат — плотнее стал озоновый слой, защищающий нас от вредного ультрафиолетового облуче­ния.

Но вот ведь незадача: озон озоном, а атмосфера прозрачнее не стала, и температура на планете в общем и целом растет. Она увеличилась на градус-полтора, и это факт. То есть никакой “озоновый щит” не спасает, неко­торые исследователи говорят, что дело в повышении температуры воздуха над полюсами: мол, теплые воды с эк­ватора почему-то хлынули в сторону полюсов и подогревают ледники. А вот это более чем странно. Однако заме­чено, что в последнее время Земля сплющивается с полюсов и раздува­ется по экватору, то есть становится похожей на тыкву. Так, может, какие-то силы раздувают ее изнутри? Или ус­коренно раскручивают вокруг оси? В этом случае планета и в самом деле должна бы раздаться вширь, а вода с экватора — непременно устремиться вверх и вниз, то есть к полюсам.

Однако возникают резонные воп­росы: почему все-таки климат на Зем­ле теплеет и какие такие силы сплю-, щивают Землю с полюсов? Версий здесь несколько, и если подробно освещать каждую из них, мы уж точно заскучаем. Так что вкратце обозначим лишь основные. Австралийцы считают: как ни кру­ти — дело в накоплении углекислого газа, так что, если закачать его под землю, “на вечное хранение», все об­разуется. Для этого нужно создать ус­тановки, отделяющие С02 от других газов, и использовать подземные пус­тоты, остающиеся после добычи угля, нефти, газа, минералов. Туда-то, на глубину примерно в километр, и надо отправить порядка миллиона метри­ческих тонн диоксида углерода. Пра­вительство уже даже выделило на эти цели 22 миллиона австралийских дол­ларов.

Некоторые наши ученые считают, что независимо от причин разогрева тепло надо выбрасывать не вниз, а вверх — в космос. Александр Крузе, например, полагает, что следует со­здать в горных районах нагреваемые поверхности — на высоте пяти-шести километров, забирать тепло из окру­жающей среды (раскаленный воздух пустынь, горячий грунт на глубине, вул­каны, гейзеры и тому подобное), передавать его вверх, а потом излучать в пространство.

Российский физик Владимир Ала­ев считает, что в разогреве виновато космическое тело, известное среди астрономов как Бернар-это она, пла­нета из соседней Солнечной системы, подошла к нам в 2001 году слишком близко и наделала тут всяких бед. Уйдет от нас подальше — и все придет в норму. Еще одно мнение: причина не в Бернаре, а в Солнце — это оно стало греть чрезмерно сильно, поскольку Вселенная расширяется (что соответ­ствует действительности), и наше све­тило дрейфует в какое-то менее бла­гоприятное место. Есть и совсем эк­зотические версии. Ну, скажем, что виновата 13-я планета нашей Солнеч­ной системы, одно из названий кото­рой — Нибиру. Она-де приходит в наши края примерно раз в 3600 лет и вызы­вает всякие трагедии на Земле, по­скольку по массе многократно превы­шает наш крошечный зелено-голубой шарик. И сейчас она как раз прибли­жается. В результате — магнитные воз­мущения, сдвиг магнитного полюса (а он и в самом деле сместился на не­сколько десятков километров) и конеч­но же глобальное потепление.

И все же есть целый ряд призна­ков, что космос (будь то Солнце или иное небесное тело) ни при чем. Или почти ни при чем. Ибо если бы разо­грев шел сверху, то в океанах нагрева­лись бы преимущественно верхние, а отнюдь не придонные слои воды. Да и многие подолгу молчавшие вулканы что-то уж очень “разговорились” в последнее время — то тут, то там. И зем­летрясения участились. То есть ощу­щение такое, будто Землю что-то на­гревает изнутри — какая-то скрытая в земной утробе “печка”. Или некий “веч­ный двигатель”, который стал вдруг набирать обороты и раскручивать шарик, меняя магнитное поле и даже сдвигая магнитные полюса.

Но есть ли в ученом мире именно такие версии? Есть, и от них как-то уж вовсе на душе противно. Однако неко­торые крупные открытия последнего времени упорно наталкиваются на эти мысли — о внутреннем подогреве. Во-первых, к началу 2002 года Бер­нар-1 уже стал уходить от Земли, а лег­че от этого не стало. Ни прохладнее, ни спокойнее. Во-вторых, если мы сами действи­тельно виноваты в создании “оранже­рейного эффекта”, то почему в таком случае озоновые дыры образуются не над густонаселенными промышленны­ми районами планеты, а, например, над Антарктидой? Или над перуански­ми Андами? Над Гималаями? И даже в открытом океане! Какое такое про­мышленное производство вы там най­дете? Эти выкладки еще в 2001 году сделал (по материалам Центральной аэрологической обсерватории Рос­сии) Павел Беспрозванный. И он счи­тает, что озоновые дыры возникают над зонами нынешней (или прошлой) высокой тектонической активности, где из недр Земли поднимаются летучие вещества. Они-то и “пожирают” озон. А наш углекислый газ, фреон и прочее играют в этом процессе либо нулевую, либо ничтожно малую роль.

В-третьих, некоторые американс­кие ученые (геофизик Дж. Марвин Герндон из Калифорнии и ядерщик Да­ниэл Холленбах из Национальной ла­боратории в Оук Ридж, штат Теннес­си) уже лет десять носятся с идеей внутреннего термоядерного реактора. Они сделали вычисления, доказыва­ющие наличие больших масс урана в центре планеты. Этот урановый шар и питает магнитное поле Земли. Но не только.. Поставляемая им тепловая энергия приводит в движение ту са­мую “бетономешалку” в мантии, где холодные глыбы и горячие шлейфы — так называемые плюмы — все время движутся вверх-вниз, вызывая колос­сальные тектонические изменения на поверхности.Но где же сидит этот термоядер­ный реактор? Разве мы не знаем о внут­реннем строении своей планеты? В том-то и дело, что знаем. Но не точно.

И вот недавно двое ученых из Гар­варда сообщили, что внутри земного ядра обнаружена неизвестная преж­де сфера диаметром около 580 кило­метров. То есть как бы ядро в ядре, словно косточка в персике. Для такого открытия пришлось терпеливо анали­зировать сотни тысяч волн тех зем­летрясений, что прошли через центр планеты за последние 30 лет. Именно таким образом ученые и вычислили наличие в Земле неизвестного ранее ядра. У него совсем иная плотность и иная скорость вращения. И сейсми­ческие волны поэтому идут сквозь это ядрышко с отклонениями, поскольку давление и температура там совсем другие. Можно предположить, что это и есть тот самый ядерный реактор. И как любой реактор, он может ускоряться, замедляться или даже на вре­мя… останавливаться. А вот это, ко­нечно, катастрофа. Когда накопивши­еся продукты распада, остановившие реактор, будут смыты обтекающей их лавой, реактор вновь заработает, но полюса уже сменятся на противопо­ложные. В 2003 году Герндон и Хол- ленбах выступали с докладом на со­брании Американского геофизичес­кого объединения, где доказывали, что никакое там не железо внутри ядра (как нас всю жизнь учили). И скопле­ние тяжелого металла — урана — было вполне естественным при формиро­вании нашей планеты. Так что под но­гами у нас — мина замедленного дей­ствия. Очевидно, в центре каждой планеты имеется такой потенциаль­ный Чернобыль. Следовательно, по­тепление может быть вызвано отнюдь не дырами в озоновом защитном слое, а тем, что резко разогрелось земное ядро. Тепло, похоже, идет именно изнутри.

Одна из сильнейших засух на Ближнем Востоке. Фото: NASA

97% климатологов мира признают: главная причина наблюдаемого с середины XX века глобального потепления — человек. «Климат России» собрал десятку самых жарких фактов об изменении климата, от которых в буквальном смысле становится душно.

1. Глобальное потепление и изменение климата — не одно и то же

Это два разных, но связанных друг с другом понятия. Глобальное потепление — это проявление изменения климата, поэтому первое — симптом, а второе — диагноз.

Когда мы говорим о потеплении, то имеем в виду постоянное увеличение средней температуры на Земле. По-научному это называется «антропогенное потепление». Оно вызвано деятельностью человека, в результате которой в атмосфере накапливаются газы (углекислый газ, метан, оксиды азота, хлорфторуглеводороды и др.), усиливающие парниковый эффект.

Изменение климата — это изменение погодных условий на продолжительном отрезке времени в десятки и сотни лет. Оно проявляется как отклонение температуры от сезонной или месячной нормы и сопровождается опасными природными явлениями, среди них — наводнения, засухи, ураганы, обильные снегопады, сильные ливни. При этом количество аномальных явлений, многие из которых оборачиваются страшными катастрофами, растет с каждым годом. Однако и небольшие изменения климата негативно отражаются на флоре и фауне, возможностях сельского хозяйства и животноводства и привычном укладе жизни.

1. 2016-й год обещает быть самым жарким

Пока абсолютный рекорд принадлежит 2015 году. Но ученые не сомневаются в том, что 2016-му удастся его побить. Предсказать такое не сложно, ведь, по данным NASA , температура растет на протяжении 35 лет: каждый год из последних 15 лет оказывался самым жарким за всю историю метеонаблюдений.

Аномальная жара и засухи уже стали серьезной проблемой для жителей разных уголков планеты. Так, в 2013 году на Филиппины обрушился один из самых разрушительных тайфунов в истории человечества Йоланда. В прошлом году в Калифорнии была зафиксирована сильнейшая засуха за последние 500 лет. И в будущем число стихийных бедствий может существенно вырасти.

1. Вечная мерзлота уже не вечная

60% территории России покрыто вечной мерзлотой. Быстрое таяние слоя льда под почвой становится не только экологической, но и экономической, и социальной проблемой. Дело в том, что вся инфраструктура на севере России построена на заледенелом грунте (пермафросте). Только в Западной Сибири из-за деформации поверхности земли происходит несколько тысяч аварий в год.

А некоторые территории, например, в районе Якутии, просто периодически затапливает. С 2010-го года наводнения здесь случаются каждый год.

С таянием вечной мерзлоты связана еще одна угроза. В пермафросте сконцентрированы огромные объемы метана. Метан задерживает тепло в атмосфере еще сильнее, чем CO 2, а сейчас он стремительно высвобождается.

Атолл в Тихом океане, который может повторить судьбу Атлантиды. Фото: un.org

1. Уровень моря может подняться почти на метр

С таянием вечной мерзлоты и ледников в Мировом океане образуется все больше воды. Кроме того, она становится теплее и обретает больший объем — происходит так называемое термическое расширение. В течение XX века уровень воды поднялся на 17 сантиметров. Если все продолжится в том же темпе, что и сейчас, то к концу XXI столетия можно ждать повышения до 1,3 метра, пишет Proceedings of the National Academy of Sciences, журнал Национальной академии наук США.

Что это значит? По данным экологической программы ООН, половина населения мира живет на расстоянии до 60 километров от побережья, включая три четверти крупнейших городов. Эти населенные пункты подвергнутся удару стихии — тайфунам, штормовым приливам, эрозиям. В худшем случае им грозит затопление. Ученые предрекают такую судьбу многим городам, например Сан-Франциско, Венеции, Бангкоку, а некоторые островные государства — такие как Мальдивы, Вануату, Тувалу — могут и вовсе скрыться под толщей воды уже в этом веке.

Тайфун: вид из космоса. Фото: NASA

1. Климатические беженцы — суровая реальность

Климатические беженцы есть и сегодня. Но расчеты агентства по беженцам ООН говорят о том, что к 2050 году их количество резко увеличится. 200 миллионов людей будут вынуждены искать новое место жительства из-за последствий изменения климата (например, поднятия уровня моря). К сожалению, самые незащищенные перед климатическими угрозами страны — одновременно и самые бедные в мире. Большую их часть составляют государства Азии и Африки, среди них — Афганистан, Вьетнам, Индонезия, Непал, Кения, Эфиопия и др. Увеличение числа беженцев в 20 раз по сравнению с сегодняшним днем обострит многие далеко не экологические вопросы.

1. Океаны закисляются

«Лишние» парниковые газы есть не только в атмосфере. Оттуда углекислый газ попадает в океан. Уже сейчас в океане такое количество диоксида углерода, что ученые говорят о его «закислении». Последний раз подобное происходило 300 миллионов лет назад — в те далекие времена это убило до 96% всех видов морской флоры и фауны.

Как это могло произойти? Закисления не выдерживают организмы, чьи раковины образованы из углекислого кальция. Это, например, большинство моллюсков — от улиток до хитонов. Проблема в том, что многие из них — основа пищевых цепей в океанах. Последствия их исчезновения предсказать нетрудно. Еще углекислый газ нарушает развитие скелетов коралловых рифов, являющихся домом для почти четверти всех обитателей морей.

1. Могут исчезнуть около 1 миллиона видов

Изменение температуры, среды обитания, экосистем и пищевых цепочек не оставляет шанса выжить более одной шестой представителей растительного и животного мира. К сожалению, браконьерство лишь увеличивает эти цифры. По прогнозам ученых, к 2050 году могут исчезнуть свыше миллиона видов животных и растений.

Разрушительные последствия тайфуна Гайан на Филиппинах, 2009. Фото: Claudio Accheri

1. Потепление климата уже не остановить — можно только замедлить

Даже если завтра мы полностью остановим выбросы диоксида углерода это мало что изменит. Климатологи сходятся во мнении, что механизм изменения климата запущен на сотни лет вперед. В случае резкого снижения выбросов концентрация CO 2 в атмосфере будет сохраняться еще долгое время. Это означает, что океан продолжит поглощать углекислый газ (смотри факт 6), а температура на планете — расти (смотри факт 2).

1. Из-за изменения климата можно умереть

Всемирная организация здравоохранения прогнозирует рост смертности на 250 тысяч человек в период с 2030 по 2050 годы. Основные причины — последствия изменения климата. Так, не все люди пожилого возраста перенесут усилившихся волн жары, а дети из бедных регионов — недоедания и диареи. Общей бедой для всех станет малярия, вспышки которой произойдут из-за расширения ареала обитания комаров-переносчиков.

При этом ВОЗ учитывает только ряд возможных последствий для здоровья. Поэтому реальные цифры смертей могут быть намного выше.

Инфракрасная карта мира к 2100 году. Графика: NASA

1. 97% климатологов подтверждают антропогенную природу глобального потепления

В 2013 году из почти 11 тысяч научных работ только две отрицали влияние человека на повышение средней мировой температуры. Сегодня 97% климатологов признают антропогенный вклад в глобальное потепление. При этом около половины населения России и США не верят в то, что климат меняется, а его причиной является человек. Что сказывается не только на их повседневных привычках, но и на политике целых стран.