Детские рецепты

Как климат земли изменился в последнее время. Почему изменился климат и как люди влияют на климат

Обсуждение глобальных изменений климата, также называемых глобальным потеплением, может быть очень сложным. К счастью, эту проблему можно объяснить довольно просто. Вот основные сведения, которые необходимо знать об изменении климата:

Более теплая земля и океаны

Климат нагревался и охлаждался много раз в течение геологической истории Земли. Однако глобальное увеличение средней температуры, которое мы наблюдали в последние десятилетия, стало относительно быстрым и довольно значительным. Это приводит к более теплым температурам воздуха в атмосфере, на суше и в воде почти на всей нашей планете.

Меньше льда и меньше снега

Повышение температуры привело к увеличению таяния большинства мировых ледников. Кроме того, ледяные покровы Гренландии и Антарктиды теряют объем, а морской лед покрывает все меньшую часть Арктики, и значительно истончается. Зимний снежный покров в большинстве районов становится слабее. Уровни моря растут, как из-за таяния льдов, так и из-за того, что более теплая вода занимает больше места.

Менее предсказуемая погода

Хотя термин «климат» относится к долгосрочной статистике по многим аспектам температуры и осадков, погода является более непосредственным явлением, и это то, что мы чувствуем в повседневности. Глобальное изменение климата трансформирует наш опыт погодных событий по-разному в зависимости от того, где мы живем. Общие изменения включают более частые и сильные дожди, регулярные зимние оттепели или постоянные засухи.

Парниковый эффект

Человеческая деятельность выделяет в атмосфере многие газы, создающие парниковый эффект. Парниковые газы сдерживают солнечную энергию, которая была отражена земной поверхностью. Затем это тепло перенаправляется в сторону земли, увеличивая температуру. Большая часть наблюдаемого потепления вызвана этими газами.

Как образовывается парниковый газ?

Самыми важными парниковыми газами являются углекислый газ и метан. Они выпускаются в атмосферу при добыче, обработке и сжигании ископаемых видов топлива (таких, как уголь, нефть и природный газ). Еще эти газы высвобождаются когда мы вырубаем , ведь деревья поглощают вредный CO2, а также при некоторых видах сельскохозяйственной деятельности.

Последствия глобального потепления

Последствия глобального потепления включают более частые прибрежные наводнения, аномальную жару, экстремальные количества осадков, отсутствие продовольственной безопасности и уязвимость в городах. Последствия глобального потепления ощущаются (и будут ощущаться) по-разному в разных частях мира. Глобальное изменение климата, как правило, больше затрагивает тех, у кого нет экономических средств для разработки способов адаптации к изменениям.

Конечно, изменение климата влияет не только на людей, но и на остальную часть . Глобальное потепление имеет мало положительных последствий. Прибыль в сельском хозяйстве, часто упоминаемая как положительная, не может компенсировать проблем вредителей (включая инвазивные виды), засух и суровых погодных явлений.

Мы можем уменьшить проблему глобального потепления путем сокращения выбросов парниковых газов. Мы также можем захватывать углекислый газ, самый распространенный парниковый газ, из атмосферы и безопасно хранить его на земле. Кроме того, следует инвестировать в инфраструктуру, транспорт и сельское хозяйство, чтобы адаптироваться к неизбежным изменениям, вызванными глобальным потеплением.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Климатом называется среднее погодное значение за несколько десятков лет, характерное, для определенного региона. Погода отличается от климата главным образом тем, что характеризует кратковременное состояние атмосферы на той или иной местности. Интересно, что некоторые характеристики могут описывать, как погоду, так и климат, например, атмосферное давление, скорость ветра и влажность.

Климат, как и погода, меняется, но в разы медленнее, на смену климата уходят тысячи лет, а иногда и целые эры. Изменение климата провоцируется неравномерным количеством тепла, получаемое от солнца. Человек также играет не последнюю роль в формировании климата. Бурная промышленная деятельность на Земле, использование горючих ископаемых, развитие транспорта, все это причины изменения климата. Дело в том, что атмосфера накапливает много углекислого газа, что способствует дополнительному нагреванию планеты.

Сейчас ученные рассматривают изменение климата Земли, как глобальную проблему человечества. Помимо того, что климатические изменения движутся естественным путем, дополнительных проблем добавляет необдуманная деятельность человека.

Изменение климата заключается не только в повышении температуры, этот процесс содержит гораздо более глобальное значение. В этот момент, на Земле перестраиваются все геосистемы, а увеличение температуры, это лишь малый отголосок всех последствий. Исследователи отмечают подъем уровня воды на планете, ледники таят, а осадки становятся нерегулярными. Все чаще случаются природные катаклизмы и распространяются все более опасные болезни. Все это несет опасность не только природной системе и мировой экономике, но и существованию человека. За последние сто лет, температура в атмосфере Земли возросла на две трети градуса и она не перестает расти.

Поэтому стоит говорить не только о глобальном потеплении, но и о всех возможных сценариях изменения климата. Сейчас Земля находится в межледниковом периоде, но никто не знает наверняка, как долго этот период может продлиться. Ученым рассматривается и такой вариант, как оледенения. Такое может произойти под влиянием астрономических факторов, в случае, если:

Земная ось изменит свой наклон.
Земля отклонится от своей орбиты, удалившись от Солнца.
Неравномерное поступление солнечного тепла на поверхность планеты.

Также рассматриваются и геологические факторы, такие как деятельность вулканов, горные образования, движение материковых плит.

Изменчивость Мирового океана – главный показатель изменений в общей климатической картине. Также, изменение климата может происходить в связи взаимодействия воды и атмосферного слоя. С помощью воды, происходит циркуляция тепла по всей планете, что может оказывать сильное влияние на климатические пояса.

Земля обладает феноменальным свойством – климатическая память . Изменения в климате это не только последствия его изменений, под воздействием определенных факторов, но и вся история его изменений. Проследить это возможно на простом примере: когда на местности засуха длиться несколько лет, водоемы начинают высыхать, размер пустыни увеличивается. Со временем на этом месте все меньше выпадает осадков. Это показатель того, что не только природа меняется под воздействием смены климата, но природа оказывает влияние на климат своими переменами.

Факторы изменения климата

Под воздействием изменений в атмосфере и поверхности планеты, меняется климат. Существуют два вида факторов: антропогенные и неантропогенные.

Итак, что способствует изменению климата, когда речь идет о неантропогенных условиях:

Тектоника литосферных плит. Не секрет, что за довольно долгое время, континенты передвигаются при помощи тектонических плит. Таким образом, создаются новые моря и океаны, рушатся или растут горы: создается поверхность, где впоследствии и формируется климат. Как показали факты, прошедший ледниковый период продлило движение двух плит, которые столкнувшись, образовали Панамский перешеек, что помешало смешиванию вод двух океанов, из-за чего возможно, период оледенения продлился дольше.
Солнечное излучение. Без света Солнца, невозможно было бы и образование пригодных для жизни условий, и конечно, небесное светило влияет на все процессы, происходящие на живой планете, формирование климатических условий в том числе. В аспекте очень долгого периода, сейчас Солнце стало ярче и дает гораздо больше тепла. Такой долгий процесс тоже влияет на Землю. Если верить исследователям, то на раннем этапе формирования жизни на Земле, Солнце было настолько неактивным, что вода находилась в состоянии льда. Даже в кроткие временные отрезки можно проследить изменение активности светила. К примеру, в начале прошлого века было замечено потепление, что связано с кратковременной активностью Солнца. Влияние звезды на атмосферу Земли, полностью не изучено, но оно не связанно с изменениями, которые происходят на самой Огненной планете.
Циклы Миланковича. Изменение траектории земной орбиты сказываются на состоянии климата, и очень похожи по своим действиям на солнечное воздействие. Изменение траектории полета планеты является следствием неравномерное распределения солнечных лучей по Земному шару. Такое явление имеет название циклы Миланковича. Что является следствием связи Земли и Луны с другими планетами, благодаря чему их можно рассчитать со всеми подробностями. Результат таких циклов можно считать изменение размеров пустыни Сахара в небольшие периоды времени.
Вулканизм. Как показывают научные исследования, за одним мощным извержением вулкана следует похолодание в данной местности в течение нескольких лет. Не смотря на редкость извержений, вулканы оказывают существенное влияние на особенности формирования климата в течение многих тысяч лет и влияют на вымирание или сохранение целых видов. Изначально считалось, что снижение температуры после извержения, происходит из-за вулканической пыли, так как она может мешать солнечному излучению достигать земной атмосферы. Но, как выяснилось, основная масса пыли рассеивается в течение полугода.

Все эти неантропогенные факторы дают объяснение, как и почему происходят естественные изменения климата.

Антропогенные факторы воздействия на изменение климата

Антропогенные факторы, это последствия деятельности человека, оказывающей воздействие на окружающую среду, а значит и на климатические условия тоже. Уже многие годы ведутся споры, насколько сильное воздействие оказывают действия людей на атмосферу. Но основную проблему не приходится отрицать, в виду ее очевидности. Из-за потребления огромного количества горючих веществ в качестве топлива, в атмосфере накапливается большое количество углекислого газа. Также цементная промышленность, сельское хозяйство, скотоводство, вырубка леса, все это влияет на климатические изменения в той или иной степени, и ведет главным образом, к глобальному потеплению.

Глобальное потепление – это возрастание среднего температурного значения, что влечет за собой смену климатических поясов, а это в свою очередь может отрицательно повлиять на дальнейшее существование благоприятных условий для человечества.

Причины глобального потепления

С достоверной точностью сказать, что именно служит причиной глобального потепления в первую очередь, не может сказать ни один специалист. Однако, большинство ученных на стороне версии, где главной причиной потепления является человек, а точнее, его бурная промышленность. Существуют весомые доказательства, если до промышленного бума, повышение уровня средней температуры на Земле на одну десятую градуса происходило раз в тысячелетие, то теперь уровень температуры неумолимо растет за несколько десятков лет. Такое стремительное повышение показателей приведет к немыслимым последствиям.

Повышение среднего значения температуры на Земле приведет к смене климатических поясов, что повлечет за собой таяние ледников на Северном и Южном полюсах, а из-за этого поднимется уровень вод Мирового океана. Глобальное потепление уже воздействует на животный мир. Некоторые виды умирают, некоторые сменяют привычные места обитания. Также данный катаклизм может привести к возрастанию количества инфекционных заболеваний, аллергий и астм, так как высокая температура благотворно влияет на распространение вредоносных бактерий. Глобальное потепление отрицательно скажется на многих отраслях человеческой жизни, в первую очередь, на экономике, туризме и сельском хозяйстве, и сделает непригодной для жизни многие страны.

Чтобы предотвратить глобальное потепление, необходимо объединение всех стран. Очевидно, что отличным решение проблемы станет экономное использование энергетических ресурсов и ограниченное количество выброса газов в атмосферу. Активно обсуждается использование , основанных на неисчерпаемых природных ресурсах, такие как солнечные батареи, ветряные или водяные электростанции.

К антропогенным относится не только глобальное потепление, но и изменение климата в общем, в результате чрезмерной вырубки лесов, сельского хозяйства и использования природных ресурсов Земли.

Взаимодействие факторов

Влияние на климат антропогенных и неантропогенных факторов вкупе, измеряется общепринятой величиной Вт/м 2 , это уровень радиационного прогрева атмосферного слоя. Общий баланс радиации в атмосфере составляет около 3 Вт/м 2 , воздействие человека от этой цифры составляет не более 1%, а увеличение парниковых газов на 2% (см. ).

Цикличность изменений климата

Еще в конце 19 века российскими учеными была выдвинута идея о том, что теплый и холодный климат чередуются во временном промежутке 30-40 лет. В качестве доказательств приведен пример изменения уровня Мирового океана.

Климатический скептицизм

Несмотря на огромное количество доказательств о том, что глобальное потепление не за горами, находятся скептики, отвергающие это. Настроение скептицизма присутствует у многих стран мира, что мешает принимать важные политические решения по предотвращению глобального потепления, чем подвергают существование жизни на Земле большой опасности, ведь никто досконально не в силах сказать, насколько катастрофичные последствия принесет с собой потепление.

Изменение климата - колебания климата Земли в целом или отдельных её регионов с течением времени, выражающиеся в статистически достоверных отклонениях параметров погоды от многолетних значений за период времени от десятилетий до миллионов лет. Учитываются изменения как средних значений погодных параметров, так и изменения частоты экстремальных погодных явлений. Изучением изменений климата занимается наука палеоклиматология. Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, по одной из версий, с недавних пор, деятельность человека. В последнее время термин «изменение климата» используется как правило (особенно в контексте экологической политики) для обозначения изменения в современном климате.

Факторы изменения климата

Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны, ледники, а также эффектами, сопутствующими деятельности человека. Внешние процессы, формирующие климат, - это изменения солнечной радиации и орбиты Земли.

изменение размеров, рельефа и взаимного расположения материков и океанов,
изменение светимости солнца,
изменения параметров орбиты и оси Земли,
изменение прозрачности атмосферы и её состава в результате изменений вулканической активности Земли,
изменение концентрации парниковых газов (СО 2 и CH 4) в атмосфере,
изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо),
изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана.
изменение естественного подслоя Земли между ядром и земной корой, вследствие откачки нефти и газа.

Климатические изменения на Земле

Погода - это ежедневное состояние атмосферы. Погода является хаотичной нелинейной динамической системой. Климат - это усредненное состояние погоды и он предсказуем. Климат включает в себя такие показатели, как средняя температура, количество осадков, количество солнечных дней и другие переменные, которые могут быть измерены в каком-либо определенном месте. Однако на Земле происходят и такие процессы, которые могут оказывать влияние на климат.

Оледенения

Ледники признаны одними из самых чувствительных показателей изменения климата. Они существенно увеличиваются в размерах во время охлаждения климата (т. н. «малые ледниковые периоды») и уменьшаются во время потепления климата. Ледники растут и тают из-за природных изменений и под влиянием внешних воздействий. В прошлом веке ледники не были способны регенерировать достаточно льда в течение зим, чтобы восстановить потери льда во время летних месяцев.

Самые значительные климатические процессы за последние несколько миллионов лет - это смена гляциальных (ледниковых эпох) и интергляциальных (межледниковий) эпох текущего ледникового периода, обусловленные изменениями орбиты и оси Земли. Изменение состояния континентальных льдов и колебания уровня моря в пределах 130 метров являются в большинстве регионов ключевыми следствиями изменения климата.

Изменчивость мирового океана

В масштабе десятилетий климатические изменения могут быть результатом взаимодействия атмосферы и мирового океана. Многие флуктуации климата, включая наиболее известную южную осцилляцию Эль-Ниньо, а также североатлантическую и арктическую осцилляции, происходят отчасти благодаря возможности мирового океана аккумулировать тепловую энергию и перемещению этой энергии в различные части океана. В более длительном масштабе в океанах происходит термохалинная циркуляция, которая играет ключевую роль в перераспределении тепла и может значительно влиять на климат.

Климатическая память

В более общем аспекте изменчивость климатической системы является формой гистерезиса, то есть это значит, что настоящее состояние климата является не только следствием влияния определенных факторов, но также и всей историей его состояния. Например, за десять лет засухи озера частично высыхают, растения погибают, и площадь пустынь увеличивается. Эти условия вызывают, в свою очередь, менее обильные дожди в последующие за засухой годы. Т. о. изменение климата является саморегулирующимся процессом, поскольку окружающая среда реагирует определенным образом на внешние воздействия, и, изменяясь, сама способна воздействовать на климат.

Неклиматические факторы и их влияние на изменение климата

Парниковые газы

Принято считать, что парниковые газы являются главной причиной глобального потепления. Парниковые газы имеют также значение для понимания климатической истории Земли. Согласно исследованиям, парниковый эффект, возникающий в результате нагревания атмосферы тепловой энергией, удерживаемой парниковыми газами, является ключевым процессом, регулирующим температуру Земли.

В течение последних 500 млн лет концентрация диоксида углерода в атмосфере варьировались от 200 до более чем 5000 чнм из-за воздействия геологических и биологических процессов. Однако в 1999 г. Вейзер и др. показали, что на протяжении последних десятков миллионов лет нет строгой корреляции между концентрацией парниковых газов и изменением климата и что более важная роль принадлежит тектоническому движению литосферных плит. Позднее Ройер и др. использовали корреляцию СО 2 - климат, чтобы вывести значение «чувствительности климата». Есть несколько примеров быстрых изменений концентрации парниковых газов в земной атмосфере, имеющих строгую корреляцию с сильным потеплением, среди которых термальный максимум палеоцена - эоцена, вымирание видов перми - триаса и конец варяжской «Земли - снежка» (snowball earth event).

Растущий уровень диоксида углерода считается главной причиной глобального потепления, начиная с 1950 года. Согласно данным Межгосударственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) от 2007 года, концентрация СО 2 в атмосфере в 2005 году составила 379 чнм, в доиндустриальный период она составляла 280 чнм.

Чтобы предотвратить резкое потепление в ближайшие годы, концентрация углекислоты должна быть снижена до уровня, существовавшего до индустриальной эпохи - до 350 частей на миллион (0,035 %) (сейчас - 385 частей на миллион и увеличивается на 2 миллионные доли (0,0002 %) в год, в основном из-за сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов).

Имеется скептическое отношение к геоинженерным методам изъятия углекислоты из атмосферы, в частности, к предложениям захоранивать углекислый газ в тектонических трещинах или закачивать его в породы на океанском дне: изъятие 50 миллионных долей газа по этой технологии будет стоить, по меньшей мере, 20 триллионов долларов, что в два раза больше национального долга США.

Тектоника литосферных плит

На протяжении длительных отрезков времени тектонические движения плит перемещают континенты, формируют океаны, создают и разрушают горные хребты, то есть создают поверхность, на которой существует климат. Недавние исследования показывают, что тектонические движения усугубили условия последнего ледникового периода: около 3 млн лет назад северо- и южноамериканская плиты столкнулись, образовав Панамский перешеек и закрыв пути для прямого смешивания вод Атлантического и Тихого океанов.

Солнечное излучение

Солнце является основным источником тепла в климатической системе. Солнечная энергия, превращённая на поверхности Земли в тепло, является неотъемлемой составляющей, формирующей земной климат. Если рассматривать длительный период времени, то в этих рамках Солнце становится ярче и выделяет больше энергии, так как развивается согласно главной последовательности. Это медленное развитие влияет и на земную атмосферу. Считается, что на ранних этапах истории Земли Солнце было слишком холодным для того, чтобы вода на поверхности Земли была жидкой, что привело к т. н. «парадоксу слабого молодого Солнца».

На более коротких временных отрезках также наблюдаются изменения солнечной активности: 11-летний солнечный цикл и более длительные модуляции. Однако 11-летний цикл возникновения и исчезновения солнечных пятен не отслеживается явно в климатологических данных. Изменение солнечной активности считается важным фактором наступления малого ледникового периода, а также некоторых потеплений, наблюдаемых между 1900 и 1950 годами. Циклическая природа солнечной активности ещё не до конца изучена; она отличается от тех медленных изменений, которые сопутствуют развитию и старению Солнца.

Изменения орбиты

По своему влиянию на климат изменения земной орбиты сходны с колебаниями солнечной активности, поскольку небольшие отклонения в положении орбиты приводят к перераспределению солнечного излучения на поверхности Земли. Такие изменения положения орбиты называются циклами Миланковича, они предсказуемы с высокой точностью, поскольку являются результатом физического взаимодействия Земли, её спутника Луны и других планет. Изменения орбиты считаются главными причинами чередования гляциальных и интергляциальных циклов последнего ледникового периода. Результатом прецессии земной орбиты являются и менее масштабные изменения, такие как периодическое увеличение и уменьшение площади пустыни Сахара.

Вулканизм

Одно сильное извержение вулкана способно повлиять на климат, вызвав похолодание длительностью несколько лет. Например, извержение вулкана Пинатубо в 1991 году существенно повлияло на климат. Гигантские извержения, формирующие крупнейшие магматические провинции, случаются всего несколько раз в сто миллионов лет, но они влияют на климат в течение миллионов лет и являются причиной вымирания видов. Первоначально предполагалось, что причиной похолодания является выброшенная в атмосферу вулканическая пыль, поскольку она препятствует достигнуть поверхности Земли солнечному излучению. Однако измерения показывают, что большая часть пыли оседает на поверхности Земли в течение шести месяцев.

Вулканы являются также частью геохимического цикла углерода. На протяжении многих геологических периодов диоксид углерода высвобождался из недр Земли в атмосферу, нейтрализуя тем самым количество СО 2 , изъятого из атмосферы и связанного осадочными породами и другими геологическими поглотителями СО 2 . Однако этот вклад не сравнится по величине с антропогенной эмиссией оксида углерода, которая, по оценкам Геологической службы США, в 130 раз превышает количество СО 2 , эмитированного вулканами.

Антропогенное воздействие на изменение климата

Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат. В некоторых случаях причинно-следственная связь прямая и недвусмысленная, как, например, при влиянии орошения на температуру и влажность, в других случаях эта связь менее очевидна. Различные гипотезы влияния человека на климат обсуждались на протяжении многих лет.

Главными проблемами сегодня являются: растущая из-за сжигания топлива концентрация СО 2 в атмосфере, аэрозоли в атмосфере, влияющие на её охлаждение, и цементная промышленность. Другие факторы, такие как землепользование, уменьшение озонового слоя, животноводство и вырубка лесов, также влияют на климат.

Сжигание топлива

Начав расти во время промышленной революции в 1850-х годах и постепенно ускоряясь, потребление человечеством топлива привело к тому, что концентрация СО 2 в атмосфере возросла с ~280 чнм до 380 чнм. При таком росте спроецированная на конец 21-го века концентрация будет составлять более 560 чнм. Известно, что сейчас уровень СО 2 в атмосфере выше, чем когда-либо за последние 750 000 лет. Вместе с увеличивающейся концентрацией метана эти изменения предвещают рост температуры на 1.4-5.6°С в промежутке между 1990 и 2040 годами.

Аэрозоли

Считается, что антропогенные аэрозоли, особенно сульфаты, выбрасываемые при сжигании топлива, влияют на охлаждение атмосферы. Полагают, что это свойство является причиной относительного «плато» на графике температур в середине XX века.

Цементная промышленность

Производство цемента является интенсивным источником выбросов СО 2 . Диоксид углерода образуется, когда карбонат кальция (CaCO 3) нагревают, чтобы получить ингредиент цемента оксид кальция (СаО или негашёная известь). Производство цемента является причиной приблизительно 5 % выбросов СО 2 индустриальных процессов (энергетический и промышленный сектора). При затворении цемента то же количество СО 2 поглощается из атмосферы при протекании обратной реакции СаО + СО 2 = СаСО 3 . Поэтому производство и потребление цемента изменяет только локальные концентрации СО 2 в атмосфере, не изменяя среднее значение.

Землепользование

Существенное влияние на климат оказывает землепользование. Орошение, вырубка лесов и сельское хозяйство коренным образом меняют окружающую среду. Например, на орошаемой территории изменяется водный баланс. Землепользование может изменить альбедо отдельно взятой территории, поскольку изменяет свойства подстилающей поверхности и тем самым количество поглощаемого солнечного излучения.

Скотоводство

Согласно отчету ООН «Длинная тень скотоводства» от 2006 года скот является причиной 18 % выбросов парниковых газов в мире. Это включает в себя и изменения в землепользовании, то есть вырубку леса под пастбища. В тропических лесах Амазонки 70 % вырубки лесов производится под пастбища, что послужило основной причиной, почему Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) в сельскохозяйственном отчёте за 2006 год включила землепользование в сферу влияния скотоводства. В дополнение к выбросам СО 2 , скотоводство является причиной выброса 65 % оксида азота и 37 % метана, имеющих антропогенное происхождение.

Этот показатель был пересмотрен в 2009 году двумя учёными из Worldwatch Institute: они оценили вклад животноводства в выбросы парниковых газов в 81 % общемирового.

Взаимодействие факторов

Влияние на климат всех факторов, как естественных, так и антропогенных, выражается единой величиной - радиационным прогревом атмосферы в Вт/м 2 .

Извержения вулканов, оледенения, дрейф континентов и смещение полюсов Земли - мощные природные процессы, влияющие на климат Земли. В масштабе нескольких лет вулканы могут играть главную роль. В результате извержения вулкана Пинатубо в 1991 года на Филиппинах на высоту 35 км было заброшено столько пепла, что средний уровень солнечной радиации снизился на 2,5 Вт/м 2 . Однако эти изменения не являются долгосрочными, частицы относительно быстро оседают вниз. В масштабе тысячелетий определяющим климат процессом будет, вероятно, медленное движение от одного ледникового периода к следующему.

В масштабе нескольких столетий на 2005 год по сравнению с 1750 годом имеется комбинация разнонаправленных факторов, каждый из которых значительно слабее, чем результат роста концентрации в атмосфере парниковых газов, оцениваемый как прогрев на 2,4-3,0 Вт/м 2 . Влияние человека составляет менее 1 % от общего радиационного баланса, а антропогенное усиление естественного парникового эффекта - примерно 2 %, с 33 до 33,7 град С. Таким образом, средняя температура воздуха у поверхности Земли увеличилась с доиндустриальной эпохи (примерно с 1750 года) на 0,7 °С

Избранная библиография

Соглашения на глобальном и региональном уровне

Порфирьев Б.Н., Катцов В.М., Рогинко С.А. - Изменения климата и международная безопасность (2011)

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

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 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.

Ни для кого не секрет, что климат нашей планеты меняется, причем в последнее время это происходит очень быстро. В Африке выпадает снег, а в наших широтах летом наблюдается неимоверная жара. Много уже было выдвинуто различных теорий о причинах и вероятных последствиях такого изменения. Одни говорят о грядущем апокалипсисе, другие же убеждают, что ничего страшного в этом нет. Давайте разберемся, в чем причины изменения климата, кто виноват и что делать?

Якутия приручила экстремальный климат

Всему виной таяние арктических льдов…

Арктические льды, которые покрывают Северный Ледовитый океан, не давали замерзнуть зимой жителям умеренных широт. "Сокращение площади арктических льдов напрямую связано с сильными снегопадами зимой в умеренных широтах и с невероятной жарой летом", — говорит Стивен Ваврус, старший научный сотрудник Института экологических исследований Нельсона.

Ученый объяснил, что нагретые области над районами в умеренных широтах и холодный арктический воздух создавали определенную разницу в атмосферном давлении. Массы воздуха двигались с запада на восток, заставляя двигаться океанские течения и порождая сильный ветер."Сейчас Арктика переходит в новое состояние", — заявляет ученый Дэвид Титлей, который работал на ВМФ США. Он отметил, что процесс таяния льдов идет очень быстро, и к 2020 году Арктика летом будет полностью освобождаться ото льда.

Напомним, что Антарктика и Арктика работают как огромные кондиционеры: любые погодные аномалии достаточно быстро перемещались и разрушались ветрами и течениями. В последнее время из-за таяния льдов температура воздуха в приполярных областях повышается, поэтому естественный механизм "перемешивания" погоды останавливается. В результате этого погодные аномалии (жара, снегопады, морозы или ливни) "застревают" в одном районе намного дольше, нежели раньше

Глобальное потепление на Земле

Специалисты ООН предрекают нашей планете в ближайшем будущем катастрофы из-за глобального потепления. Сегодня все уже начали привыкать к сумасшедшим выходкам погоды, понимая, что с климатом творится что-то несусветное. Главную угрозу представляет производственная деятельность человека, поскольку в атмосферу выбрасывается очень много углекислого газа. По теориям некоторых экспертов, это задерживает тепловое излучение Земли, ведет к перегреву, напоминая парниковый эффект.

За последние 200 лет концентрация углекислого газа в атмосфере возросла на треть, а средняя температура на планете поднялась на 0,6 градуса. За столетие температура в Северном полушарии планеты выросла больше, нежели за предыдущую тысячу лет. Если на Земле сохранятся такие же темпы промышленного роста, то к концу этого века человечеству грозит глобальное изменение климата — температура повысится на 2-6 градусов, а Мировой океан поднимется на 1,6 метра.

Чтобы этого не произошло, был разработан Киотский протокол, главной целью которого является ограничение выбросов углекислого газа в атмосферу. Следует отметить, что потепление само по себе не так опасно. К нам вернется климат, который был за 50 столетий до нашей эры. Наша цивилизация в тех комфортных условиях развивалась нормально. Не потепление опасно, а его внезапность. Климатические изменения происходят так быстро, что не оставляют человечеству времени приспособиться к этим новым условиям.

Больше всего от климатических изменений пострадают жители Африки и Азии, которые, к тому же, переживают сейчас демографический бум. Как отмечает Роберт Уотсон, руководитель группы экспертов ООН, потепление отрицательным образом скажется на сельском хозяйстве, будут наблюдаться ужасные засухи, что вызовет недостаток питьевой воды и различные эпидемии. К тому же резкое изменение климата приводит к образованию разрушительных тайфунов, которые в последние годы участились.

Последствия глобального потепления

Последствия могут быть действительно катастрофичными. Пустыни разрастутся, наводнения и бури станут чаще, распространятся лихорадка и малярия. В Азии и Африке существенно снизятся урожаи, но зато в Юго-Восточной Азии они вырастут. В Европе участятся наводнения, Голландия и Венеция уйдут в морскую пучину. Новая Зеландия и Австралия будут томиться от жажды, а восточное побережье Соединенных Штатов окажется в зоне разрушительных штормов, будет наблюдаться эрозия берегов. Ледоход в Северном полушарии будет начинаться на две недели раньше. Сократится ледовый покров Арктики примерно на 15 процентов. В Антарктиде лед отступит на 7-9 градусов. Также растают тропический лед в горах Южной Америки, Африки и Тибета. Перелетные птицы будут проводить больше времени на севере.

Чего следует ожидать России?

Россия, по мнению некоторых ученых, пострадает от глобального потепления в 2-2,5 раза сильнее, нежели остальная часть планеты. Связано это с тем, что Российская Федерация утопает в снегах. Белое отражает солнце, а черное — наоборот, притягивает. Повсеместное таяние снегов приведет к изменению отражательной способности и вызовет дополнительный прогрев земель. В результате, в Архангельске смогут выращивать пшеницу, а в Санкт-Петербурге — арбузы. Глобальное потепление может нанести сильный удар и по экономике России, так как начнет таять вечная мерзлота под городами Крайнего Севера, где расположены трубопроводы, на которых и держится наша экономика.

Что же делать?

Сейчас проблему контроля над выбросами углекислого газа в атмосферу решают при помощи системы квот, предусмотренной Киотским протоколом. В рамках этой системы правительства различных стран устанавливают лимиты энергетическим и иным предприятиям на выбросы веществ, загрязняющих атмосферу. В первую очередь, это касается двуокиси углерода. Эти разрешения свободно можно купить и продать. Например, некоторое промышленное предприятие сократило объем выбросов, в результате чего у них образовался "излишек" квоты.

Данные излишки они продают другим предприятиям, которым дешевле их купить, нежели предпринимать реальные меры по сокращению выбросов. Нечестные на руку бизнесмены на этом зарабатывают хорошие деньги. Данный подход мало чем улучшает ситуацию с изменением климата. Поэтому некоторые эксперты предлагали ввести прямой налог на выбросы углекислого газа.

Однако это решение так и не было принято. Многие сходятся во мнении, что квотирование или налог малоэффективны. Необходимо стимулировать переход с ископаемого топлива к инновационным энергетическим технологиям, которые бы практически или совсем не повышали содержание в атмосфере парниковых газов. Два экономиста из Университета Макгилла,

Кристофер Грин и Изабель Гальяна, недавно представили проект, в котором предложили ежегодно ассигновать сто миллиардов долларов на исследования в области энергетических технологий. Деньги для этого можно брать с налога на выбросы углекислого газа. Этих средств хватило бы для внедрения новых технологий производства, которые бы не загрязняли атмосферу. По расчетам экономистов, каждый доллар, потраченный на научные исследования, поможет избежать 11 дол. ущерба от изменения климата.

Есть и другой способ. Он трудный и дорогой, однако сможет полностью решить проблему с таянием ледников, если все страны Северного полушария будут действовать решительно и дружно. Некоторые эксперты предлагают создать в Беринговом проливе гидротехническое сооружение, способное регулировать водообмен между Северным Ледовитым,

Тихим и Атлантическим океанами. В одних обстоятельствах оно должно действовать как плотина и препятствовать проходу воды из Тихого океана в Северный Ледовитый, а в других обстоятельствах — как мощная насосная станция, которая будет перекачивать воду из Северного Ледовитого океана в Тихий. Этим маневром искусственно создается режим окончания ледникового периода. Климат меняется, это ощущает на себе каждый житель нашей Земли. Причем меняется очень быстро. Поэтому необходимо странам объединяться и находить оптимальные решения преодоления этой проблемы. Ведь пострадают от изменения климата все.

Российские ученые не всегда согласны с прогнозами и гипотезами своих западных коллег. "Правда.Ру" попросила прокомментировать эту тему заведующего лабораторией климатологии Института географии РАН, доктора географических наук Андрея Шмакина:

— Про похолодание у нас говорят только неспециалисты, неметеорологи. Если вы почитаете наши отчеты гидрометеослужбы, там четко говорится об идущем потеплении.

Что всех нас ждет, это не известно никому. Сейчас идет потепление. Последствия самые разные. Есть и положительные, есть и отрицательные. В России просто потепление сильней выражено, чем во многих других регионах мира, это правда, а последствия могут быть и положительные, и отрицательные. Какой эффект, какие плюсы — это надо тщательно считать.

Скажем, отрицательное явление- это да, протаивание мерзлоты, распространение болезней, может быть некоторое учащение лесных пожаров. Но положительное есть тоже. Это сокращение холодного сезона, удлинение сельскохозяйственного сезона, увеличение продуктивности трав и травяных сообществ, и лесов. Много самых разных последствий. Открытие Североморского пути для навигации, удлинение этой навигации. И это не делается на основании каких-то скоропалительных заявлений.

— Как быстро идет процесс изменения климата ?

— Это медленный процесс. К нему в любом случаем можно приспособиться и разработать меры по адаптации. Это процесс масштаба нескольких десятилетий, как минимум, а то и больше. Это не то, что завтра — "все, кранты, хватай мешки — вокзал отходит", такого нет.

— У наших ученых много работ на эту тему ?

— Много. Для начала возьмите, несколько лет назад вышел отчет под названием "Оценочный доклад об изменении климата в России". Он был издан российской гидрометеослужбой с привлечением ученых РАН и университетов. Это серьезный аналитический труд, там все рассмотрено, как меняется климат, какие последствия для разных регионов России.

— Можно ли как - то замедлить это процесс ? Киотский протокол , например ?

— Киотский протокол в практическом смысле результатов приносит крайне мало, именно тех, которые заявлены в нем — повлиять на изменение климата, он практически недейственен. Просто из-за того, что сокращение выбросов в нем предусмотрены крайне малы, они практически не влияют на общую глобальную картину этих выборов. Он просто не эффективен.

Другое дело, что он проложил дорогу для соглашений в этой области. Это было первое соглашение такого рода. Если бы затем стороны активно действовали и пытались выработать новые соглашения, то это могло бы принести какие-то результаты. Сейчас стали действовать новые документы вместо Киотского протокола, он закончил свое действие. И они по-прежнему столь же мало эффективны в основном. Какие-то страны вообще не имеют ограничений, какие-то имеют очень небольшие ограничения по выбросам. И вообще это трудно технологически, потому что полностью перейти на такие технологии, чтобы не производить никаких выбросов в атмосферу, практически невозможно. Это очень дорогостоящие мероприятие, на это никто не пойдет. Поэтому уповать только на это…

— Какие - то другие меры ?

— Во-первых, не считается абсолютно установленным, что вообще человек настолько уж сильно влияет на климатическую систему. Он, конечно, влияет, это несомненно, но степень этого влияния — это вопрос дискуссии. Разные ученые придерживаются разных точек зрения.

Меры в основном должны быть по-видимому адаптационные. Потому что даже без всякого человека климат все равно меняется по своим внутренним законам. Просто человечество должно быть готово к изменениям климата в разные стороны и с учетом тех эффектов, которые может это порождать.