Глобальное потепление для детей. Поиск решения проблемы глобального потепления
Это повышение средней температуры на Земле из-за выбросов парниковых газов: метана, углекислого газа, водяного пара. Часть ученых полагает, что это вина промышленности: производства и автомобили генерируют выбросы. Они поглощают часть инфракрасного излучения, исходящего от Земли. За счет удержанной энергии нагреваются слой атмосферы и поверхность планеты.
Глобальное потепление приведет к таянию ледников, а они, в свою очередь, поднимут уровень Мирового океана. Фото: depositphotos
Впрочем, есть и другая теория: глобальное потепление - процесс естественный. Ведь сама природа тоже вырабатывает парниковые газы: во время извержения вулканов происходит колоссальный выброс углекислого газа, вечная мерзлота, а точнее, почва в регионах вечной мерзлоты выделяет метан и так далее.
О проблеме потепления заговорили еще в прошлом веке. В теории оно ведет к затоплению многих прибрежных городов, к сильным штормам, обильным осадкам и долгим засухам , что обернется проблемами с сельским хозяйством. А еще млекопитающие будут мигрировать, и некоторые виды могут исчезнуть в процессе.
Есть ли потепление в России?
Ученые пока спорят, началось ли потепление. А тем временем Россия подогревается. По данным Росгидрометцентра от 2014 года, быстрее других повышается средняя температура на европейской территории. И это происходит во все сезоны, кроме зимы.
Наиболее быстро (0,052 °С/год) повышается температура на северной и европейской территории России. Далее следуют Восточная Сибирь (0,050 °С/год), Средняя Сибирь (0,043), Приамурье и Приморье (0,039), Прибайкалье и Забайкалье (0,032), Западная Сибирь (0,029 °С/год). Из федеральных округов наиболее высокие темпы прироста температуры в Центральном, наименьшие - в Сибирском (соответственно 0,059 и 0,030 °С/год). Изображение: WWF
«Россия остается той частью мира, где потепление климата в течение 21-го века будет существенно превышать среднее глобальное потепление», - говорится в докладе ведомства.
Многие ученые считают, что правильнее отслеживать глобальное потепление по Мировому океану. Судя по нашим морям, оно началось: средняя температура Черного моря растет на 0,08°С в год, Азовского моря - на 0,07°С. В Белом море температура в год растет на 2,1°С.
Несмотря на то, что температурные показатели воды и воздуха растут, эксперты не спешат называть это глобальным потеплением.
«Факт глобального потепления пока не установлен достоверно, - говорит Евгений Зубко, доцент Школы естественных наук Дальневосточного федерального университета. - Изменение температуры - результат одновременного действия нескольких процессов. Какие-то ведут к потеплению, другие к похолоданию».
Один из таких процессов - спад солнечной активности, который ведет к существенному похолоданию. Солнечных пятен будет в тысячи раз меньше, чем обычно, такое случается раз в 300-400 лет. Это явление называют минимумом солнечной активности. По прогнозам ученых из МГУ им. М.В. Ломоносова, спад будет продолжаться с 2030 по 2040 год.
Началось ли движение поясов?
Климатические пояса - области с устойчивой погодой, вытянутые по горизонтали. Их семь: экваториальный, тропический, умеренный, полярный, субэкваториальный, субтропический и субполярный. Наша страна большая, ее опоясывают арктический, субарктический, умеренный и субтропический.
Климатические пояса Земли по Б. П. Алисову. Изображение: Kliimavöötmed
«Вероятность движения поясов есть и, более того, смещение идет уже сейчас», - рассказывает эксперт Евгений Зубко. Что это значит? Из-за смещения теплые края станут холоднее и наоборот.
В Воркуте (арктический пояс) вырастет зеленая травка, зимы будут теплее, летние периоды - жарче. В то же время в районе Сочи и Новороссийска (субтропики) похолодает. Зимы не будут такими мягкими, как сейчас, когда выпадает снежок и детям разрешают не ходить в школу. Лето не будет настолько продолжительным.
«Самый яркий пример смещения поясов - “наступление” пустынь», - говорит климатолог. Это увеличение площади пустынь из-за деятельности человека - интенсивной распашки земель. Жителям таких мест приходится переезжать, города исчезают, как и местная фауна.
В конце прошлого века стало пересыхать Аральское море, расположенное в Казахстане и в Узбекистане. На него надвигается быстрорастущая пустыня Аралкум. Дело в том, что в советские времена из двух рек, питающих море, сливали много воды для хлопковых плантаций. Это постепенно высушило большую часть моря, рыбаки потеряли работу - рыба исчезла.
Кто-то покинул свои дома, некоторые жители остались, и им приходится несладко. Ветер поднимает с обнаженного дна соль и ядовитые вещества, что негативно влияет на здоровье людей. Поэтому Аральское море сейчас пытаются восстановить.
Ежегодно 6 млн. гектаров подвергаются опустыниванию. Для сравнения - это как все леса республики Башкортостан. По оценкам ООН, ущерб от наступления пустынь составляет примерно 65 млрд долларов США в год.
Почему пояса двигаются?
«Климатические пояса смещаются из-за вырубки лесов и меняющихся русел рек», - утверждает климатолог Евгений Зубко.
Водный кодекс РФ запрещает искусственно менять русла без соответствующих разрешений. Участки реки могут заилеть, а затем она погибнет. Но несогласованные изменения русел все равно происходят, иногда по инициативе местных жителей, иногда - для организации какого-нибудь бизнеса около водоема.
Что уж говорить о вырубке. В России ежегодно уничтожают 4,3 млн гектаров леса, подсчитал Институт мировых ресурсов. Больше, чем весь земельный фонд Калужской области. Поэтому Россия входит в топ-5 мировых лидеров по вырубке лесов.
Для природы и человека это катастрофа: при уничтожении лесных покровов погибают животные и растения, мелеют реки, протекающие рядом. Леса поглощают вредные парниковые газы, очищая воздух. Без них расположенные рядом города будут задыхаться.
В конце прошлого века группа ученых отправилась в Арктику. Именно здесь история нашей планеты прекрасно сохранилась в толще льда. Лед — это машина времени, которая переносит нас в прошлое, открывая картину изменения климата. В слоях льда сохранилось все — песок и вулканическая пыль, концентрация изотопов и углекислота. Поэтому, понять, что происходило с атмосферой можно без труда. Если составить график изменения температуры окружающей среды и уровня углекислоты, полученного в ледяных кернах, то причина кризиса в современном мире станет очевидной. Уровень углекислоты находится в прямой зависимости от уровня температур. В двадцать первом веке содержание углекислоты в атмосфере начало расти гигантскими темпами. Углекислота является одним из известных парниковых газов. Все дело в том, что парниковые газы удерживают тепло, излучаемое с поверхности нашей планеты. Вместо того чтобы уходить за пределы атмосферы, тепло остается в ней. А парниковый эффект обуславливает глобальное потепление. К чему может привести глобальное потепление и его последствия, вы узнаете в данной статье.
Причины глобального потепления
Если уровень углекислоты в атмосфере будет продолжать повышаться и дальше, человечество ждет незавидное будущее. Потепление неминуемо, причем ученые приводят несколько доказательств этому факту. Если рассмотреть ситуацию с Арктикой, можно обнаружить, что как раз Арктика получала довольно много солнечного света в холодный период. На первый взгляд немного странно, почему обилие солнца дает мало тепла, но всему причина — углекислота. В Антарктике в холодные времена уровень углекислоты был невысоким, а когда в этой местности было тепло, то и концентрация углекислоты была повышенной. Зависимость между этими двумя показателями обнаружили давно, но в двадцать первом веке ситуация изменилась. Так, все-таки, к чему приведет глобальное потепление и его последствия? Сегодня скачок концентрации углекислоты в атмосфере обусловлен не только природными процессами. Большую роль сыграл человеческий фактор.
Глобальное потепление — это необратимый процесс, и по прогнозам, к концу этого столетия достигнет рекордной отметки.
Полтора века назад началась промышленная революция, бурное развитие производства привело к тому, что уровень углекислоты стал резко расти. Люди сжигают топливо, ископаемое, вырубают деревья. Именно поэтому углекислота накапливается в атмосфере. Если человек не изменит ничего, то уровень углекислоты будет расти и дальше, увеличиваясь на тридцать процентов каждые полвека. С такими темпами температура на планете к концу этого столетия достигнет рекордной отметки. Но может быть не все так страшно, и человечество будет прекрасно жить в новых условиях: на территории России начнут выращивать экзотические фрукты, а зимние каникулы станут похожими на летние? Давайте обратимся к мнению великих умов человечества.
Последствия глобального потепления
 |
Механизмы, ставшие причиной таяния ледников миллионы лет назад, заработали и сегодня. Человечество обеспокоено — наша планета приближается глобальному таянию в несколько раз быстрее, чем это было раньше. Пройдя переломную точку, изменение климата будет необратимо. Увеличение средней температуры всего на 5-7 градусов может оказать губительное влияние на экосистему и человека. Земля на грани планетарного катаклизма. Если не принять действенных и срочных мер, возможно, уже наше поколение станет свидетелем повышения уровня моря на шесть метров.
Сегодня неизвестно, когда-именно процесс таяния льдов станет необратимым. Некоторые ученые считают, что уже сейчас разрушение ледяного покрова перешло критическую точку. Правда, по самым оптимистичным прогнозам, если начать принимать меры, ситуацию можно спасти. Конечно, человечество может перенести города вглубь материков, начать строить стены, но в случае неудачи мир изменится полностью — социальные, экономически катастрофы, хаос, борьба за выживание — вот, что ждет нас. Завтра может стать не похожим на сегодня, но все зависит только от нас.
О глобальном потеплении сейчас говорится и пишется много. Чуть ли ни каждый день появляются новые гипотезы, опровергаются старые. Нас постоянно пугают, тем, что нас ожидает в будущем (Хорошо запомнился комментарий одного из читателей журнала www.priroda.su «Нас так долго и страшно пугают, что уже и не страшно»). Многие высказывания и статьи откровенно противоречат друг другу, вводя нас в заблуждение. Глобальное потепление для многих уже стало «глобальной путаницей», а некоторые и вовсе потеряли всяческий интерес к проблеме изменения климата. Попробуем систематизировать имеющуюся информацию, создав своего рода мини энциклопедию глобального потепления.
1. Что такое глобальное потепление?
5. Человек и парниковый эффект
1. Глобальное потепление — процесс постепенного роста средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана, вследствие всевозможных причин (увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере Земли, изменение солнечной или вулканической активности и т.д.). Очень часто в качестве синонима глобального потепления употребляют словосочетание «парниковый эффект», но между этими понятиями есть небольшая разница. Парниковый эффект - это увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана вследствие роста в атмосфере Земли концентраций парниковых газов (углекислый газ, метан, водяной пар и т.д.). Эти газы выполняют роль плёнки или стекла теплицы (парника), они свободно пропускают солнечные лучи к поверхности Земли и задерживают тепло, покидающее атмосферу планеты. Более детально этот процесс мы рассмотрим ниже.
Впервые о глобальном потеплении и парниковом эффекте заговорили в 60-ых годах XX века, а на уровне ООН проблему глобального изменения климата впервые озвучили в 1980 году. С тех пор над этой проблемой ломают головы многие учёные, зачастую, взаимно опровергая теории и предположения друг друга.
2. Способы получения информации о климатических изменениях
Существующие технологии позволяют достоверно судить об имеющих место климатических изменениях. Учёные при обосновании своих теорий климатических изменений используют следующие «инструменты»:
Исторические летописи и хроники;
Метеорологические наблюдения;
Спутниковые измерения площади льдов, растительности, климатических зон и атмосферных процессов;
Анализ палеонтологических (останки древних животных и растений) и археологических данных;
Анализ осадочных океанических пород и отложений рек;
Анализ древних льдов Арктики и Антарктиды (соотношение изотопов O16 и О18);
Измерение скорости таяния ледников и вечной мерзлоты, интенсивность образования айсбергов;
Наблюдение за морскими течениями Земли;
Наблюдение за химическим составом атмосферы и океана;
Наблюдение за изменениями ареалов (мест обитания) живых организмов;
Анализ годовых колец деревьев и химического состава тканей растительных организмов.
3. Факты, свидетельствующие о глобальном потеплении
Палеонтологические данные свидетельствуют о том, что климат Земли не был постоянным. Тёплые периоды, сменялись холодными ледниковыми. В тёплые периоды среднегодовая температура Арктических широт поднималась до 7 – 13°С, а температура самого холодного месяца января составляла 4-6 градусов, т.е. климатические условия в нашей Арктике мало отличались от климата современного Крыма. На смену тёплым периодам рано или поздно приходили похолодания, во время которых льды достигали современных тропических широт.
Человек был тоже свидетелем ряда климатических изменений. В начале второго тысячелетия (11-13 века) исторические хроники свидетельствуют о том, что большая площадь Гренландии не была покрыта льдами (именно поэтому норвежские мореплаватели её окрестили «зелёной землёй»). Затем климат Земли стал суровей, и Гренландия практически полностью покрылась льдами. В 15-17 века суровые зимы достигли своего апогея. О суровости зим того времени свидетельствуют многие исторические летописи, а также художественные произведения. Так на известной картине голландского художника Ян Ван Гойена «Конькобежцы» (1641) изображено массовое катание на коньках по каналам Амстердама, в настоящее время каналы Голландии уже давным давно не замерзают. В средневековые зимы замерзала даже река Темза в Англии. В 18 веке было отмечено незначительное потепление, которое достигло своего максимума в 1770 году. 19 век снова ознаменовался очередным похолоданием, которое продолжалось вплоть до 1900 года, а с начала 20 века уже началось довольно таки быстрое потепление. Уже к 1940 году в Гренландском море количество льдов сократилось вдвое, в Баренцевом - почти на треть, а в Советском секторе Арктике площадь льдов в сумме сократилась почти на половину (1 млн. км2). В этот период времени даже обычные суда (не ледоколы) спокойно проплывали северным морским путём от западных до восточных окраин страны. Именно тогда было зафиксировано значительное повышение температуры арктических морей, отмечено значительное отступление ледников в Альпах и на Кавказе. Общая площадь льда Кавказа снизилась на 10%, а толщина льда местами уменьшилась на целые 100 метров. Повышение температуры в Гренландии составило 5°С, а на Шпицбергене все 9°С.
В 1940 потепление сменилось кратковременным похолоданием, в скором времени на смену которого, пришло очередное потепление, а с 1979 года начался быстрый рост температуры поверхностного слоя атмосферы Земли, который вызвал очередное ускорение таяния льдов Арктики, Антарктики и повышение зимних температур в умеренных широтах. Так, за последние 50 лет, толщина арктических льдов уменьшилась на 40%, а жители ряда сибирских городов стали для себя отмечать, что крепкие морозы уже давно остались в прошлом. Средняя зимняя температура в Сибири повысилась почти на десять градусов за последние пятьдесят лет. В некоторых областях России безморозный период увеличился на две-три недели. Ареал обитания многих живых организмов сместился к северу вслед за растущими средними зимними температурами, об этих и других последствиях глобального потепления мы поговорим ниже.Особенно наглядно о глобальных изменениях климата свидетельствуют старые фотографии ледников (все фото сделаны в одном и том же месяце).
Фотографии тающего ледника Pasterze в Австрии в 1875 году (слева) и 2004 году (справа). Фотограф Gary Braasch
Фотографии ледника Agassiz в Национальном парке ледников (Канада) в 1913 и 2005 годах. Фотограф W.C. Alden
Фотографии ледника Grinnell в Национальном парке ледников (Канада) в 1938 и 2005 годах. Фотограф: Mt. Gould.
Тот же ледник Grinnell с другого ракурса, фотографии 1940 и 2004 годов. Фотограф: K. Holzer.
В целом за последние сто лет средняя температура поверхностного слоя атмосферы повысилась на 0,3-0,8°С, площадь снежного покрова в северном полушарии снизилась на 8%, а уровень Мирового океана поднялся в среднем на 10-20 сантиметров. Эти факты вызывают определённую озабоченность. Остановится ли глобальное потепление или дальнейший рост среднегодовой температуры на Земле продолжится, ответ на этот вопрос появится только тогда, когда будут точно установлены причины происходящих климатических изменений.
4. Причины глобального потепления
Гипотеза 1- Причиной глобального потепления является изменение солнечной активности
Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности нашего светила - Солнца. Поэтому даже самые малые изменения активности Солнца непременно сказываются на погоде и климате Земли. Выделяют 11-летние, 22-летние, а также 80-90 летние (Глайсберга) циклы солнечной активности.
Вполне вероятно, что наблюдаемое глобальное потепление связано с очередным ростом солнечной активности, которая в будущем может снова пойти на убыль.
Гипотеза 2 – Причина глобального потепление - изменение угла оси вращения Земли и её орбиты
Югославский астроном Миланкович предположил, что циклические изменения климата во многом связаны с изменением орбиты вращения Земли вокруг Солнца, а также изменением угла наклона оси вращения Земли, по отношению к Солнцу. Подобные орбитальные изменения положения и движения планеты вызывают изменение радиационного баланса Земли, а значит и её климата. Миланкович, руководствуясь своей теорией, вполне точно рассчитал времена и протяжённость ледниковых периодов в прошлом нашей планеты. Климатические изменения, вызванные изменением орбиты Земли, происходят обычно в течение десятков, а то и сотен тысяч лет. Наблюдаемое же в настоящий момент времени относительно быстрое изменение климата, по-видимому, происходит в результате действия ещё каких-то факторов.
Гипотеза 3 - Виновник глобальных климатических изменений - океан
Мировой океан - огромный инерционный аккумулятор солнечной энергии. Он во многом определяет направление и скорость движения тёплых океанических, а также воздушных масс на Земле, которые в сильной степени влияют на климат планеты. В настоящий момент времени мало изучена природа циркуляции тепла в водной толщи океана. Так известно, что средняя температура вод океана составляет 3,5°С, а поверхности суши 15°С, поэтому интенсивность теплообмена между толщей океана и приземным слоем атмосферы может приводить к значительным климатическим изменениям. Кроме того, в водах океана растворено большое количество СО2 (около 140 трлн. тонн, что в 60 раз больше, чем в атмосфере) и ряда других парниковых газов, в результате определённых природных процессов эти газы могут поступать в атмосферу, существенным образом оказывая влияние на климат Земли.
Гипотеза 4 - Вулканическая активность
Вулканическая активность является источником поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и большого количества углекислого газа, что также может значительным образом сказаться на климате Земли. Крупные извержения первоначально сопровождаются похолоданием вследствие поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и частиц сажи. Впоследствии, поступивший в ходе извержения CO2 вызывает рост среднегодовой температуры на Земле. Последующее долговременное снижение вулканической активности способствует увеличению прозрачности атмосферы, а значит и повышению температуры на планете.
Гипотеза 5 - Неизвестные взаимодействия между Солнцем и планетами Солнечной системы
В словосочетании «Солнечная система» не зря упоминается слово «система», а в любой системе, как известно, присутствуют связи между её компонентами. Поэтому не исключено, что взаимное положение планет и Солнца может влиять на распределение и силу гравитационных полей, солнечной энергии, а также других видов энергии. Все связи и взаимодействия между Солнцем, планетами и Землёй пока ещё не изучены и не исключено, что они оказывают значительное влияние на процессы, происходящие в атмосфере и гидросфере Земли.
Гипотеза 6 - Изменение климата может происходить само по себе без каких-либо внешних воздействий и деятельности человека
Планета Земля настолько большая и сложная система с огромным количеством структурных элементов, что её глобальные климатические характеристики могут ощутимо изменяться без всяких изменений солнечной активности и химического состава атмосферы. Различные математические модели показывают, что на протяжении века, колебания температуры приземного слоя воздуха (флуктуации) могут достигать 0,4°С. В качестве сравнения можно привести температуру тела здорового человека, которая варьирует течение дня и даже часа.
Гипотеза 7 - Всему виной человек
Самая популярная на сегодняшний день гипотеза. Высокая скорость климатических изменений, происходящих в последние десятилетия, действительно может быть объяснима всё возрастающей интенсификацией антропогенной деятельности, которая оказывает заметное влияние на химический состав атмосферы нашей планеты в сторону увеличения содержания в ней парниковых газов. Действительно повышение средней температуры воздуха нижних слоёв атмосферы Земли на 0,8°С за последние 100 лет - слишком высокая скорость для естественных процессов, ранее в истории Земли такие изменения происходили в течение тысячелетий. Последние десятилетия добавили ещё большей весомости этому аргументу, так как изменения средней температуры воздуха происходили еще большими темпами — 0,3-0,4°С за последние 15 лет!
Вполне вероятно, что имеющее место в настоящее время глобальное потепление результат действия многих факторов. С остальными гипотезами, происходящего глобального потепления Вы можете ознакомиться здесь.
5.Человек и Парниковый эффект
Приверженцы последней гипотезы, отводят ключевую роль в глобальном потеплении человеку, который кардинальным образом меняет состав атмосферы, способствуя росту парникового эффекта атмосферы Земли.
Парниковый эффект в атмосфере нашей планеты вызван тем, что поток энергии в инфракрасном диапазоне спектра, поднимающийся от поверхности Земли, поглощается молекулами газов атмосферы, и излучается обратно в разные стороны, в результате половина поглощенной молекулами парниковых газов энергии возвращается обратно к поверхности Земли, вызывая её разогрев. Следует отметить, что парниковый эффект - это естественное атмосферное явление. Если бы на Земле вообще не было парникового эффекта, то средняя температура на нашей планеты была бы около -21°С, а так, благодаря парниковым газам, она составляет +14°С. Поэтому, чисто теоретически, деятельность человека, сопряжённая с выбросом парниковых газов в атмосферу Земли, должна приводить к дальнейшему разогреву планеты.
Познакомимся подробнее с парниковыми газами, способными потенциально вызвать глобальное потепление. Парниковым газом номер один является водяной пар, его вклад в существующий атмосферный парниковый эффект составляет 20,6 °С. На втором месте находится СО2, его вклад составляет около 7,2°С. Рост содержания в атмосфере Земли углекислого газа сейчас вызывает наибольшую озабоченность, так как растущее активное использование углеводородов человечеством продолжится и в ближайшем будущем. За последние два с половиной века (с начала индустриальной эры) содержание СО2 в атмосфере уже выросло приблизительно на 30%.
На третьем месте нашего «парникового рейтинга» находится озон, его вклад в общее глобальное потепление составляет 2,4 °С. В отличие от других парниковых газов, деятельность человека наоборот вызывает уменьшение содержания озона в атмосфере Земли. Далее следует закись азота, её вклад в парниковый эффект оценивается в 1,4°С. Содержание закиси азота в атмосфере планеты имеет тенденцию к росту, за последние два с половиной века концентрация этого парникового газа в атмосфере выросла на 17%. Большое количество закиси азота поступает в атмосферу Земли в результате сжигания различных отходов. Список основных парниковых газов завершает метан, его вклад в суммарный парниковый эффект составляет 0,8°С. Содержание метана в атмосфере растёт очень быстро, за два с половиной столетия этот рост составил 150%. Основными источниками метана в атмосфере Земли являются разлагающиеся отходы, крупный рогатый скот, а также распад природных соединений, содержащих в своём составе метан. Особое опасение вызывает то, что способность поглощать инфракрасное излучение на единицу массы у метана в 21 раз выше, чем у углекислого газа.
Наибольшая роль в имеющем место глобальном потеплении отводиться водяному пару и углекислому газу. На их долю приходится более 95% всего парникового эффекта. Именно благодаря этим двум газообразным веществам происходит разогрев атмосферы Земли на 33°С. Антропогенная деятельность оказывает наибольшее влияние на рост в атмосфере Земли концентрации углекислого газа, а содержание водяного пара в атмосфере растёт вслед за температурой на планете, вследствие увеличения испаряемости. Общий техногенный выброс СО2 в атмосферу Земли составляет 1.8 млрд. т/год, общее количество углекислого газа, которое связывает растительность Земли в результате фотосинтеза составляет 43 млрд. т/год, но почти всё это количество углерода в результате дыхания растений, пожаров, процессов разложения снова оказывается в атмосфере планеты и только 45 млн.т/год углерода оказывается депонированной в тканях растений, болотах суши и глубинах океана. Эти цифры показывают, что деятельность человека потенциально может являться ощутимой силой, влияющей на климат Земли.
6. Факторы, ускоряющие и замедляющие глобальное потепление
Планета Земля настолько сложная система, что существует множество факторов, которые прямо или косвенно влияют на климат планеты, ускоряя или замедляя глобальное потепление.
Факторы, ускоряющие глобальное потепление:
Эмиссия CO2, метана, закиси азота в результате техногенной деятельности человека;
Разложение, вследствие повышения температуры, геохимических источников карбонатов с выделением СО2. В земной коре содержится в связанном состоянии углекислого газа в 50000 раз больше, чем в атмосфере;
Увеличение содержания в атмосфере Земли водяного пара, вследствие роста температуры, а значит и испаряемости воды океанов;
Выделение CO2 Мировым океаном вследствие его нагревания (растворимость газов при повышении температуры воды падает). С ростом температуры воды на каждый градус растворимость в ней CO2 падает на 3%. В Мировом океане содержится в 60 раз больше CO2, чем в атмосфере Земли (140 триллионов тонн);
Уменьшение альбедо Земли (отражающей способности поверхности планеты), вследствие таяния ледников, смены климатических зон и растительности. Морская гладь отражает значительно меньше солнечных лучей, чем полярные ледники и снега планеты, горы лишённые ледников, также обладаю меньшим альбедо, продвигающая на север древесная растительность обладает меньшим альбедо, чем растения тундр. За последние пять лет альбедо Земли уже уменьшилось на 2,5%;
Выделение метана при таянии вечной мерзлоты;
Разложение метангидратов - кристаллических льдистых соединений воды и метана, содержащихся в приполярных областях Земли.
Факторы, замедляющие глобальное потепление:
Глобальное потепление вызывает замедление скорости океанических течений, замедление тёплого течения Гольфстрим вызовет снижение температуры в Арктике;
С увеличением температуры на Земле растёт испаряемость, а значит и облачность, которая является определённого рода преградой на пути солнечных лучей. Площадь облачности растет приблизительно на 0,4% на каждый градус потепления;
С ростом испаряемости увеличивается количество выпадающих осадков, что способствует заболачиванию земель, а болота, как известно, являются одними из главных депо CO2;
Увеличение температуры, будет способствовать расширению площади тёплых морей, а значит и расширению ареала моллюсков и коралловых рифов, эти организмы принимают активное участие в депонировании CO2, который идёт на постройку раковин;
Увеличение концентрации CO2 в атмосфере стимулирует рост и развитие растений, которые являются активными акцепторами (потребителями) этого парникового газа.
7. Возможные сценарии глобальных климатических изменений
Глобальные климатические изменения очень сложны, поэтому современная наука не может дать однозначного ответа, что же нас ожидает в ближайшем будущем. Существует множество сценариев развития ситуации.
Сценарий 1 - глобальное потепление будет происходить постепенно
Земля очень большая и сложная система, состоящая из большого количества связанных между собой структурных компонентов. На планете есть подвижная атмосфера, движение воздушных масс которой распределяет тепловую энергию по широтам планеты, на Земле есть огромный аккумулятор тепла и газов - Мировой океан (океан накапливает в 1000 раз больше тепла, чем атмосфера) Изменения в такой сложной системе не могут происходить быстро. Пройдут столетия и тысячелетия, прежде чем можно будет судить об сколько-нибудь ощутимом изменении климата.
Сценарий 2 - глобальное потепление будет происходить относительно быстро
Самый «популярный» в настоящее время сценарий. По различным оценкам за последние сто лет средняя температура на нашей планете увеличилась на 0,5-1°С, концентрация – СО2 возросла на 20-24 %, а метана на 100%. В будущем эти процессы получат дальнейшее продолжение и к концу XXI века средняя температура поверхности Земли может увеличиться от 1,1 до 6,4°С, по сравнению с 1990 годом (по прогнозам IPCC от 1,4 до 5,8°С). Дальнейшее таяние Арктических и Антарктических льдов может ускорить процессы глобального потепления из-за изменения альбедо планеты. По утверждению некоторых учёных, только ледяные шапки планеты за счёт отражения солнечного излучения охлаждают нашу Землю на 2°С, а покрывающий поверхность океана лёд существенно замедляет процессы теплообмена между относительно теплыми океаническим водами и более холодным поверхностным слоем атмосферы. Кроме того, над ледяными шапками практически нет главного парникового газа - водяного пара, так как он выморожен.
Глобальное потепление будет сопровождаться подъёмом уровня мирового океана. С 1995 по 2005 год уровень Мирового океана уже поднялся на 4 см, вместо прогнозируемых 2-ух см. Если уровень Мирового океана в дальнейшем будет подниматься с такой же скоростью, то к концу XXI века суммарный подъём его уровня составит 30 – 50 см, что вызовет частичное затопление многих прибрежных территорий, особенно многонаселённого побережья Азии. Следует помнить, что около 100 миллионов человек на Земле живёт на высоте меньше 88 сантиметров над уровнем моря.
Кроме повышения уровня Мирового океана глобальное потепление влияет на силу ветров и распределение осадков на планете. В результате на планете вырастет частота и масштабы различных природных катаклизмов (штормы, ураганы, засухи, наводнения).
В настоящее время от засухи страдает 2% всей суши, по прогнозам некоторых учёных к 2050 году засухой будет охвачено до 10% всех земель материков. Кроме того, изменится распределение количества осадков по сезонам.
В Северной Европе и на западе США увеличится количество осадков и частота штормов, ураганы будут бушевать в 2-а раза чаще, чем в XX веке. Климат Центральной Европы станет переменчивым, в сердце Европы зимы станут теплее, а лето дождливее. Восточную и Южную Европу, включая Средиземноморье, ждёт засуха и жара.
Сценарий 3 - Глобальное потепление в некоторых частях Земли сменится кратковременным похолоданием
Известно, что одним из факторов возникновения океанических течений является градиент (разница) температур между арктическими и тропическими водами. Таяние полярных льдов способствует повышению температуры Арктических вод, а значит, вызывает уменьшение температурной разницы между тропическими и арктическими водами, что неминуемо, в будущем приведёт к замедлению течений.
Одним из самых известных тёплых течений является Гольфстрим, благодаря которому во многих странах Северной Европы среднегодовая температура на 10 градусов выше, чем в других аналогичных климатических зонах Земли. Понятно, что остановка этого океанического конвейера тепла очень сильно повлияет на климат Земли. Уже сейчас течение Гольфстрим, стало слабее на 30% по сравнению с 1957 годом. Математическое моделирование показало, чтобы полностью остановить Гольфстрим достаточно будет повышения температуры на 2-2,5 градуса. В настоящее время температура Северной Атлантики уже прогрелась на 0,2 градуса по сравнению с 70-ми годами. В случае остановки Гольфстрима среднегодовая температура в Европе к 2010 году понизится на 1 градус, а после 2010 года дальнейший рост среднегодовой температуры продолжится. Другие математические модели «сулят» более сильное похолодание Европе.
Согласно этим математическим расчётам полная остановка Гольфстрима произойдёт через 20 лет, в результате чего климат Северной Европы, Ирландии, Исландии и Великобритании может стать холоднее настоящего на 4-6 градусов, усилятся дожди и участятся шторма. Похолодание затронет также и Нидерланды, Бельгию, Скандинавию и север европейской части России. После 2020-2030 года потепление в Европе возобновится по сценарию №2.
Сценарий 4 - Глобальное потепление сменится глобальным похолоданием
Остановка Гольфстрима и других океанических вызовет глобальное похолодание на Земле и наступление очередного ледникового периода.
Сценарий 5 – Парниковая катастрофа
Парниковая катастрофа – самый «неприятный» сценарий развития процессов глобального потепления. Автором теории является наш учёный Карнаухов, суть её в следующем. Рост среднегодовой температуры на Земле, вследствие увеличения в атмосфере Земли содержания антропогенного CO2, вызовет переход в атмосферу растворённого в океане CO2, а также спровоцирует разложение осадочных карбонатных пород с дополнительным выделением углекислого газа, который, в свою очередь, поднимет температуру на Земле ещё выше, что повлечёт за собой дальнейшее разложение карбонатов, лежащих в более глубоких слоях земной коры (в океане содержится углекислого газа в 60 раз больше, чем в атмосфере, а в земной коре почти в 50 000 раз больше). Ледники будут интенсивно таять, уменьшая альбедо Земли. Такое быстрое повышение температуры будет способствовать интенсивному поступлению метана из тающей вечной мерзлоты, а повышение температуры до 1,4-5,8°С к концу столетия будет способствовать разложению метангидратов (льдистых соединений воды и метана), сосредоточенных преимущественно в холодных местах Земли. Если учесть, что метан, является в 21 раз более сильным парниковым газом, чем CO2 рост температуры на Земле будет катастрофическим. Чтобы лучше представить, что будет с Землёй лучше всего обратить внимание на нашего соседа по солнечной системе - планету Венера. При таких же параметрах атмосферы, как на Земле, температура на Венере должна быть выше Земной всего на 60°С (Венера ближе Земли к Солнцу) т.е. быть в районе 75°С, в реальности же температура на Венере почти 500°С. Большинство карбонатных и метано-содержащих соединений на Венере давным давно были разрушены с выделением углекислого газа и метана. В настоящее время атмосфера Венеры состоит на 98% из СО2, что приводит к увеличению температуры планеты почти на 400°С
Если глобальное потепление пойдёт по такому же сценарию, как на Венере, то температура приземных слоев атмосферы на Земле может достигнуть 150 градусов. Повышение температуры Земли даже на 50°С поставит крест, на человеческой цивилизации, а увеличение температуры на 150°С вызовет гибель почти всех живых организмов планеты.
По оптимистическому сценарию Карнаухова, если количество, поступающего в атмосферу CO2, останется на прежнем уровне, то температура 50°С, на Земле установится через 300 лет, а 150°С через 6000 лет. К сожалению, прогресс не остановить, с каждым годом объёмы выбросов CO2 только растут. По реалистическому сценарию, согласно которому выброс CO2 будет расти с такой же скоростью, удваиваясь каждые 50 лет, температура 502 на Земле уже установится через 100 лет, а 150°С через 300 лет.
8. Последствия глобального потепления
Увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы будет сильнее ощущаться над материками, чем над океанами, что в будущем вызовет коренную перестройку природных зон материков. Смещение рада зон в Арктические и Антарктические широты отмечается уже сейчас.
Зона вечной мерзлоты уже сместилась к северу на сотни километров. Некоторые учёные утверждают, что вследствие быстрого таяния вечной мерзлоты и повышения уровня Мирового океана, в последние годы Ледовитый океан наступает на сушу со средней скоростью 3-6 метров за лето, а на арктических островах и мысах высокольдистые породы разрушаются и поглощаются морем в теплый период года со скоростью до 20-30 метров. Исчезают полностью целые арктические острова; так уже в 21 веке исчезнем остров Муостах вблизи устья реки Лены.
При дальнейшем увеличении среднегодовой температуры приземного слоя атмосферы, тундра может практически полностью исчезнуть на Европейской части России и сохранится только лишь на арктическом побережье Сибири.
Зона тайги сместиться к северу на 500-600 километров и сократиться по площади почти на треть, площадь лиственных лесов увеличится в 3-5 раз, и если будет позволять увлажнение, пояс лиственных лесов будет простираться непрерывной полосой от Балтики до Тихого океана.
Лесостепи и степи также продвинутся на север и покроют Смоленскую, Калужскую, Тульскую, Рязанскую области, вплотную подступив к южным границам Московской и Владимирской областям.
Глобальное потепление затронет и места обитания животных. Смена ареалов обитания живых организмов уже отмечается во многих уголках Земного шара. В Гренландии уже стал гнездиться сизоголовый дрозд, в субарктической Исландии появились скворцы и ласточки, в Британии появилась белая цапля. Особенно сильно заметно потепление арктических океанических вод. Теперь многие промысловые рыбы встречаются там, где их раньше не было. В водах Гренландии появилась треска и сельдь в количестве достаточном для осуществления их промышленного лова, в водах Великобритании - обитатели южных широт: красная форель, большеголовая черепаха, в дальневосточном заливе Петра Великого - тихоокеанская сардина, а в Охотском море появилась скумбрия и сайра. Ареал бурого медведя в Северной Америке уже продвинулся на север до такой степени, что стали появляться гибриды белых и бурых медведей, а в южной части своего ареала бурые медведи и вовсе перестали впадать в спячку.
Повышение температуры создаёт благоприятные условия для развития болезней, чему способствуют не только высокая температура и влажность, но и расширение ареала обитания ряда животных – переносчиков болезней. К середине 21 века ожидается, что заболеваемость малярией вырастет на 60%. Усиленное развитие микрофлоры и нехватка чистой питьевой воды будет способствовать росту инфекционных кишечных заболеваний. Быстрое размножение микроорганизмов в воздухе может увеличить заболеваемость астмой, аллергией и различными респираторными болезнями.
Благодаря глобальным климатическим изменениям ближайшие пол века могут оказаться последними в жизни многих видов живых организмов. Уже сейчас белые медведи, моржи и тюлени лишаются важного компонента их среды обитания - арктического льда.
Глобальное потепление для нашей страны влечёт за собой как плюсы, так и минусы. Зимы станут менее суровыми, земли с пригодным для земледелия климатом продвинутся дальше на север (в Европейской части России до Белого и Карского морей, в Сибири до Северного полярного круга), во многих районах страны станет возможным выращивание более южных культур и раннее созревание прежних. Ожидается, что к 2060 году средняя температура в России достигнет 0 градуса по Цельсию, сейчас она пока составляет в -5,3°С.
Не предсказуемые последствия повлечёт за собой таяние вечной мерзлоты, как известно вечная мерзлота покрывает 2/3 площади России и 1/4 площади всего Северного полушария. На вечной мерзлоте Российской Федерации стоит множество городов, проложено тысячи километров трубопроводов, а также автомобильных и железных дорог (80% БАМа проходит по вечной мерзлоте). Таяние мерзлоты может сопровождаться значительными разрушениями. Большие территории могут стать не пригодными для жизни человека. Некоторые учёные высказывают опасение, что Сибирь может вообще оказаться отрезанной от Европейской части России и стать объектом притязаний других стран.
Другие страны мира тоже ждут кардинальные перемены. В целом, согласно большинству моделей, зимой ожидается рост осадков в высоких широтах (выше 50° северной и южной широты), а также и в умеренных широтах. В южных широтах наоборот ожидается снижение количества выпадающих осадков (до 20%), особенно, в летний период. Страны Южной Европы, промышляющие туризмом, ожидают большие экономические потери. Летняя засушливая жара и зимние ливневые дожди поубавят «пыл» у желающих отдохнуть в Италии, Греции, Испании и Франции. Для многих других стран, живущих за счёт туристов, тоже наступят далеко не лучшие времена. Любителей покататься на горных лыжах в Альпах ждёт разочарование, со снегом в горах будет «напряжёнка». Во многих странах мира условия жизни значительно ухудшаться. По оценкам ООН, к середине XXI века в мире будет насчитываться до 200 миллионов климатических беженцев.
9. Способы предотвращения глобального потепления
Есть мнение, что человек в будущем попытается взять климат Земли под свой контроль, насколько это будет успешно, покажет время. Если человечеству это не удастся, и он не изменит свой образ жизни, то вид Homo sapiens ожидает участь динозавров.
Уже сейчас передовые умы размышляют над тем, как нивелировать процессы глобального потепления. Предлагаются такие оригинальные способы предотвращения глобального потепления, как выведение новых сортов растений и пород деревьев, листья которых обладают более высоким альбедо, покраска крыш в белый цвет, установка зеркал на околоземной орбите, укрытие от солнечных лучей ледников и т.д. Много усилий тратится на замену традиционных видов энергии, основанной на сжигании углеродного сырья, на не традиционные, такие как производство солнечных батарей, ветряков, строительство ПЭС (приливных электростанций), ГЭС, АЭС. Предлагаются оригинальные не традиционные способы получения энергии такие, как использование тепла человеческих тел для обогрева помещений, использование солнечного света для предотвращения появления гололёда на дорогах, а также ряд других. Энергетический голод и страх перед угрожающим глобальным потеплением творит чудеса с человеческим мозгом. Новые и оригинальные идеи рождаются, чуть ли не каждый день.
Не малое внимание уделяется рациональному использованию энергоресурсов.
Для уменьшения выбросов CO2 в атмосферу, улучшается КПД двигателей, выпускаются гибридные автомобили.
В будущем планируется уделять большое внимание улавливанию парниковых газов при производстве электроэнергии, а также непосредственно из атмосферы путём захоронения растительных организмов, использования хитроумных искусственных деревьев, закачки углекислого газа на многокилометровую глубину океана, где он будет растворяться в водной толще. Большинство перечисленных способов «нейтрализации» CO2 очень дороги. В настоящее время стоимость улавливания одной тонны СО2 составляет приблизительно 100-300 долларов, что превышает рыночную стоимость тонны нефти, а если учесть, что при сгорании одной тонны приблизительно образуется три тонны CO2, то многие способы связывания углекислого газа оказываются пока не актуальными. Предлагавшиеся ранее способы депонирования углерода с помощью высадки деревьев признаются несостоятельными в связи с тем, бОльшая часть углерода в результате лесных пожаров и разложения органики поступает обратно в атмосферу.
Особое внимание уделяется разработке законодательных нормативов, направленных на снижение выброса парниковых газов. В настоящее время многими странами мира были приняты Рамочная конвенция ООН об изменении климата (1992) и Киотский протокол (1999). Последний не был ратифицирован рядом стран, на которые приходится львиная доля выброса CO2. Так на долю США приходится около 40% от всех выбросов (в последнее время появилась информация, что Китай обогнал США по объёмам выброса CO2). К сожалению, пока человек во главу угла будет ставить собственное благосостояние, прогресса в решении вопросов глобального потепления не предвидится.
Новая эпоха
На протяжении долгих лет спор о том, миф или реальность — глобальное потепление, — отвлекал народ от конкретных фактов. Наша планета вступает в новую геологическую эпоху. Такой вывод сделали ученые, после длительных наблюдений в Арктике за ледяным покровом. Согласно их заключению арктические льды постепенно видоизменяются. Молодых льдов становится все больше, и дрейфуют они более интенсивно, чем раньше. В прошлом веке поверхность Северного Ледовитого океана льды покрывали круглый год, теперь же в теплое время года они тают, иногда полностью исчезая с огромной площади акватории океана. Если такая тенденция сохранится, то в ближайшие тридцать лет Северный Ледовитый океан лишится своих льдов полностью. Глобальное потепление, о котором так долго спорили ученые, преподносит свои первые плоды. Это реальная угроза для всех нас, отрицать которую нет смысла, и вызвана она антропогенными факторами. Выражаясь по-простому, сами себе нагадили. Вот некоторые факты, которые помогут осознать серьезность ситуации для будущего Земли.
15 интересных фактов о глобальном потеплении
1. Еще полвека назад была сформулирована теория о глобальном потеплении. Наша планета просто не в состоянии перерабатывать такое количество углекислого газа, что выбрасывается в атмосферу.
2 .Процесс глобального потепления идет по нарастающей. С увеличением CO2 в атмосфере все быстрее меняется экология и окружающая среда Земли. Дополнительными причинами накопления углекислого газа в атмосфере стали вырубка тропических лесов и таяние льдов.
3. Наша планета нагревается энергией солнца. Поверхность мирового океана и атмосфера отличаются отражательными свойствами, которые помогают избежать перегрева. Но эту отражательную способность снижают парниковые газы, не позволяя солнечной энергии покинуть Землю и улетучиться в космос.
4. Наибольшее количество парниковых газов производят Китай, Индия и США, являясь интенсивно развивающимися или наиболее развитыми странами. У них мощная индустрия, которая и создает опасность. Именно они, в большей степени, ответственны за факторы, негативно влияющие на природу и атмосферу.
5. Подавляющее большинство ученых признает угрозу глобального потепления, а большинство из большинства считают ее неизбежной. Но население, в целом, или не верит в надвигающуюся катастрофу или предпочитает проблему не замечать.
6 .Основная причина глобального потепления и перемены климата – антропогенный фактор. Это не что иное, как результат нашего пагубного воздействия на окружающую среду, по большей части, на атмосферу Земли.
7 .На местном уровне, в различных регионах мира, резкие погодные катаклизмы – есть результат общего глобального потепления. Где-то население преследуют частые засухи, где-то, наоборот, не прекращаются дожди. Все это различные последствия одной и той же проблемы.
8. Опасность глобального потепления ещё и в том, что оно повышает температуру мирового океана. Именно в его водах наиболее заметно повышение температуры Земли, что в будущем приведет к катастрофе.
9. За три десятка лет температура нашей планеты повысилась на полградуса. Это не ерунда, как могут подумать многие, что там какие-то 0,5 °С. Земля – очень хрупкая экосистема и на ее гармонию могут серьезно повлиять даже самые незначительные изменения.
10 .Уровень океана за последние сто лет поднялся на пятнадцать сантиметров. Это говорит о том, что антарктические и арктические ледники тают и тают очень быстро. Что произойдет, если они продолжат таять в таком же темпе, мы уже писали, вот .
11. Потребление большого количества электроэнергии реально ведет к увеличению выброса парниковых газов. Именно при выработке электричества в атмосферу сегодня выплескивается сорок процентов парниковых газов.
12. Многие ученые считают, что процесс глобального потепления уже необратим, а будет только нарастать. К тому же правительства развитых стран не предпринимают почти ничего, что могло хотя бы замедлить этот процесс. Даже если сегодня прекратить жесткое воздействие человека на природу, эффект от вреда, нанесенного прежде, будет ощущаться еще сотни лет.
13. Повышение температуры на планете влечет и повышение влажности. Чем выше будет температура, тем больше будет испарений, а значит и осадков в виде дождя и снега. Но вот выпадать они станут неравномерно. Одни регионы будут затоплены, другие погибнут от засухи.
14. По прогнозам ученых полное таяние льдов в Арктике может произойти уже очень скоро, лет через двадцать – сорок. Этот процесс уничтожает животных и птиц, ареалы их распространения. В первую очередь пострадает природа и животный мир Арктики. Под угрозой вымирания — белые медведи.
15. Несколько лет подряд у нас в средней полосе России на Новый год шел дождь, а однажды даже не дождь, а ливень, который хлестал целый день и ночь. После 2000 года, с началом нового века, наблюдались десять самых теплых лет за всю историю. После 70-х годов каждое десятилетие было теплее, чем предыдущее. Эффект снежного кома.
Видео: что изменилось уже сейчас. Глобальное потепление
в XX и XXI веках.По оценкам ученых к началу средняя температура поверхности Земли может повыситься на величину от 1,8 до 3,4 °C. В отдельных регионах температура может немного понизиться (см. рис. 1).
По мнению экспертов (МГЭИК) , средняя температура по Земле поднялась на 0,7 °C со второй половины , и «бо́льшая доля потепления, наблюдавшегося в последние 50 лет, вызвана деятельностью ». Это в первую очередь выброс , вызывающего в результате сжигания , и . (см. рис.2) .
Наиболее сильные колебания температуры наблюдаются в Арктике, Гренландии и на Антарктическом полуострове (см.рис 3). Именно приполярные регионы наиболее чувствительны к изменениям климата, где вода находится на границе таяния и замерзания. Небольшое похолодание приводит к увеличению площади снегов и льдов, которые хорошо отражают в космос солнечное излучение, способствуя тем самым дальнейшему понижению температуры. И наоборот, потепление приводит к сокращению снежно-ледового покрова, лучшему прогреву воды и интенсивному таянию ледников, что приводит к увеличению уровня океана.
Помимо повышения , повышение температуры также приведёт к изменениям в количестве и распределении . В результате могут участиться природные катаклизмы: , и другие. Потепление, по всей вероятности, увеличит частоту и масштаб таких явлений.
Другим возможным последствием повышения глобальных температур является снижение урожаев культур в Африки, Азии и Латинской Америки и повышение урожаев в развитых странах (за счёт удлинения вегетационных периодов).
Потепление климата может привести к смещению зон обитания растительных и животных видов к полярным зона, что увеличит вероятность вымирания малочисленных видов-обитателей прибрежных зон и островов, чье существование в настоящее время находится под угрозой исчезновения.
К 2013 году научное сообщество сообщает, что процесс глобального потепления приостановился, изучаются причины прекращения роста температур.
Цель моей работы исследовать глобальное потепление и найти пути решения этой проблемы.
Задачи исследования:
Изучить различные теории глобального потепления;
Оценить последствия данного процесса;
Предложить меры по предотвращению глобального потепления.
Методы исследования, примененные в моей работе:
Эмпирический
Статистический
Математический и др.
Изменение климата на Земле.
Климат изменяется как в результате естественных внутренних процессов, так и внешних воздействий на окружающую среду (см. рис. 4). За последние 2000 лет ясно выделяются несколько климатических циклов похолодания и потепления, сменяющих друг друга.
Климатические сдвиги нашей эры.
0 - 400 гг
. Климат был, вероятно, жарким, но не сухим. Температура примерно соответствовала современной, а к северу от Альп была даже выше современной. В Северной Африке и на Ближнем Востоке царил более влажный климат.
400 - 1000 гг
. Среднегодовая температура была на 1-1,5 градуса ниже нынешней. В целом климат стал более влажным, а зима - более холодной. В Европе холодная температура также была связана с повышенной влажностью. Граница распространения деревьев в Альпах понизилась примерно на 200 метров, а ледники увеличились.
1000 - 1300 гг
. Эпоха относительно тёплого климата в в - веках, характеризовалась мягкими зимами, сравнительно тёплой и ровной погодой.
1300 - 1850 гг
. Период , имевший место на в течение - . Данный период является наиболее холодным за последние 2 тысячи лет.
1850 - 20?? гг
«Глобальное потепление». Оценки, полученные по климатическим моделям говорят, что к началу средняя температура поверхности Земли может повыситься на величину от 1,8 до 3,4 °C.
Причины глобального потепления.
Причины изменений климата остаются неизвестными, однако, среди основных внешних воздействий - изменения орбиты Земли , вулканические выбросы и . По данным прямых климатических наблюдений средние температуры на Земле повысились, однако причины такого повышения остаются предметом дискуссий. Одной из наиболее широко обсуждаемых причин является антропогенный .
.
По мнению некоторых ученых настоящее глобальное потепление объясняется деятельностью человека. Оно вызвано антропогенным ростом концентрации углекислого газа в атмосфере Земли, и, как следствие, увеличением « ». Эффект его присутствия в напоминает эффект парника, когда коротковолновая солнечная радиация легко проникает через слой СО 2 , а затем, отражаясь от земной поверхности и превращаясь в длинноволновую радиацию, не может обратно проникнуть через него и остается в атмосфере. Этот слой действует как пленка в парнике - создает дополнительный тепловой эффект.
Парниковый эффект был обнаружен в и впервые был исследован в году . Это процесс, при котором поглощение и испускание вызывает нагрев атмосферы и поверхности .
На Земле основными парниковыми газами являются: (ответственен примерно за 36-70 % парникового эффекта, без учёта облаков), (CO 2 ) (9-26 %), (CH 4 ) (4-9 %) и (3-7 %). Атмосферные концентрации CO 2 и CH 4 увеличились с началом промышленной революции к середине на 31 % и 149 % соответственно. Согласно отдельным исследованиям, такие уровни концентрации достигнуты впервые за последние 650 тысяч лет. Это период, для которого были получены данные из образцов полярного льда. Углекислый газ создает 50 % парникового эффекта, на долю хлорфторуглерода приходится 15-20 %, на долю метана - 18 %, азота 6 % (рис. 5).
Около половины всех парниковых газов, получаемых в ходе хозяйственной деятельности человечества, остаются в атмосфере. Около трёх четвертых всех антропогенных выбросов углекислого газа, за последние 20 лет, стали результатом сжигания топлива. При этом примерно половина объема антропогенных выбросов углекислоты связываются наземной растительностью и океаном. Бо́льшая часть остальных выбросов CO 2 вызвана в первую очередь с вырубкой лесов и уменьшением количества растительности, поглощающих углекислый газ.
2.2 Изменение солнечной активности.
Учеными были предложены разнообразные , объясняющие изменения температуры Земли. Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности нашего светила – Солнца. Поэтому даже самые малые изменения солнечной активности непременно сказываются на погоде и климате Земли. Выделяют 11-летние, 22-летние, а также 80-90 летние (Глайсберга) циклы солнечной активности. Вполне вероятно, что наблюдаемое глобальное потепление связано с очередным ростом солнечной активности, которая в будущем может снова пойти на убыль. Солнечная активность может объяснить половину температурных изменений до 1970 года. Под действием солнечной радиации изменяется толщина горных ледников. Например, в Альпах практически рас таял ледник Pasterze (см.рис.6). Причем в одних районах происходит утончение ледников, тогда как в других утолщение ледникового покрова (см. рис.7 ). За последние полвека температура на юго-западе Антарктики, на , возросла на 2,5 °C. В от шельфового площадью 3250 км² и толщиной свыше 200 метров, расположенного на Антарктическом полуострове, откололся площадью свыше 2500 км². Весь процесс разрушения занял всего 35 дней. До этого ледник оставался стабильным в течение 10 тысяч лет, с конца последнего ледникового периода. Таяние шельфового ледника привело к выбросу большого количества айсбергов (свыше тысячи) в (см. рис.8).
2.3 Влияние Мирового океана.
Мировой океан является огромным накопителем солнечной энергии. Он определяет направление и скорость движения тёплых океанических течений, а также воздушных масс на Земле, которые сильно влияют на климат планеты. В настоящее время мало изучена природа циркуляции тепла в водной толщи океана. Известно, что средняя температура вод океана составляет 3,5°С, а поверхности суши 15°С, поэтому усиленный теплообмен между толщей океана и приземным слоем атмосферы может приводить к значительным климатическим изменениям (рис.9). Кроме того, в водах океана растворено большое количество СО 2 (около 140 трлн. тонн, что в 60 раз больше, чем в атмосфере) и ряда других парниковых газов. В результате различных природных процессов эти газы могут поступать в атмосферу, существенно оказывая влияние на климат Земли.
2 .4 Вулканическая деятельность.
Вулканическая активность также является источником поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и большого количества углекислого газа, выделяющегося при извержении вулканов. Крупные извержения первоначально сопровождаются похолоданием вследствие поступления в атмосферу Земли пепла, серной кислоты и частиц сажи. Впоследствии, поступивший в ходе извержения CO 2 вызывает рост среднегодовой температуры на Земле. Последующее долговременное снижение вулканической активности способствует увеличению прозрачности атмосферы, и приводит к повышению температуры на планете. Это может значительным образом сказаться на климате Земли.
3 .Результаты исследований глобального потепления.
При изучении глобального потепления разными метеостанциями мира, обозначилось четыре ряда глобальных температур, начинающихся со второй половины XIX века (см. рис. 10). На них видны два отчетливых эпизода глобального потепления. Один из них приходится на период с 1910 по 1940 год. За это время средняя температура на Земле выросла на 0,3- 0,4°C. Затем в течение 30 лет температура не росла и, возможно, даже немного снизилась. А с 1970 года начался новый эпизод потепления, который продолжается до сих пор. За это время температура повысилась еще на 0,6- 0,8°C. Таким образом, в целом за XX век средняя глобальная температура приземного воздуха на Земле выросла примерно на один градус. Это довольно много, поскольку даже при выходе из ледникового периода потепление обычно составляет всего 4° C.
Изучая изменения уровня Мирового океана, ученые установили, что средний уровень моря растет в течение последних 100 лет со средней скоростью около 1,7 мм / год, что значительно больше, чем средняя скорость за последние несколько тысяч лет. С 1993 года глобальный уровень моря начал подниматься ускоренными темпами - около 3,5 мм / год (см.рис.11). Основная причина повышения уровня моря на сегодняшний день - увеличение теплосодержания океана, которое приводит к его расширению. Ожидается, что в будущем, более значительную роль в ускорении подъема уровня моря, будет играть таяние льда.
Общий объем ледников на Земле довольно резко сокращается. Ледники постепенно сокращались на протяжении всего прошлого века. Но скорость сокращения заметно возросла именно в последнее десятилетие (см. рис. 12). Только несколько ледников все еще растут. Постепенное исчезновение ледников будет следствием не только повышения уровня мирового океана, но и возникновение проблем с обеспечением пресной водой некоторых районов Азии и Южной Америки.
.
Существует теория , которая часто используется противниками концепций антропогенного глобального потепления и парникового эффекта. Они утверждают, что современное потепление - это естественный выход из малого ледникового периода XIV-XIX веков, которое, приведет к восстановлению температур малого климатического оптимума X-XIII веков.
Глобальное потепление может произойти не везде. Согласно гипотезе климатологов М. Юинга и У. Донна, существует колебательный процесс, в котором ледниковый период порождается потеплением климата, а выход из ледникового периода - похолоданием. Это связано с тем, что при оттаивании ледяных полярных шапок увеличивается количество осадков в полярных широтах. В дальнейшем происходит снижение температуры в внутриконтинентальных районах северного полушария с последующим образованием ледников. При замерзании ледяных полярных шапок ледники в глубинных районах континентов, не получая достаточно подпитки в виде осадков, начинают оттаивать.
По одной из гипотез, глобальное потепление приведёт к остановке или серьёзному ослаблению . Это вызовет существенное падение средней температуры в (при этом температура в других регионах повысится, но не обязательно во всех), так как Гольфстрим прогревает континент за счёт переноса тёплой воды из тропиков.
5. Последствия глобального потепления.
В настоящее время фактор потепления климата рассматривается наравне с другими известными факторами риска здоровью – курением, алкоголем, избыточным питанием, малой физической активностью и другими.
5.1 Распространение инфекций .
В результате потепления климата ожидаются рост количества осадков, расширение площадей заболоченных земель и увеличение числа подтопленных населенных пунктов. Площадь заселения водоемов личинками комаров постоянно возрастает, в том числе 70% водоемов заражены личинками малярийных комаров. По мнению экспертов ВОЗ, повышение температуры на 2–3 °С ведет к увеличению числа людей, которые могут заболеть малярией примерно на 3–5%. Возможно появление комариных («москитных») заболеваний, таких как лихорадка Западного Нила (ЛЗН), лихорадка Денге, желтая лихорадка. Увеличение количества дней с высокой температурой приводит к активизации клещей и росту заболеваемости инфекциями, ими переносимыми.
5.2. Таяние вечной мерзлоты.
В толще мерзлых горных пород законсервирован газ – метан. Он вызывает несравнимо больший парниковый эффект, чем CO2. Если метан при таянии мерзлоты будет выпускаться в атмосферу, изменение климата будет необратимо. Планета станет пригодной только для тараканов и бактерий. Кроме того, десятки городов, построенные на вечной мерзлоте, просто утонут. Процент деформаций зданий на севере уже очень большой и все время растет. Из-за таяния вечномерзлой земли будет невозможно добывать нефть, газ, никель, алмазы и медь. При глобальном потеплении с повышением температуры возникнут новые вспышки вирусов, оно становится доступным бактериям и грибам, которые разлагают метан.
5.3 Аномальные природные явления.
Одним из последствий изменения климата ученые считают увеличение числа таких аномальных погодных явлений, как наводнения, штормы, тайфуны, ураганы. Р ост повторяемости, интенсивности и продолжительности засух в некоторых регионах приведет к повышению пожароопасности в лесных массивах, заметному расширению районов засух и пустынных земель. В других регионах Земли можно ожидать усиление ветров и увеличение интенсивности тропических циклонов, увеличение частоты сильных осадков из-за чего участятся наводнения, что приведет к переувлажнения почвы, которое опасно для сельского хозяйства.
5.4 Повышение уровня океана.
В северных морях уменьшится количество ледников (например, в Гренландии), что приведет к подъему уровня Мирового Океана. Тогда окажутся под водой прибрежные территории, уровень которых ниже уровня моря. Например, Нидерланды, которые под натиском моря только с помощью дамб сохраняют свою территорию; Япония, у которой в таких районах находятся многие производственные мощности; могут быть залиты океаном многие острова в тропиках.
5.5 Экономические последствия.
Расходы, связанные с изменениями климата, растут вместе с температурой. Сильнейшие штормы и наводнения являются причинами убытков в миллиарды долларов. Экстремальные погодные условия создают чрезвычайные финансовые проблемы. К примеру, после рекордного по показателям урагана в 2005 году в штате Луизиана произошло 15-процентное падение доходов спустя месяц после бури, а материальный ущерб был оценен в 135 миллиардов долларов. Потребители регулярно сталкиваются с ростом цен на продовольствие и энергоносители наряду с увеличением стоимости медицинских услуг и недвижимости. Из-за увеличения площади засушливых земель под угрозой находится производство продуктов питания, а некоторые группы населения подвергаются риску остаться голодными. Сегодня Индия, Пакистан и страны Африки, расположенные южнее Сахары, страдают от нехватки продовольствия, а эксперты прогнозируют еще большее сокращение количества осадков в ближайшие десятилетия. Таким образом, по оценкам, вырисовывается совсем невеселая картина. Межправительственная группа экспертов по изменению климата предполагает, что к 2020 году 75-200 миллионов африканцев могут испытывать нехватку воды, а количество сельскохозяйственной продукции на континенте сократиться на 50 процентов.
5.6 Потеря биологического разнообразия и разрушение экосистем.
К 2050 году человечество рискует потерять целых 30 процентов видов животных и растений, если средняя температура повысится на 1,1-6,4 градуса по Цельсию. Такое исчезновение произойдет из-за потери мест обитания путем опустынивания, обезлесения и потепления вод океана, а также из-за неспособности адаптации к происходящим климатическим изменениям. Исследователи дикой природы отметили, что некоторые более устойчивые виды мигрировали на полюса для того, чтобы "поддержать" необходимую им среду обитания. Когда растения и животные исчезнут в результате климатических изменений, человеческая пища, топливо и доходы также исчезнут. Ученые уже наблюдают обесцвечивание и гибель коралловых рифов из-за потепления вод в океане, а также миграцию наиболее уязвимых видов растений и животных в другие районы в связи с повышением температуры воздуха и воды, а также в связи с таянием ледников. Изменение климатических условий и резкое увеличение углекислого газа в атмосфере – это серьезное испытание для наших экосистем.
6. Районы изменения климата.
Межправительственная комиссия выделила ряд районов, наиболее уязвимых к ожидаемому изменению климата:
В районе , мега-дельте Азии, небольших островах произойдет усиление засух и увеличению опустынивания;
В Европе увеличение температур приведет к уменьшению водных ресурсов и выработки гидроэлектроэнергии, уменьшению продукции сельского хозяйства, ухудшению условий туризма, сокращению снежного покрова и отступанию горных ледников, усилению летних осадков и увеличению риска сильных и катастрофических на реках;
В Центральной и Восточной Европе произойдет увеличение частоты лесных пожаров, пожаров на торфяниках, сокращению продуктивности лесов; возрастанию неустойчивости грунтов в Северной Европе.
В Арктике - катастрофическое уменьшение площади покровного оледенения, сокращение площади морских льдов, усиление берегов;
На юго-западе Антарктики, на , температура возросла на 2,5 °C. Масса льдов Антарктики уменьшается с ускоряющимся темпом;
В Западной Сибири с начала 1970-х годов температура многолетнемёрзлых грунтов повысилась на 1,0 °C, в центральной Якутии - на 1-1,5 °C в северных регионах - Архангельской области, Республике Коми совсем не потеплел;
На севере с середины 1980-х годов температура верхнего слоя мёрзлых пород увеличилась на 3 °C, а благодатной Калифорнии несколько похолодал;
В южных районах, в частности, на Украине, также несколько похолодало.
7. Меры по предотвращению глобального потепления.
Чтобы остановить рост CO 2 , необходимо заменить традиционные виды энергии, основанные на сжигании углеродного сырья, на нетрадиционные. Необходимо увеличить производство солнечных батарей, ветряков, строительство приливных электростанций (ПЭС), геотермальных и гидроэлектростанций (ГЭС).
Проблема глобального потепления должна решаться на международном уровне, в соответствии с единой международной программой, составленной с участием правительств всех стран и мировой общественности, под единым международным руководством. На сегодняшний день основным мировым соглашением о противодействии глобальному потеплению является (согласован в , вступил в силу в ). Протокол включает более 160 стран мира и покрывает около 55 % общемировых выбросов парниковых газов. :
Европейский союз должен сократить выбросы CO 2 и других тепличных газов на 8 %.
США - на 7 %.
Япония - на 6 %.
Протокол предусматривает систему квот на выбросы тепличных газов. Суть его заключается в том, что каждая из стран, получает разрешение на выброс определенного количества тепличных газов. Таким образом, предполагается сокращение выбросов тепличных газов в следующие 15 лет на 5 %.
Поскольку выполнение этой программы будет рассчитано на долгие годы, в ней необходимо обозначить этапы ее выполнения, их сроки, предусмотреть систему контроля и отчетности.
Российские ученые также разрабатывают оружие против глобального потепления. Это аэрозоль из соединений серы, который предполагается распылять в нижних слоях атмосферы. Метод, разрабатываемый российскими учеными, предусматривает распыление с помощью самолетов в нижних слоях стратосферы (на высоте 10-14 километров от земли) тонкого слоя аэрозоля (0,25-0,5 микрона) из различных соединений серы. Капли серы будут отражать солнечные излучения.
По расчетам ученых, если распылить над Землей один миллион тонн аэрозоля, это позволит на 0,5-1 процента снизить солнечную радиацию, а температуру воздуха - на 1-1,5 градуса Цельсия.
Количество распыленного аэрозоля будет необходимо постоянно поддерживать, поскольку со временем сернистые соединения будут опускаться на землю.
Заключение.
При исследовании глобального потепления я пришла к выводу, что за последние 150 лет происходит изменение термического режима примерно на 1-1,5 градуса. Оно имеет свои региональные и временные масштабы.
Многие ученые считают, что основной причиной, которая, возможно, приводит к этим процессам, является увеличение СО 2 (углекислого газа) в . Его называют "парниковым газом». Увеличение содержания в таких газов, как фреон и целого ряда галогенных газов считается также следствием хозяйственной деятельности человека и причиной возникновения озоновых дыр.
Исследования показали: чтобы избежать глобальной катастрофы, необходимо уменьшить выбросы углерода в атмосферу.
Я считаю, что важнейшими путями решения данной проблемы являются: внедрение экологически чистых, мало- и безотходных технологий, строительство очистных сооружений, рациональное размещение производства и использование природных ресурсов.
Я предлагаю использовать биогазовые технологии.
Биогаз – продукт разложения органических веществ самого разного происхождения (навоз, отходы пищевой промышленности, иные биологические отходы).
Состоит биогаз на 50-70% из метана (CH 4) и на 30-50% из углекислого газа (CO 2). Его можно использовать как топливо для получения тепла и электричества. Биогаз может использоваться в бойлерных установках (для получения тепла), в газовых турбинах или в поршневых двигателях. Обычно они работают в режиме когенерации – на производство электроэнергии и тепла (см. рис.13).
Сырье для биогазовых установок имеется в достаточных количествах на станциях очистки сточных вод, на свалках мусора, на свинофермах, птицефабриках, в коровниках. Именно агропредприятия могут считаться основным потребителем биогазовых технологий. Из тонны навоза получается 30-50 м3 биогаза с содержанием метана 60%. Фактически одна корова способна обеспечить получение 2,5 кубометра газа в сутки. Из одного кубометра биогаза можно выработать около 2 кВт электроэнергии. Плюс вырабатывается органическое удобрение, которое можно использовать в аграрном хозяйстве.
Принцип действия установки:
Из животноводческих корпусов 1 самосплавным методом навоз перемещается в приемную емкость 2 , где происходит подготовка сырья к загрузке в реакторы для переработки. Затем он подается в биогазовую установку 3 , где происходит выделение биогаза, который подается в газораспределительную колонку 5 . В ней отделяется углекислый газ и метан. Отходы представляют собой азотные удобрения, они вывозятся на поля 10. CO 2 идет на производство биовитаминного концентрата, а СН4 в газогенератор 9 , где вырабатывает электричество, с помощью которого работает насос 11 , подающий воду для орошения полей и теплиц 13 .
В энергобалансе европейских стран биогаз занимает 3-4%. В Финляндии, Швеции и Австрии, благодаря государственному стимулированию биоэнергетики, его доля достигает 15-20%. В Китае действует 12 млн. маленьких «семейных» биогазовых установок, снабжающих газом в основном кухонные плиты. Распространена эта технология в Индии, в Африке. В России установки для получения биогаза используются мало.
Список используемой литературы.
Журнал «Химия и Жизнь» №4, 2007
Крискунов Е.А. Экология (учебник), М. 1995г.
Правда.ру
Ревич Б.А. «Россия в окружающем мире: 2004»
-
Http://www.priroda.su/item/389
Http://www.climatechange.ru/node/119
Http://energyland.info
В атмосферу в результате сжигания ископаемых топлив с 1800 года по 2007 в миллиардах тонн.
Рис.3 За период с 1979 (слева) по 2003 год (справа), область, покрытая арктическим льдом, заметно уменьшилась.
Рис.4 Климатические реконструкции за период 1000-2000 гг. н. э., отмечен Малый ледниковый период
Рис. 5. Доля содержания антропогенных газов в атмосфере при парниковом эффекте.
Рис.6 Фотографии тающего ледника Pasterze в Австрии в 1875 году (слева) и 2004 году (справа).
Рис.7 Карта изменения толщины горных ледников с 1970 года. Утоньшение в оранжевых и красных цветах, утолщение - в синих.
Рис.8. Таяние шельфового ледника.
Рис.9 График изменения теплосодержания океана для 700 метрового слоя воды начиная с 1955 года. Сезонные изменения (красные точки), среднегодовые (черная линия)
Рис.10. Изучение глобального потепления на разных метеостанциях.
Рис. 11 График изменения среднегодовых измерений глобального уровня моря. Красный цвет: уровень моря с 1870 года; синий цвет: по данным датчиков с учетом приливов, черный цвет: на основе спутниковых наблюдений. На вставке среднее глобальное повышение уровня моря с 1993 года - период, в течение которого повышение уровня моря ускорилось.
Рис. 12 График объемного снижения (в кубических милях) ледников во всем мире.
Рис. 13 Схема биогазовой установки.
