Проблема нарушения климатического баланса остро стала в последнее время. За первые 10лет ХХI века объемы эмиссии вредных газов увеличились в 4 раза. По этой причине сейчас наблюдается стойкое повышение температуры среды.
Данная статья предназначена для лиц старше 18 лет
А вам уже исполнилось 18?
Глобальное потепление: миф или реальность?
Вопросу глобального потепления уделяется все больше и больше внимания. Ежедневно появляются новые теории и факты, опровергаются или подтверждаются старые. Публикации противоречат одна другой, что часто приводит к заблуждениям. Попробуем разобраться с данным вопросом.
Под глобальным потеплением понимают процесс увеличения температуры окружающей среды (усредненные показатели за год), океанических вод, поверхности планеты, вызванные сменой активности Солнца, ростом объемов эмиссии вредных газов в атмосфере и другими факторами, которые возникают как побочный результат жизнедеятельности человека. Давайте разберемся, чем нам грозит изменение температурного режима.
Последствия глобального потепления
К последствиям глобального потепления можно отнести:
- климатические изменения, которые проявляются аномальными температурами. Приведем некоторые примеры данного процесса: сильные морозы зимой чередуются с достаточно высокой температурой в период потепления, аномально жарким или холодным летом;
- уменьшение запасов воды, пригодной для употребления;
- снижение урожайности многих культур;
- таяние ледников, что повышает уровень воды в океанах и приводит к появлению айсбергов;
- рост числа природных катаклизмов: длительные засухи, проливные ливневые дожди в отдельных регионах, которым это было не свойственно; разрушительные ураганы и смерчи;
- опустынивание и увеличение территорий, непригодных для жизни;
- сокращение разнообразия биологических видов по причине неспособности адаптироваться к новым условиям обитания.
Опасно это для человечества или нет, однозначно сказать нельзя. Вопрос в том, насколько быстро ему удастся приспособиться к новым условиям. Наблюдается острый дисбаланс в качестве жизни в разных регионах. Менее населенные, но более развитые страны на Земле всеми силами пытаются остановить процесс деструктивного антропогенного влияния на окружающую среду, в то время как в густонаселенных, менее развитых странах на первом месте стоит проблема выживания. Всемирное изменение климата может привести к еще большему увеличению данного дисбаланса.
Признаки происходящих изменений ученые отслеживают на результатах исследований химического состава атмосферы и океанических вод, метеорологических наблюдений, изменения скорости, с которой тают ледники, графика изменений площадей льдов.
Также исследуется скорость образования айсбергов. Прогнозы, основанные на полученных данных, позволяют создать представление о последствиях влияния человечества на экосистемы. Доказательства, полученные в результате исследований, показывают, что угроза кроется в том, что темпы изменения климата с каждым годом возрастают, поэтому основная задача заключается в необходимости внедрения экологически безопасных способов производства и восстановления природного баланса.
Исторические факты о климатических изменениях
Анализ палеонтологических данных дает основания предположить, что периоды похолоданий и потеплений сопровождали Землю во все времена. На смену холодным периодамприходили потепления и наоборот. В Арктических широтах летом температура повышалась до +13 о С. В противовес им было время, когда в тропических широтах были ледники.
Теория подтверждает, что человечество было свидетелем нескольких периодов климатических изменений. В исторических хрониках есть данные, что в 11-13 столетиях на территории Гренландии не было ледового покрова, по этой причине норвежские мореплаватели называли ее «зеленой землей». Затем наступил период похолодания, и территория острова покрылась льдом. В начале 20-го века снова наступил период потепления, как результат сократились площади ледников в горах и льдов Северно-ледовитого океана. В 1940-х годах наблюдалось кратковременное похолодание, а с 1980-х годов началось активное повышение температуры на всей планете.
В ХХI веке суть проблемы заключается в том, что к естественным причинам изменения температуры окружающей среды добавилось влияние антропогенных факторов. Нагрузка на экосистемы постоянно увеличивается. Проявление ее наблюдается во всех регионах планеты.
Причины глобального потепления
Ученые не готовы с точностью назвать из-за чего происходит изменение климатических условий. Множество теорий и гипотез имеют право на существование. Наиболее распространены следующие гипотезы:
- Мировой океан влияет на климат.Он аккумулирует солнечную энергию. Смена течений оказывает непосредственное влияние на климатические условия прибрежных стран. Воздушные массы, которые формируются под действием этих течений, регулируют температуру и погодные условия многих стран и материков. Циркуляция тепла вод океана мало изучена. Формирование ураганов, которые затем с разрушительной силой приходят на континенты, является следствием нарушений циркуляции тепла в океанах. Океаническая вода содержит углекислый газ и другие вредные примеси, концентрация которых в разы больше, чем в атмосфере. При определенных природных процессах эти газы могут выделиться в атмосферу, что вызывает дальнейшие климатические изменения на планете.
- Самые маленькие изменения в активности Солнца непосредственно влияют на климат на Земле. Ученые выделили несколько циклов смены солнечной активности длительностью 11, 22 и 80-90 лет. Вполне вероятно, что повышенная активность в нынешнее время уменьшится, и температура воздуха снизится на несколько градусов.
- Активность вулканов. Согласно проведенным исследованиям, при крупных извержениях вулканов наблюдается первоначальное снижение температуры воздуха, что обусловлено попаданием в воздух больших объемов сажи и аэрозолей серной кислоты. Затем происходит значительное потепление, которое вызвано увеличением концентрации углекислого раза, возникающего в результате извержения вулкана.
- Изменение климата — результат антропогенного влияния. Данная гипотеза пользуется наибольшей популярностью. Сопоставив темпы экономического и технологического роста, увеличение численности населения и тенденции в изменении климата, ученые пришли к выводу, что все связано с деятельностью человека. Побочным эффектом активных темпов развития промышленности стала эмиссия вредных газов и загрязнение воздуха. По результатам исследований накопление парниковых газов в атмосфере создает так называемую оболочку, что приводит к нарушению теплообмена планеты и постепенное повышение температуры воздуха, поверхности Земли, вод океанов.
Пути решения проблемы глобального потепления
По мнению ряда ученых, если человек возьмется за решение проблемы глобального потепления в ближайшие годы, темпы изменения климата можно будет уменьшить. При неизменном образе жизни людей избежать участи динозавров не выйдет.
Ученые предлагают разные способы того, как бороться и как остановить глобальное потепление. Способы решения проблемы изменения климата и снижения нагрузки на окружающую среду самые разные: начиная от озеленения территорий, выведения новых сортов растений, приспособленных к изменяющимся условиям, и заканчивая разработкой новых технологических процессов, которые будут меньше влиять на природу. В любом случае, борьба должна быть направлена не только на решение нынешних проблем, но и на предотвращение негативных последствий в будущем. Не последняя роль здесь отводится уменьшению использования не возобновляемых источников энергии и переход к использованию возобновляемых. Многие страны уже переходят на гео- и ветроэнергетику.
Большое внимание уделяется разработке нормативных документов, главная задача которых, сократить выбросы вредных газов в атмосферу и сохранить биологическое разнообразие. На это требуются значительные инвестиции, но до тех пор, пока на первое место человек будет ставить собственное благосостояние, избавиться от проблемы изменения климата и предотвратить ее последствия не удастся.
Введение
1. Причины изменения климата
2. Понятие и сущность парникового эффекта
3. Глобальное потепление и воздействие на него человека
4. Последствия глобального потепления
5. Меры, необходимые для предотвращения глобального потепления
Заключение
Список литературы
Введение
Мир становится теплее, и человечество в значительной мере ответственно за это, говорят эксперты. Но многие факторы, влияющие на изменение климата, еще не изучены, а другие и вовсе не изучены.
Некоторые засушливые места в Африке за последние 25 лет стали еще более сухими. Редкие озера, приносящие людям воду, высыхают. Усиливаются песчаные ветры. Дожди прекратились там еще в 1970-х. Все более острой становится проблема питьевой воды. Согласно компьютерным моделям такие местности продолжат высушиваться и станут совсем непригодными для жизни.
Добыча угля распространена по всей планете. В атмосферу выбрасывается огромное количество углекислого газа (СО 2) при сжигании угля. Так как развивающиеся страны идут по следам своих индустриальных соседей, объем СО 2 удвоится в течение XXI века.
Большинство специалистов, изучая комплексность климатической системы Земли, связывают повышение глобальной температуры и грядущие изменения климата с увеличение уровня СО 2 в атмосферном воздухе.
Жизнь процветает на планете около четырех миллиардов лет. В течение этого времени колебания климата были радикальными, от ледникового периода – длившегося 10 000 лет – до эпохи стремительного потепления. С каждым изменением неопределенное число видов жизненных форм изменялись, развивались и выживали. Другие ослабли или просто вымерли.
Сейчас многие эксперты считают, что человечество подвергает опасности мировую экологическую систему в связи с глобальным потеплением, вызванное так называемым парниковым эффектом. Испарение продуктов цивилизации в форме парниковых газов, таких как диоксид углерода (СО 2), задержали достаточно отраженного от земной поверхности тепла, чтоб средняя температура у поверхности Земли повысилась на пол градуса Цельсия в течение ХХ столетия. Если такое направление современной индустрии сохранится, то климатическая система изменится повсеместно – таяние льдов, повышение уровня Мирового океана, уничтожение растений засухами, превращение местностей в пустыни, перемещение зеленых зон.
Но этого может и не быть. Климат на планете зависит от комбинации многих факторов, взаимодействующих по отдельности друг с другом и в комплексных путях, которые еще не до конца изучены. Возможно, что потепление, наблюдавшееся в течение прошлого столетия, произошло вследствие естественных колебаний, несмотря на то, что его скорости значительно превышали тех, что наблюдались в течение последних десяти веков. Более того, компьютерные симуляции могут быть неточными.
Тем не менее, в 1995 году, после долгих лет интенсивного изучения Международная конференция по проблеме изменения климата, спонсируемая Объединенными нациями, ориентировочно заключила, что «многие доказательства свидетельствуют, что влияния человечества на глобальный климат огромны». Объем этих влияний, как замечают специалисты, неизвестно, так как не определен ключевой фактор, включая степень воздействия облаков и океанов на изменение глобальной температуры. Возможно, потребуется десяток лет или больше дополнительного исследования, чтобы исключить эти неопределенности.
Тем временем, многое уже известно. И хотя специфика обстоятельств хозяйственной деятельности человека остаются неясными, наша способность изменять состав атмосферы бесспорна.
Цель данной работы – изучить проблему изменения климата на Земле.
Задачи данной работы:
1. изучить причины изменения климата;
2. рассмотреть понятие и сущность парникового эффекта;
3. дать определение понятию «глобальное потепление» и показать влияние на него человечества;
4. показать последствия ожидающие человечество в результате глобального потепления; 5. рассмотреть меры, необходимые для предотвращения глобального потепления.
1. ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
Что такое глобальное изменение климата и почему его часто называют «глобальным потеплением»?
Нельзя не согласиться с тем, что климат на Земле меняется и это становится глобальной проблемой для всего человечества. Факт глобального изменения климата подтвержден научными наблюдениями и не оспаривается большинством ученых. И все же вокруг этой темы идут постоянные дискуссии. Одни употребляют термин "глобальное потепление" и делают апокалиптические прогнозы. Другие пророчат наступление нового «ледникового периода» - и тоже делают апокалиптические прогнозы. Третьи считают изменения климата естественным, а доказательства обеих сторон о неизбежности катастрофических последствий изменения климата – спорными… Попробуем разобраться….
Какие существуют доказательства изменения климата?
Они всем хорошо известны (это заметное уже и без приборов): повышение среднемировой температуры (более мягкие зимы, более жаркие и засушливые летные месяцы), таяние ледников и повышение уровня мирового океана, а также всё чаще возникающие и всё более разрушительные тайфуны и ураганы, наводнения в Европе и засухи в Австралии…(см. также «5 пророчеств о климате, которые сбылись»). А кое-где, например, в Антарктике, отмечается похолодание.
Если климат менялся и раньше, почему сейчас это стало проблемой?
Действительно, климат нашей планеты меняется постоянно. Всем известно про ледниковые периоды (они бывают малые и большие), при всемирный потоп и пр. Согласно геологическим данным среднемировая температура в разные геологические периоды колебалась от +7 до +27 градусов по Цельсию. Сейчас средняя температура на Земле составляет примерно +14 о С и еще довольно далека от максимума. Так, чем же обеспокоены ученые, главы государств и общественность? Если коротко, обеспокоенность вызывает то, что к естественным причинам изменения климата, которые были всегда, добавляется еще один фактор – антропогенный (результат деятельности человека), влияние которого на изменение климата, по мнению ряда исследователей, становится все сильнее с каждым годом.
Каковы причины изменения климата?
Главной движущей силой климата является Солнце. Например, неравномерное нагревание земной поверхности (сильнее у экватора) является одной из главных причин ветров и океанических течений, а периоды повышенной солнечной активности сопровождаются потеплением и магнитными бурями.
Кроме того на климат влияют изменение орбиты Земли, ее магнитного поля, размеров материков и океанов, извержения вулканов. Все это -естественные причины изменения климата. До недавнего времени они, и только они, определяли изменения климата, в том числе начало и конец долговременных климатических циклов, таких как ледниковые периоды. Солнечной и вулканической активность можно объяснить половину температурных изменений до 1950 года (солнечная активность приводит к повышению температуры, а вулканическая – к снижению).
В последнее время к естественным факторам добавился еще один – антропогенный, т.е. вызванный деятельностью человека. Основным антропогенным воздействием является усиление парникового эффекта, влияние которого на изменение климата в последние два столетия в 8 раз выше влияния изменений солнечной активности.
2. ПОНЯТИЕ И СУЩНОСТЬ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА
Парниковый эффект – это задержка атмосферой Земли теплового излучения планеты. Парниковый эффект наблюдал любой из нас: в теплицах или парниках температура всегда выше, чем снаружи. То же самое наблюдается и в масштабах Земного шара: солнечная энергия, проходя через атмосферу нагревает поверхность Земли, но излучаемая Землей тепловая энергии не может улетучиться обратно в космос, так как атмосфера Земли задерживает ее, действуя наподобие полиэтилена в парнике: она пропускает короткие световые волны от Солнца к Земле и задерживает длинные тепловые (или инфракрасные) волны, излучаемые поверхностью Земли. Возникает эффект парника. Парниковый эффект возникает из-за наличия в атмосфере Земли газов, которые обладают способностью задерживать длинные волны. Они получили название «парниковых» или «тепличных» газов.
Парниковые газы присутствовали в атмосфере в небольших количествах (около 0,1%) с момента ее образования. Этого количества было достаточно, чтобы поддерживать за счет парникового эффекта тепловой баланс Земли на уровне, пригодном для жизни. Это так называемый естественный парниковый эффект, не будь его средняя температура поверхности Земли была бы на 30°С меньше, т.е. не +14° С, как сейчас, а -17° С.
Естественный парниковый эффект ничем не грозит ни Земле, ни человечеству, поскольку общее количество парниковых газов поддерживалось на одном уровне за счет круговорота природы, более того, ему мы обязаны жизнью.
Но увеличение в атмосфере концентрации парниковых газов приводит к усилению парникового эффекта и нарушению теплового баланса Земли. Именно это и произошло в последние два столетия развития цивилизации. Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн парниковых газов в год.
Какие газы называют «парниковыми»?
К наиболее известным и распространенным парниковым газам относятся водяной пар (Н 2 О), углекислый газ (CO 2), метан (СН 4) и веселящий газ или закись азота (N 2 O). Это парниковые газы прямого действия. Большая часть их образуется образуются в процессе сжигания органического топлива.
Кроме того, есть еще две группы парниковых газов прямого действия, это галоуглероды и гексафторид серы (SF6). Их выбросы в атмосферу связанны с современными технологиями и промышленными процессами (электроника и холодильное оборудование). Их количество в атмосфере совсем ничтожно, но они их влияние на парниковый эффект (т.н. потенциал глобального потепления/ПГП), в десятки тысяч раз сильнее, чем CO 2 .
Водяной пар - основной парниковый газ, ответственный более, чем за 60% естественного парникового эффекта. Антропогенное увеличение его концентрации в атмосфере пока не отмечалось. Однако увеличение температуры Земли, вызванное другими факторами, усиливает испарение воды океана, что, может привести к росту концентрации водяного пара в атмосфере и – к усилению парникового эффекта. С другой стороны, облака в атмосфере отражают прямой солнечный свет, что уменьшает поступление энергии на Землю и, соответственно, снижает парниковый эффект.
Углекислый газ – наиболее известный из парниковых газов. Естественными источниками СО 2 являются вулканические выбросы, жизнедеятельность организмов. Антропогенными источниками являются сжигание органического топлива (включая лесные пожары), а также целый ряд промышленных процессов (например, производство цемента, стекла). Углекислый газ, по мнению большинства исследователей, несет основную ответственность за глобальное потепление, вызванное «парниковым эффектом». Концентрация CO 2 за два века индустриализации выросла более, чем на 30% и коррелируется с изменением среднемировой температуры.
Метан - второй по значимости парниковый газ. Выделяется из-за утечки на разработке месторождений каменного угля и природного газа, из трубопроводов, при горении биомассы, на свалках (как составная часть биогаза), а также в сельском хозяйстве (скотоводство, рисоводство) и т.п. Животноводство, применение удобрений, сжигание угля и другие источники дают около 250 миллионов тонн метана в год Количество метана в атмосфере невелико, но его парниковый эффект или потенциал глобального потепления (ПГП) в 21 раз сильнее, чем у СO 2 .
Закись азота –третий по значимости парниковый газ: его воздействие в 310 раз сильнее, чем у СO 2, но содержится в атмосфере он в очень небольших количествах. В атмосферу попадает в результате жизнедеятельности растений и животных, а также при производстве и применении минеральных удобрений, работе предприятий химической промышленности.
Галоуглероды (гидрофторуглероды и перфторуглероды) - газы, созданные для замены озоноразрушающих веществ. Используются в основном в холодильном оборудовании. Имеют исключительно высокие коэффициенты влияния на парниковый эффект: в 140-11700 раз выше, чем у СО 2 .Их эмиссии (выделение в окружающую среду) невелики, но быстро возрастают.
Гексафторид серы – его поступление в атмосферу связано с электроникой и производством изоляционных материалов. Пока оно невелико, но объем постоянно возрастает. Потенциал глобального потепления равен 23900 ед.
3. ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ И ВОЗДЕЙСТВИЕ НА НЕГО ЧЕЛОВЕКА
Глобальное потепление - это постепенное увеличение средней температуры на нашей планете, вызванное повышением концентрации парниковых газов в атмосфере Земли.
По данным прямых климатических наблюдений (изменение температур в течение последних двухсот лет) средние температуры на Земле повысились, и хотя причины такого повышения все ещё являются предметом дискуссий, но одной из наиболее широко обсуждаемых и является антропогенный парниковый эффект. Антропогенное увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере нарушает естественный тепловой баланс планеты, усиливает парникового эффекта, и как следствие, вызывает глобальное потепление.
Это процесс медленный и постепенный. Так, за последние 100 лет средняя температура Земли увеличилась всего на 1 о С. Казалось бы, немного. Что же тогда вызывает тревогу мировой общественности и заставляет правительства многих стран принимать меры для уменьшения выбросов парниковых газов?
Во-первых, этого оказалось достаточно, чтобы вызвать таяние полярных льдов и повышение уровня мирового океана со всеми вытекающими последствиями.
А во-вторых, некоторые процессы легче запустить, чем остановить. Например, в результате таяния вечномерзлых пород субарктики в атмосферу попадает огромные количества метана, что еще больше усиливает парниковый эффект. А опреснение океана из-за таяния льдов вызовет изменение теплого течения Гольфстрим, что скажется на климате Европы. Таким образом, глобальное потепление спровоцирует изменения, которые, в свою очередь, ускорят изменение климата. Мы запустили цепную реакцию…
Насколько сильно воздействие человека на глобальное потепление?
Идея о значительном вкладе человечества в парниковый эффект (а значит и в глобальное потепление) поддерживается большинством правительств, ученых, общественных организаций и СМИ, но пока не является окончательно установленной истиной.
Одни утверждают, что: концентрация углекислого газа и метана в атмосфере с доиндустриального периода (с 1750 г.) увеличились на 34% и 160% соответственно. Причем такого уровня она не достигала в течение сотен тысяч лет. Это явно связано с ростом потребления топливных ресурсов и развитием промышленности. И подтверждается совпадением график роста концентрации углекислого газа с графиком роста температуры.
Другие возражают: в поверхностном слое Мирового океана растворено углекислого газа в 50-60 раз больше, чем в атмосфере. По сравнению с этим воздействие человека просто ничтожно. Кроме того, океан обладает способностью поглощать СО 2 и тем самымкомпенсирует воздействие человека.
Однако в последнее время появляется все больше фактов в пользу влияния деятельности человека на глобальное изменение климата. Вот только некоторые из них.
1. южная часть мирового океана потеряла свою способность поглощать значительные количества углекислоты, и это еще больше ускорит глобальное потепление на планете
2. поток тепла, поступающего на Землю от Солнца, в последние пять лет сокращается, но на земле наблюдается не похолодание, а потепление…
Насколько повысится температура?
Согласно некоторым сценариям изменения климата к 2100 году среднемировая температура может вырасти на 1,4 - 5,8 градуса по Цельсию - если не будут приняты шаги по сокращению парниковых выбросов в атмосферу. Кроме того, периоды жаркой погоды могут стать более длительными и более экстремальными по температурам. При этом развитие ситуации будет очень сильно отличаться в зависимости от региона Земли, и эти различия предсказать чрезвычайно сложно. Например, для Европы предсказывают вначале не очень большой период похолодания в связи с замедлением и возможным изменением течения Гольфстрим.
4. ПОСЛЕДСТВИЯ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ
Глобальное потепление сильно отразится на жизни некоторых животных. Например, белые медведи, тюлени и пингвины будут вынуждены сменить места своего обитания, так как полярные льды исчезнут. Многие виды животных и растений также исчезнут, не успев приспособиться к быстро изменяющейся среде обитания. 250 млн лет назад глобальное потепление убило три четверти всего живого на Земле
Глобальное потепление изменит климат в мировом масштабе. Ожидаются рост числа климатических катаклизмов, рост числа наводнений из-за ураганов, опустынивание и сокращение летних осадков на 15-20% в основных сельскохозяйственных районах, повышения уровня и температуры океана, границы природных зон сдвинутся к северу.
Более того, по некоторым прогнозам глобальное потепление вызовет наступление малого ледникового периода. В 19-м веке причиной такого похолодания было извержение вулканов, в нашем веке причиной уже другая - опреснение мирового океана в результате таяния ледников
Как глобальное потепление отразится на человеке?
В краткосрочной перспективе: нехваткой питьевой воды, ростом числа инфекционных заболеваний, проблемами в сельском хозяйстве из-за засух, рост числа смертей в результате наводнений, ураганов, жары и засухи.
Самый серьезный удар может быть нанесен по беднейшим странам, которые меньше всех ответственны за обострение данной проблемы, и которым наименее всего готовы к изменению климат. Потепление и рост температур, в конце концов, могут повернуть вспять все, что было достигнуто трудом предыдущих поколений.
Разрушение устоявшихся и привычных систем ведения сельского хозяйства под воздействием засух, нерегулярных осадков и т.д. может реально поставить на грань голода примерно 600 млн человек. К 2080 году серьезную нехватку воды испытает 1,8 млрд человек. А в Азии и Китае из-за таяния ледников и изменения характера осадков может случиться экологический кризис.
Увеличение температуры на 1,5-4,5°С приведет к подъему уровня океана на 40-120 см (по некоторым расчетам до 5 метров). Это означает затопление многих малых островов и наводнения в прибрежных территориях. На территориях, подверженным наводнениям, окажутся около 100 млн жителей, более 300 млн людей будут вынуждены мигрировать, исчезнут некоторые государства (например, Нидерланды, Дания, часть Германии).
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает, что здоровье сотен миллионов человек может оказаться под угрозой в результате распространения малярии (из-за увеличения числа комаров на затопленных территориях), кишечных инфекций (из-за нарушения водопроводно-канализационных систем) и т.д.
В долгосрочной перспективе это может привести - к очередному этапу эволюции человека. Наши предки столкнулись с подобной проблемой, когда после ледникового периода температура резко поднялась на 10°С, но именно это привело к созданию нашей цивилизации.
Специалисты не располагают точными данными о том, каков вклад человечества в наблюдаемый рост температур на Земле и какой может быть цепная реакция.
Также неизвестно точное соотношение между ростом концентрации парниковых газов в атмосфере и ростом температур. Это одна из причин того, что прогнозы изменения температур так сильно разнятся. И это дает пищу скептикам: некоторые ученые считают проблему глобального потепления несколько преувеличенной, как и данные о росте средней температуры на Земле.
У ученых нет единого мнения по поводу того, каким может быть итоговый баланс позитивных и негативных эффектов изменения климата, и по какому сценарию будет дальше развиваться ситуация.
Ряд ученых полагают, что некоторые факторы могут ослабить эффект глобального потепления: с ростом температур ускорится рост растений, что позволит растениям забирать из атмосферы больше углекислого газа.
Другие же считают, что возможные негативные последствия глобального изменения климата недооценены:
· засухи, циклоны, штормы и наводнения станут происходить чаще,
· повышение температура мирового океана вызывает к тому же и увеличение силы ураганов,
· скорость таяния ледников и повышение уровня океана также будут более быстрыми…. И это подтверждается данными новейших исследований.
· Уже сейчас уровень океана увеличился на 4 см вместо прогнозированных 2 см, скорость таяния ледников выросла в 3 раза (толщина ледяного покрова уменьшилась на 60-70 см, а площадь нетающих льдов Северного ледовитого океана только за один 2005 год сократилась на 14%).
· Возможно, деятельность человека уже обрекла ледяной покров на полное исчезновение, что может вылиться в несколько раз большее повышение уровня океана (на 5-7 метров вместо 40-60 см).
· Более того, по некоторым данным глобальное потепление может наступить гораздо быстрее, чем считалось ранее из-за высвобождения углекислого газа из экосистем, в том числе из Мирового океана.
· И, наконец, мы не должны забывать, что вслед за глобальным потепление может наступить глобальное похолодание.
Однако, каким бы не был сценарий, все говорит за то, что мы должны перестать играть в опасные игры с планетой и уменьшить свое воздействие на нее. Лучше переоценить опасность, чем недооценить ее. Лучше сделать все возможное, чтобы ее предотвратить, чем потом кусать себе локти. Кто предупрежден, тот вооружен.
5. МЕРЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ
Международное сообщество, признавая опасность, связанную с постоянным ростом выбросов парниковых газов в 1992 г. в Рио-де-Жанейро на Конференции ООН по окружающей среде и развитию договорилось о подписании Рамочной Конвенции ООН об изменении климата (РКИК).
В декабре 1997 г. в Киото (Япония) был принят Киотский протокол, который обязывает индустриально развитые страны сократить к 2008-2012 годам выбросы парниковых газов на 5% от уровня 1990 года, в том числе Европейский союз должен сократить выбросы тепличных газов на 8%, США - на 7%, Япония - на 6%. России и Украине достаточно, чтобы их выбросы не превышали уровень 1990 года, а 3 страны (Австралия, Исландия и Норвегия) могут даже увеличить свои выбросы, поскольку обладают лесами, поглощающими CO 2 .
Для вступления Киотского протокола в силу необходимо, чтобы его ратифицировали государства, на долю которых приходится не менее 55 % выбросов парниковых газов. На сегодня протокол ратифицирован 161 страной мира (более 61 % общемировых выбросов). В России Киотский протокол ратифицирован в 2004 г. Заметным исключением стали США и Австралия, вносящие значительный вклад в парниковый эффект, но отказавшиеся ратифицировать протокол.
В 2007 году в Бали был подписан новый протокол, расширяющий перечень мер, которые необходимо предпринять для снижения антропогенного влияния на изменение климата.
Вот некоторые из них:
1. Уменьшить сжигание ископаемого топлива
Сегодня 80% энергии мы получаем из ископаемого топлива, сжигание которого что является основным источником парниковых газов.
2. Шире использовать возобновляемые источники энергии.
Солнечная и ветровая энергия, энергия биомассы и геотермальная энергия, энергия приливов и отливов - сегодня использование альтернативных источников энергии становиться ключевым фактором для долгосрочного устойчивого развития человечества.
3. Прекратить уничтожение экосистем!
Должны быть прекращены всякие нападки на нетронутые экосистемы. Естественные экосистемы поглощают СО 2 и являются важным элементом в поддержании баланса СО 2 . Особенно хорошо с этим справляются леса. Но во многих регионах мира леса продолжают уничтожаться с катастрофической скоростью.
4. Снизить потери энергии при производстве и транспортировке энергии
Переход от крупномасштабной энергетики (ГЭС, ТЭЦ, АЭС) к мелким местным электростанциям позволит сократить потери энергии. При транспортировке энергии на дальнее расстояние может быть потеряно в пути до 50% энергии!
5. Использовать новые энергоэффективные технологии в промышленность
В настоящий момент КПД большинства используемых технологий составляет около 30%! Необходимо внедрять новые энергоэффективные технологии производства.
6. Снизить энергопотребление в строительном и жилищном секторе.
Должны быть приняты регламенты, предписывающие использовать при строительстве новых зданий энергоэффективные материалы и технологии, что позволит сократить потребление энергии в домах в несколько раз.
7. Новые законы и стимулы.
Должны быть приняты законы, облагающие повышенными налогами предприятия, превышающие лимиты выбросов СО 2, и предусматривающиеналоговые льготы производителям энергии от возобновляемых источников и энергоэффективных товаров. Перенаправить финансовые потоки на развитие именно этих технологий и производств.
8. Новые способы перемещения
Сегодня в больших городах выбросы автотранспорта составляет 60-80% всех выбросов. Необходимо поощрять использование новых экологически безопасных видов транспорта, поддерживать общественный транспорт, развивать инфраструктуры для велосипедистов.
9. Пропагандировать и стимулировать энергосбережение и бережно использование природных ресурсов жителями всех стран
Эти меры позволят сократить выбросы в атмосферу парниковых газов развитыми странами на 80% к 2050 году, а развивающимися - на 30% к 2030.
З АКЛЮЧЕНИЕ
В последнее время проблема парникового эффекта становится все более и более острой. Климатическая обстановка в мире требует принятия безотлагательных мер. Доказательством этому могут служить некоторые последствия парникового эффекта, проявляющиеся уже сегодня.
В лажные районы становятся еще влажнее. Непрерывные дожди, которые вызывают резкое увеличение уровня рек и озер, случаются все чаще. Разливающиеся реки затапливают прибрежные поселения, вынуждая жителей покидать свои дома, спасая свои жизни.
Интенсивные дожди прошли в марте 1997 года в США. Погибло много людей, ущерб оценивался в 400 миллионов долларов. Такие непрерывные осадки становятся более интенсивными и вызваны глобальным потеплением. Теплый воздух может содержать больше влаги, а в атмосфере Европы уже гораздо больше влаги, чем было 25 лет назад. Где выпадут новые дожди? Эксперты говорят, что местности, предрасположенные к затоплению должны готовится к новым катастрофам.
В противоположность этому, сухие районы стали еще более засушливыми. В мире наблюдаются засухи столь интенсивные, какие не наблюдались уже в течение 69 лет. Засуха уничтожает кукурузные поля в Америке. В 1998 году кукуруза, которая обычно достигает двух метров и более, доросла только до талии человека.
Однако, несмотря на эти природные предупреждения, человечество не принимает меры по снижению выбросов в атмосферу. Если человечество продолжит так безответственно вести себя по отношению к своей планете, то неизвестно какими еще бедствиями это обернется.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Барлунд К., Кляйн Г. «Средневековые» болезни современной Европы. – М. 2003. – 199 с.;
2. Бобылев С.Н., Грицевич И.Г. Глобальное изменение климата и экономическое развитие. - М.: ЮНЕП, 2005. - 64 с.;
3. Дроздов О.А., Арапов П.П., Лугина К.М., Мосолова Г.И. Об особенностях климата при потеплениях последних столетий // Тез. докл. Всеросс. науч. конф. Казань. 2000. С. 24-26;
4. Кондратьев К.Я. Глобальные изменения на рубеже тысячелетий // Вестник РАН. 2000. С. 29-37;
5. Лавров С.Б. Глобальные проблемы современности. – СПб.: Проспект, 2000. – 341 с.;
6. Лосев К.С., Горшков В.Г., Кондратьев К.Я. Проблемы экологии России – М.: ВИНИТИ, 2001. – 247 с.;
7. Мазуров Г.И., Вишнякова Т.В., Акселевич В.И. Меняется ли климат Земли? // Материалы Междун. научно-практич. конф. Пермь. 2002. С. 57-60;
8. Орден Дж. Глобальная экология. - М.: Мир, 1999 - 377 с.
Изменение климата стало реальностью. Среднегодовая температура на планете выросла на 0.8 градуса Цельсия, а уровень мирового океана поднялся на один метр. Катастрофические последствия глобального потепления видны уже сегодня. Первые вымершие виды животных, ушедшие вод воду острова, рост наводнений и засух по всему миру — портал «Климат России» представляет: 10 реальных последствий изменения климата.
Факт №1. Гибель редких животных
Еще пару лет назад ученые лишь строили гипотезы о том, какие представители флоры и фауны исчезнут с лица Земли в результате изменения климата. Сегодня колебания температур перекраивают состав растительного и животного мира.
Первой жертвой глобального потепления стала рифовая мозаичнохвостая крыса. Животное обитало в Австралии, в проливе Торрес, на коралловом рифе Брамбл-Кей размером 340 на 150 метров. Ученые сошлись во мнении, что причина вымирания этого зверька — повышение уровня океана.
Мозаичнохвостая крыса - первый вид животного, вымерший из-за изменения климата. Фото: bbc.com
Два года назад зоологи расставили ловушки, но так и не поймали ни одной мозаичнохвостой крысы. Из-за того, что риф неоднократно затапливало зверьки потеряли до 94 процентов своего ареала, а площадь растительного покрова острова сократилась с 2,2 до 0,065 гектара. «Данный случай — первое задокументированное вымирание млекопитающих из-за антропогенных климатических сдвигов», — считают ученые.
Факт №2. Вымирание более трети кораллов Большого Барьерного рифа
На фото слева - здоровые кораллы Большого Барьерного Рифа. После смерти кораллы теряют свой цвет и приобретают белый окрас, как на фото справа. Фото: uq.edu.au
В результате глобального потепления повысилась температура воды в Коралловом море. Это уничтожило 35 процентов кораллов в северной и центральной частях Большого Барьерного рифа, являющегося объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО. Вода потеплела, что привело к «отбеливанию» и гибели чувствительных организмов, заключили эксперты университета Джеймса Кука. Так называется процесс, при котором кораллы слабеют и утрачивают покрывающие их цветные водоросли — источник кислорода и питательных веществ.
Ученые подсчитали, что на восстановление слоя водорослей уйдет как минимум десять лет. Еще больше времени потребуется для того, чтобы на Большом Барьерном рифе выросли новые кораллы, которые заменят погибших сородичей.
Факт №3. Температурные аномалии в Арктике
Истощенный голодом белый медведь в Арктике. Таяние льдов угрожает жизни северных животных: тюленей, белых медведей, моржей и других. Фото: Kerstin Langenberger Photography
В этом году температурные рекорды на планете были поставлены неоднократно. Так, по данным Гидрометцентра, апрель 2016-го стал самым теплым за всю историю метеонаблюдений в Северном полушарии. Ровно год, с мая 2015 года, здесь регистрируются абсолютные максимумы средней за месяц температуры воздуха. Самые серьезные аномалии зафиксированы в Арктике: в Карском и Баренцевом морях, на Новой Земле и Ямале — до +8ºС и выше. На западе Гренландии и на Аляске — до +6ºС.
В период с 1980 по 2012 года площадь арктических льдов сократилась более чем в 2 раза. Фото: сlimatechangenews.com
Факт №4. Девять триллионов тонн растаявшего льда в Гренландии
Cегодня ледники исчезают буквально на глазах. Увидеть это можно благодаря проекту американского фотографа Джеймса Балога Extreme Ice Survey. В 2007-м он установил камеры рядом с ледниками и вместе с помощниками начал наблюдать за ними. В декабре прошлого года участники проекта опубликовали результат восьмилетнего расследования: в смонтированном видео за несколько секунд демонстрируется катастрофическая скорость таяния ледника Менденхол на Аляске. За восемь лет ледник отступил более чем на полкилометра.
Масштабное сокращение гренландского ледяного щита с 1979 по 2007 года. Фото: occupy.com
Ученые бьют тревогу: ледники во всем мире тают с пугающей быстротой. К примеру, за последние 100 лет Гренландия потеряла свыше девяти триллионов тонн льда. По оценкам НАСА, каждый год ледяной щит острова «худеет» примерно на 287 миллиардов тонн. В период с 13 по 19 августа 2015-го от ледника Якобсхавн в Гренландии откололся кусок площадью 12,5 квадратного километра. По мнению специалистов, этого объема хватит для того, чтобы покрыть весь Манхэттен слоем льда толщиной почти 300 метров.
Площадь ледников уменьшается во всем мире. На фото - растаявший ледник Упсала в Аргентине. Таяние ледников - основная причина повышения уровня мирового океана. Фото: bartholomewmaps.com
Факт №5. Часть Соломоновых островов ушла под воду
Сотни тысяч людей вынуждены покинуть свои дома - многие острова Тихого океана ушли под воду из-за повышения уровня мирового океана. Фото: abc.net.au
Пять небольших участков суши, входящих в архипелаг Соломоновы острова, исчезли из-за повышения уровня океана и эрозии, пришли к выводу австралийские исследователи. Это первое научное подтверждение того, что изменение климата влияет на побережья в Тихом океане.
а) Изменение береговой линии острова Согомоу (Соломоновы острова) в период с 1947 по 2014 год
b) Вид на восточную часть острова Согомоу (2013 год)
с) Изменение береговой линии острова Кале в период с 1947 года по 2014. В 2014 году остров полностью ушел под воду.
Фото: iopscience.iop.org
Соломоновы острова представляют собой несколько сотен кусочков суши. Их население составляет почти 640 тысяч человек. На протяжении двух десятилетий уровень океана у этого архипелага поднимался до 10 миллиметров в год. Исчезнувшие острова, занимавшие площадь от одного до пяти гектаров, не были заселены — в отличие от шести других рифов, частично скрывшихся под водой. На этих островах располагались деревни, которые были покинуты людьми. Так, Нуатамбу служил домом для 25 семей. С 2011 года они потеряли половину площади острова.
Факт №6. Четырехлетняя засуха в Калифорнии
Высохшее озеро Оровилль в Калифорнии. Фото: Justin Sullivan / Staff / Getty Images
Высохшее озеро Оровилль в Калифорнии. Фото: Forbes.com
Глобальное потепление не виновато в рекордной засухе в Калифорнии, считают исследователи из обсерватории Земли Ламонт-Догерти при Колумбийском университете. Но — колебания температур усилили интенсивность опасного погодного явления на 15-20 %. Если температура на Земле продолжит расти, засуха создаст в регионе критическую ситуацию. Отсутствие дождей провоцирует лесные пожары, которые уничтожают все живое на своем пути. За последние годы калифорнийские леса потеряли миллионы деревьев — вследствие засухи и нашествия жуков-короедов, вызванного потеплением климата. За четыре года около 58 миллионов деревьев в Калифорнии недополучили почти треть необходимой воды, содержащейся в лесном пологе.
Факт №7. Природные катастрофы
Сильнейшее наводнение в Париже, 2016 год. Уровень реки Сены поднялся на 6,5 метров выше обычного. Тысячи человек эвакуированы, десятки пострадали, крупные достопримечательности города закрыты. Фото: bloomberg.com
В конце мая Западную Европу накрыли сильнейшие ливни и вызвали наводнения, что стало настоящей катастрофой для Германии и Франции. В Париже уровень воды в Сене достиг максимальной отметки за последние 30 лет. После четырех дней беспрерывного дождя уровень воды в реке в границах Парижа поднялся на 4,15 метра выше обычного. Навигация на Сене была прекращена, многие станции парижского метро прекратили свою работу. Из-за опасности затопления всемирно известные музеи Лувр и Орсе были закрыты. В общей сложности во Франции были эвакуированы более пяти тысяч человек. «Нетипичные для июня сильнейшие ливни в Париже напоминают о необходимости принятия срочных мер по сдерживанию изменения климата», — заявил президент страны Франсуа Олланд .
Глобальное потепление сыграло огромную роль в этих стихийных бедствиях во Франции, подтверждают климатологи из проекта World Weather Attribution (WWA). Главный тезис их работы — за последние 50 лет изменение климата почти в два раза увеличило вероятность многодневных ливней на родине Флобера и Жанны Д’арк.
Все больше бореальных лесов исчезают в пламени лесных пожаров в северном полушарии. Фото: BLM Alaska Fire Service
В 2015 году, по данным Минприроды, в России произошло 232 природных пожара на территориях 31 заповедника и 19 национальных парков. В общей сложности сгорело более 50 тысяч гектаров леса. Больше всего ущерба было нанесено Сибирскому федеральному округу, где зарегистрировано 129 пожаров в четырех национальных парках и одиннадцати государственных заповедниках.
Количество прироных катастроф в мире увеличивается с каждым годом. График по данным международной страховой компании Munich RE. Фото: Munich RE
Факт №8. Изменение климата — одна из причин войны в Сирии
С 1990 года среднегодовая температура в Сирии выросла на 1-1,2ºС. В связи с этим сезон осадков, жизненно важных для сельскохозяйственных культур, сократился на 10 процентов. Местные фермеры оказались в трудном положении. Урожай упал, нехватка воды на территории Плодородного полумесяца погубила животных. Как следствие этого, обострилась безработица, цены на зерно выросли почти на треть, наступил голод.
Лагерь для временного размещения 80 000 сирийских беженцев Аль Заатари. Фото: sputniknews.com
Сильная засуха, которая продолжалась в Сирии с 2006 по 2010 год, стала одной из причин, спровоцировавших гражданскую войну в стране. К такому выводу пришли американские климатологи. Исследование было опубликовано в авторитетном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Карта осадков и растетительности в южных странах. Длительная засуха и нехватка воды вынуждает людей к протестам и участию в незаконных вооруженных формированиях. Фото: independent.co.uk
Эти факторы, заключили исследователи, дополнили и без того тяжелое положение в стране, вызванное коррупцией в правительстве, социальными протестами и ростом населения. В результате полтора миллиона жителей села устремились в переполненные города, что спровоцировало гражданский конфликт.
Факт №9. Свыше 19 миллионов климатических беженцев
Климатические беженцы пытаются достать остатки воды из высохшего колодца.
Колебания температур провоцируют разрушительные наводнения, пожары и засухи, заставляя людей покидать родные края. В 2014 году более 19 миллионов людей из ста стран были вынуждены оставить свои дома из-за природных катастроф, вызванных изменением климата. В будущем эти цифры будут стремительно расти. По оценкам ученых, к середине века число так называемых экологических беженцев вырастет до 200 миллионов.
Изменение климата заставляет людей покидать родные края в поисках благополучной жизни. Фото: eartjournalism.net
Тем не менее, в Женевской конвенции «О статусе беженцев» 1951 года до сих пор отсутствует понятие «климатический» или «экологический беженец», что затрудняет ведение статистики по данному виду мигрантов. В мае этого года жители острова Де Жан-Шарль в штате Луизиана (США) стали первыми официально признанными «климатическими беженцами». Земля, на которой проживали представители индейского племени в течение сотен лет, сегодня превращается в соленое болото и постепенно тонет в море из-за наводнений. По программе правительства штата община численностью около 60 человек покинула остров по причине изменения климата.
Факт №10. Вспышки эпидемии
В этом году человечество столкнулось с очередной угрозой — вирусом Зика. На сегодняшний день болезнь обнаружена в 23 странах и быстро распространяется по всей планете.
Женщины, инфицированные вирусом Зика, со своими детьми. Фото: images.latinpost.com
Вирус Зика — инфекционное заболевание, которое передается преимущественно через комаров. Также сообщаются о случаях передачи вируса половым путем. Вирус наиболее опасен для беременных женщин, так как вызывает у плода микроцефалию с потенциальными тяжелыми поражениями мозга.
Одной из причин стремительного распространения болезни ученые называют глобальное потепление. Изменение климата создало для комаров, которые переносят вирус, благоприятные условия для жизни и более обширные территории для размножения.
Климат на нашей планете постоянно изменяется, и в последнее время скорость этих изменений увеличивается. Глобальная температура растёт, и это оказывает негативное влияние на мир в целом. В этом обзоре «десятка» фактов, которые дадут понимание того, насколько опасны изменения, происходящие на планете.
1. Парниковый эффект
Увеличиваются как в количестве, так и в продолжительности, периоды сильной жары, а также связанные с ними тепловые удары и количество смертельных случаев. Поскольку в городах по всей планете летом начинается парниковый эффект, они особенно уязвимы.
2. Лихорадка денге
Казалось бы, развитые страны уже давно забыли о ряде заболеваний. Но американские ученые начали бить тревогу: жители Соединенных Штатов становятся все более восприимчивыми к лихорадке денге и малярии.
3. Пресная вода
Хотя уровень моря повышается, наличие пресной воды все время уменьшается. Происходит это из-за таяния ледяных полей, а также засухи.
4. Экстремальные погодные условия
Частота возникновения экстремальных погодных условий, как ожидается, будет возрастать с каждым годом. К примеру, тропические штормы будут происходить чаще и будут более разрушительными. Если климат продолжит меняться текущими темпами, к 2050 году значительно сократится количество коралловых рифов в океане.
5. Приземный смог
Теплый застоявшийся воздух в городах увеличивает образование приземного смога. Половина населения развитых стран уже живет в городах, которые не отвечают общепринятым стандартам качества воздуха, а в Китае это уже стало общенациональной бедой.
6. Соглашение Тувалу с Новой Зеландией
Некоторые островные страны уже рассматривают планы эвакуации. К примеру, Тувалу же заключило соглашение с Новой Зеландией относительно переселения в эту страну в случае полного затопления островов Тувалу, которые с каждым годом все более уходят под воду.
7. $ 700 млрд на ветер
Изменение климата очень больно бьет по карману многим странам. К 2030 году мировая экономика, по прогнозам, потеряет $ 700 млрд из-за расходов, связанных с изменением климата.
8. Сезон аллергии
Все дольше длится сезон аллергии. Это оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье органов дыхания людей, страдающих от аллергии (а таких чуть ли не половина населения).
9. Продовольственная проблема
Вскоре могут начаться проблемы с продовольствием. Во-первых, более высокие температуры увеличивают распространение пищевых заболеваний, таких как сальмонеллез. А во-вторых, на производство сельскохозяйственных культур во всем мире сильно влияют засухи. Глобальные урожаи пшеницы и кукурузы уже сокращаются по всему миру.
10. Демография
Экстремальные погодные условия и сокращение сельскохозяйственного производства в развивающихся странах начнут вызывать больше конфликтов и миграций. А открытие морских путей в Арктике из-за отступающего льда может привести к проблемам суверенитета и международным конфликтам. Расширение пустынь и рост уровня моря также приведут к демографическим и политическим проблемам в связи с более высоким уровнем миграции.
11. Флора и фауна
Многие изменения, которые претерпевает планета, необратимы. К примеру, полностью исчезают различные виды флоры и фауны.
12. Арктика
К 2050 году Арктика будет почти полностью свободна ото льда в летний период. Уже сейчас из-за таяния льдов белые медведи не могут охотиться за пищей. Это приводит к их голоданию и сокращению среды обитания,
13. СО2
Уровень кислотности океанской воды растет в связи с повышением уровня угольной кислоты (из-за СО2 в атмосфере). Это будет иметь негативные последствия для многих видов морской флоры и фауны.
14. Поляризация общества
Самыми худшими последствия изменения климата будут для детей, пожилых людей и бедняков, поскольку они не смогут справиться с резкими изменениями в доступности пищи и резкими изменениями условий жизни. Изменение климата, вероятно, поляризует общество на тех, кто будет в состоянии справиться с ним (более богатые страны), а также на тех, кто не сможет этого сделать (бедные страны).
15. Гибель 30% видов растений и животных
МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) опубликовала довольно жуткий прогноз. Если их прогнозы относительно температуры окажутся верными, то к концу XXI века полностью вымрут до 30% видов растений и животных.
Доктор физико-математических наук Б. ЛУЧКОВ, профессор МИФИ.
Солнце - рядовая звезда, не выделяющаяся своими свойствами и положением из мириада звезд Млечного пути. по светимости, размеру, массе она типичный середняк. Такое же среднее место занимает она в Галактике: не близко к центру, не на краю, а в серединке, как по толщине диска, так и по радиусу (8 килопарсек от галактического ядра). единственное, надо думать, отличие от большинства звезд в том, что на третьей планете обширного хозяйства Галактики 3 млрд лет назад возникла жизнь и, претерпев ряд изменений, сохранилась, породив на эволюционном пути думающее существо homo sapiens. человек, ищущий и любознательный, заселив всю землю, занимается теперь исследованием окружающего мира с целью познать “что”, “как” и “почему”. что, например, определяет земной климат, как формируется земная погода и почему она так резко и порой непредсказуемо изменяется? На эти вопросы вроде бы давно получены обоснованные ответы. а за последние полвека, благодаря глобальным исследованиям атмосферы и океана, создана разветвленная метеослужба, без сводок которой сейчас не обходится ни домохозяйка, идущая на рынок, ни пилот самолета, ни альпинист, ни пахарь, ни рыбак - положительно никто. вот только замечено, что иногда прогнозы попадают впросак, и тогда хозяйки, пилоты, альпинисты, не говоря уж о пахарях и рыбаках, поносят метеослужбу почем зря. значит, не все еще полностью ясно в погодной кухне, и надо бы внимательно разобраться в сложных синоптических явлениях и связях. Одна из главных - связь земля - солнце, которая дарит нам тепло и свет, но из которой порой, как из ящика пандоры, вырываются на свободу ураганы, засухи, наводнения и другие экстремальные “погоды”. что порождает эти “темные силы” земного климата, в общем-то довольно приятного по сравнению с тем, что творится на других планетах?
Грядущие годы таятся во мгле.
А. Пушкин
КЛИМАТ И ПОГОДА
Земной климат определяется двумя главными факторами: солнечной постоянной и наклоном оси вращения Земли к плоскости орбиты. Солнечная постоянная - поток солнечной радиации, приходящий на Землю, 1,4 . 10 3 Вт/м 2 - действительно неизменна с высокой точностью (до 0,1%) как по короткой (сезоны, годы), так и по длинной (века, миллионы лет) шкалам. Причина тому - постоянство солнечной светимости L = 4 . 10 26 Вт, определяемой термоядерным “горением” водорода в центре Солнца, и почти круговая орбита Земли (R = 1,5 . 10 11 м). “Срединное” положение светила делает его нрав удивительно сносным - ни изменений светимости и потока солнечной радиации, ни перепадов температуры фотосферы. Спокойная, уравновешенная звезда. И климат Земли поэтому строго определенный - жаркий в экваториальной зоне, где солнце почти каждый день бывает в зените, умеренно-теплый на средних широтах и холодный вблизи полюсов, там оно едва-едва высовывается из-за горизонта.
Иное дело погода. В каждой широтной зоне она проявляется как некоторое отклонение от положенного климатического стандарта. Бывает и зимой оттепель и на деревьях набухают почки. Случается, и в разгар лета налетит непогода с пронизывающим осенним ветром, а порой и снегопадом. Погода - это конкретная реализация климата данной широты с возможными (в последнее время весьма частыми) отклонениями-аномалиями.
МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСКАЗАНИЯ
Аномалии погоды очень вредны, они наносят огромный ущерб. Наводнения, засухи, суровые зимы разрушали сельское хозяйство, приводили к голоду и эпидемиям. Штормы, ураганы, проливные дожди тоже не щадили ничего на своем пути, заставляли людей уходить из разоренных мест. Неисчислимы жертвы погодных аномалий. Усмирить погоду, смягчить ее экстремальные проявления невозможно. Энергетика погодных срывов не подвластна даже сейчас, в энергетически развитое время, когда газ, нефть, уран дали нам большую власть над природой. Энергия урагана средней руки (10 17 Дж) равна суммарному выходу всех электростанций мира за три часа. Несостоятельные попытки остановить надвигающуюся непогоду предпринимались в прошлом веке. В 1980-е годы лобовую атаку на ураганы провели ВВС США (операция “Ярость бури”), но показали лишь свое полное бессилие (“Наука и жизнь” № ).
И все же наука и техника смогли помочь. Если нельзя сдержать удары взбесившейся стихии, то, может быть, удастся хотя бы их предвидеть, чтобы своевременно принять меры. Стали развиваться, особенно успешно с введением современных компьютеров, модели развития погоды. Самые мощные компьютеры, самые сложные расчетные программы сейчас - у синоптиков и военных. Результаты не замедлили сказаться.
К концу прошлого века расчеты по синоптическим моделям достигли такого уровня совершенства, что стали хорошо описывать процессы, происходящие в океане (главном факторе земной погоды), на суше, в атмосфере, включая ее нижний слой, тропосферу, - фабрику погоды. Было достигнуто весьма приличное согласие расчета основных погодных факторов (температура воздуха, содержание СО 2 и других “парниковых” газов, нагрев поверхностного слоя океана) с реальными измерениями. Вверху приведены графики расчетных и измеренных аномалий температуры за полтора столетия.
Таким моделям можно доверять - они и стали рабочим инструментом прогноза погоды. Погодные аномалии (их силу, место, момент появления), оказывается, можно предсказать. Значит, есть время и возможность подготовиться к ударам стихии. Прогнозы стали обыденным делом, а урон, наносимый погодными аномалиями, резко сократился.
Особое место заняли долгосрочные прогнозы, на десятки и сотни лет, как руководство к действию экономистам, политикам, главам производства - “капитанам” современного мира. Сейчас известно несколько долгосрочных прогнозов на XXI век.
ЧТО ВЕК ГРЯДУЩИЙ НАМ ГОТОВИТ?
Прогноз на такой большой срок, конечно, может быть только приблизительным. Погодные параметры представляются со значительными допусками (интервалами ошибок, как принято в математической статистике). Чтобы учесть все возможности грядущего, разыгрывается ряд сценариев развития. Слишком неустойчива климатическая система Земли, даже лучшие модели, проверенные по тестам прошлых лет, могут допускать просчеты при обращении в далекое будущее.
Алгоритмы проводимых расчетов исходят из двух противоположных предположений: 1) постепенное изменение погодных факторов (оптимистический вариант), 2) их резкий скачок, приводящий к заметным изменениям климата (пессимистический вариант).
В прогнозе постепенного изменения климата XXI века (“Доклад рабочей группы межправительственной комиссии по изменению климата”, Шанхай, январь 2001 г.) приводятся результаты семи модельных сценариев. Основной вывод - потепление Земли, охватившее весь прошлый век, будет продолжаться и дальше, сопровождаясь увеличением эмиссии “парниковых газов” (в основном СО 2 и SO 2), ростом поверхностной температуры воздуха (на 2-6°С к концу нового века) и повышением уровня океана (в среднем на 0,5 м за столетие). Некоторые сценарии дают во второй половине века спад эмиссии “парниковых газов” как результат действия запрета на индустриальные выбросы в атмосферу, их концентрация не будет сильно отличаться от нынешнего уровня. Наиболее вероятные изменения погодных факторов: более высокие максимальные температуры и большее число жарких дней, менее низкие минимальные температуры и меньшее число морозных дней почти по всем земным регионам, уменьшенный разброс температур, более интенсивные выпадения осадков. Возможные изменения климата - больше летних сухостоев с заметным риском засух, усиление ветров и большая интенсивность тропических циклонов.
Прошедшие пять лет, наполненные сильными аномалиями (страшные североатлантические ураганы, не отстающие от них тихоокеанские тайфуны, суровая зима 2006 года в Северном полушарии и другие сюрпризы погоды), показывают, что новый век, по-видимому, пошел не по оптимистическому пути. Конечно, век только начался, отклонения от предсказанного постепенного развития могут сгладиться, но его “бурное начало” дает основание сомневаться в первом варианте.
СЦЕНАРИЙ РЕЗКОГО ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА XXI ВЕКА (П. ШВАРЦ, Д. РЭНДЕЛЛ, ОКТЯБРЬ 2003)
Это не просто прогноз, это встряска - сигнал тревоги для “капитанов” мира, успокоенных постепенным изменением климата: его можно всегда подправить небольшими средствами (протоколами-разговорами) в нужную сторону, и можно не бояться, что ситуация выйдет из-под контроля. Новый прогноз исходит из наметившейся тенденции роста экстремальных природных аномалий. Считают, что он начинает сбываться. Мир пошел по пессимистическому пути.
Первая декада (2000-2010 годы) - продолжение постепенного потепления, не вызывающее пока особой тревоги, но все же с заметным темпом ускорения. Северная Америка, Европа, частично Южная Африка будут иметь на 30% больше теплых и меньше морозных дней, увеличится число и интенсивность погодных аномалий (наводнений, засух, ураганов), бьющих по сельскому хозяйству. Все же такую погоду нельзя признать особо суровой, угрожающей мировому порядку.
Но к 2010 году накопится такое число опасных изменений, которое приведет к резкому скачку климата в совершенно непредвиденную (согласно постепенному варианту) сторону. Гидрологический цикл (испарение, выпадение осадков, утечки воды) ускорится, что еще больше повысит среднюю температуру воздуха. Водяной пар - мощный естественный “парниковый газ”. Из-за повышения средней поверхностной температуры высохнут леса, пастбища, начнутся массовые лесные пожары (уже сейчас видно, как трудно с ними бороться). Концентрация СО 2 возрастет настолько, что обычное поглощение водой океанов и растениями суши, определявшее темп “постепенного изменения”, перестанет работать. Парниковый эффект пойдет в разгон. Начнется обильное таяние снега в горах, в приполярной тундре, площадь полярных льдов резко сократится, что сильно уменьшит солнечное альбедо. Температура воздуха и суши катастрофически растет. Сильные ветра из-за большого градиента температуры вызывают песчаные бури, приводят к выветриванию почвы. Нет никакого контроля за стихией и возможности хоть чуточку ее подправить. Темп резкого изменения климата набирает ход. Беда охватывает все регионы мира.
В начале второй декады произойдет замедление термоклинной циркуляции в океане, а он - главный творец погоды. Из-за обилия дождей и таяния полярных льдов океаны станут более пресными. Обычный перенос теплых вод с экватора на средние широты будет приостановлен.
Гольфстрим, теплое атлантическое течение вдоль Северной Америки к Европе, гарант умеренного климата Северного полушария, замрет. Потепление в этом регионе сменится резким похолоданием и уменьшением осадков. Всего за несколько лет вектор изменения погоды повернет на 180 градусов, климат станет холодным и сухим.
В этом месте компьютерные модели не дают однозначного ответа: что на самом деле произойдет? Станет ли климат Северного полушария более холодным и сухим, что еще не приведет к мировой катастрофе, или наступит новый ледниковый период продолжительностью в сотни лет, как бывало на Земле не раз и не так давно (Малый ледниковый период, Событие-8200, Ранний Триас - 12 700 лет назад).
Худший вариант, который действительно может случиться, таков. Разрушительные засухи в регионах производства продуктов питания и большой плотности населения (Северная Америка, Европа, Китай). Снижение осадков, пересыхание рек, истощение запасов пресной воды. Сокращение пищевых запасов, массовый голод, распространение эпидемий, бегство населения из зон бедствия. Нарастание международной напряженности, войны за источники питания, питьевые и энергетические ресурсы. В то же время в районах традиционно сухого климата (Азия, Южная Америка, Австралия) - проливные дожди, наводнения, гибель сельскохозяйственных угодий, не приспособленных к такому обилию влаги. И здесь тоже сокращение сельского хозяйства, нехватка продуктов питания. Коллапс современного устройства мира. Резкое, на миллиарды, сокращение численности населения. Отброс цивилизации на века, приход жестоких правителей, религиозные войны, крах науки, культуры, морали. Армагеддон в точно предсказанном виде!
Резкое, неожиданное изменение климата, к которому мир просто не сможет адаптироваться.
Вывод сценария неутешителен: надо принимать срочные меры, а какие, неясно. Поглощенный карнавалами, чемпионатами, бездумными шоу, просвещенный мир, который мог бы что-то “предпринять”, на него просто не обращает внимания: “Ученые пугают, а нам не страшно!”
СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ И ЗЕМНАЯ ПОГОДА
Есть, однако, третий вариант прогноза земного климата, согласный с разгулом аномалий начала века, но не приводящий к вселенской катастрофе. Он основан на наблюдениях нашей звезды, которая при всем видимом спокойствии все же обладает заметной активностью.
Солнечная активность - проявление внешней конвективной зоны, занимающей треть солнечного радиуса, где из-за большого градиента температуры (от 10 6 К внутри до 6 . 10 3 К на фотосфере) горячая плазма вырывается наружу “кипящими потоками”, генерирующими локальные магнитные поля напряженностью в тысячи раз больше общего поля Солнца. Все наблюдаемые особенности активности обусловлены процессами в конвективной зоне. Грануляция фотосферы, горячие площадки (факелы), восходящие протуберанцы (дуги вещества, поднимаемые магнитными силовыми линиями), темные пятна и группы пятен - трубки локальных магнитных полей, хромосферные вспышки (результат быстрого замыкания противоположных магнитных потоков, преобразующего запас магнитной энергии в энергию ускоренных частиц и нагрева плазмы). В этот клубок явлений на видимом диске Солнца вплетается сияющая солнечная корона (нагретая до миллионов градусов верхняя, очень разреженная атмосфера, исток солнечного ветра). Немалую роль в солнечной активности играют корональные конденсации и дыры, наблюдаемые в рентгене, и массовые выбросы из короны (корональные выбросы массы, КВМ). Многочисленны и разнообразны проявления солнечной активности.
Наиболее показательный, принятый индекс активности - число Вольфа W, введенное еще в XIX веке, указывающее количество темных пятен и их групп на солнечном диске. Лик Солнца покрыт изменяющимся крапом веснушек, что указывает на непостоянство его активности. На c. 27 внизу показан график среднегодовых значений W(t), полученный прямым мониторингом Солнца (последние полтора столетия) и восстановленный по отдельным наблюдениям до 1600 года (светило тогда не было под “постоянным надзором”). Видны подъемы и падения числа пятен - циклы активности. Один цикл длится в среднем 11 лет (точнее, 10,8 года), но есть заметный разброс (от 7 до 17 лет), переменность не строго периодическая. Гармонический анализ обнаруживает и вторую переменность - вековую, период которой, тоже не строго выдержанный, равен ~100 годам. На графике он проявляется наглядно - с таким периодом изменяется амплитуда солнечных циклов Wmax. В середине каждого века амплитуда достигала наибольших величин (Wmax ~ 150-200), на стыке веков уменьшалась до Wmax = 50-80 (в начале XIX и XX веков) и даже до предельно малого уровня (начало XVIII века). В течение длительного временного интервала, названного Маундеровским минимумом (1640-1720 годы), никакой цикличности не наблюдалось и число пятен на диске исчислялось единицами. Маундеровское явление, наблюдаемое и у других звезд, по светимости и спектральному классу близких Солнцу, не совсем понятый механизм перестройки конвективной зоны звезды, в результате чего генерация магнитных полей замедляется. Более глубокие “раскопки” показали, что подобные перестройки на Солнце бывали и раньше: минимумы Шперера (1420-1530 годы) и Вольфа (1280-1340 годы). Как видно, они случаются в среднем через 200 лет и длятся 60-120 лет - в это время Солнце как бы впадает в летаргический сон, отдыхая от активной работы. После Маундеровского минимума прошло почти 300 лет. Самая пора светилу снова передохнуть.
Здесь возникает прямая связь с темой земной погоды и изменения климата. Хроника времен Маундеровского минимума определенно указывает на аномальное поведение погоды, близкое тому, что происходит в наши дни. По всей Европе (с меньшей вероятностью во всем Северном полушарии) в это время наблюдались удивительно холодные зимы. Замерзали каналы, о чем свидетельствуют картины голландских мастеров, замерзала Темза, и у лондонцев вошло в обычай устраивать гуляния по льду реки. Сковывалось льдом даже Северное море, прогреваемое Гольфстримом, в результате чего прекращалась навигация. В эти годы практически не наблюдались полярные сияния, что указывает на уменьшение интенсивности солнечного ветра. Дыхание Солнца, как бывает во время сна, ослабевало, и именно это привело к изменению климата. Погода стала холодной, ветреной, капризной.
СОЛНЕЧНОЕ ДЫХАНИЕ
Как, посредством чего передается солнечная активность на Землю? Должны быть какие-то материальные носители, осуществляющие перенос. Таких “переносчиков” может быть несколько: жесткая часть спектра солнечного излучения (ультрафиолет, рентген), солнечный ветер, выбросы вещества во время солнечных вспышек, КВМ. Результаты наблюдений Солнца в 23-м цикле (1996-2006 годы), проведенные космическими аппаратами SOHO, TRACE (США, Европа), КОРОНАС-Ф (Россия), показали, что главными “переносчиками” солнечного влияния выступают КВМ. Они в первую очередь определяют земную погоду, а все остальные “носители” дополняют картину (см. “Наука и жизнь” № ).
КВМ стали подробно изучать лишь в последнее время, осознав их ведущую роль в солнечно-земных связях, хотя замечали с 1970-х годов. По частоте испускания, массе и энергии они превосходят все остальные “переносчики”. При массе 1-10 млрд тонн и скорости (1-3 . 10 км/с эти плазменные облака обладают кинетической энергией ~10 25 Дж. Долетая до Земли за несколько суток, они оказывают сильное воздействие сначала на земную магнитосферу, а через нее на верхние слои атмосферы. Механизм воздействия сейчас достаточно изучен. О нем догадывался советский геофизик А. Л. Чижевский еще 50 лет назад, в общих чертах его понимал Э. Р. Мустель с сотрудниками (1980-е годы). Наконец, в наши дни он был доказан наблюдениями с американских и европейских спутников. Орбитальная станция SOHO, ведущая непрерывные наблюдения уже 10 лет, зарегистрировала около 1500 КВМ. Спутники SAMPEX и POLAR отметили появление выбросов у Земли и проследили результат воздействия.
В общих чертах воздействие КВМ на земную погоду сейчас хорошо известно. Достигнув окрестности планеты, расширившееся магнитное облако обтекает магнитосферу Земли по границе (магнитопаузе), поскольку магнитное поле не пускает заряженные частицы плазмы внутрь. Удар облака по магнитосфере порождает колебания магнитного поля, проявляющиеся как магнитная буря. Магнитосфера обжимается обтекающим потоком солнечной плазмы, концентрация силовых линий возрастает, и в некоторый момент развития бури происходит их пересоединение (аналогичное тому, что порождает вспышки на Солнце, но намного меньшего пространственного и энергетического масштаба). Выделенная магнитная энергия идет на ускорение частиц радиационного пояса (электроны, позитроны, протоны сравнительно низких энергий), которые, приобретя энергию в десятки и сотни МэВ, не могут уже удерживаться магнитным полем Земли. Происходит высыпание потока ускоренных частиц в атмосферу вдоль геомагнитного экватора. Взаимодействуя с атомами атмосферы, заряженные частицы передают им свою энергию. Появляется новый “энергетический источник”, влияющий на верхний слой атмосферы, а через его неустойчивость к вертикальным перемещениям - и на нижние слои, в том числе тропосферу. Этот “источник”, связанный с солнечной активностью, “расшатывает” погоду, создавая скопления облаков, порождая циклоны и штормы. Главный итог его вмешательства - дестабилизация погоды: штиль сменяется бурей, сушь - обильными осадками, дожди - засухой. Примечательно, что все погодные изменения начинаются вблизи экватора: тропические циклоны, перерастающие в ураганы, переменные муссоны, загадочное Эль Ниньо (“Ребенок”) - всемирный возмутитель погоды, неожиданно появляющийся на востоке Тихого океана и столь же неожиданно исчезающий.
Согласно “солнечному сценарию” погодных аномалий, прогноз на XXI век более спокойный. Климат Земли изменится незначительно, но режим погоды претерпит заметный сдвиг, как это было всегда при замирании солнечной активности. Он может быть не очень сильным (более холодные, чем обычно, зимние и более дождливые летние месяцы), если солнечная активность снизится до Wmax ~ 50, как было в начале XIX и XX веков. Он может стать более серьезным (похолодание климата всего Северного полушария), если случится новый Маундеровский минимум (Wmax < 10). В любом случае похолодание климата будет не кратковременным, а продолжится, вместе с аномалиями погоды, несколько десятилетий.
Что ожидает нас в ближайшее время, покажет 24-й цикл, который сейчас начинается. С большой вероятностью, основанной на анализе солнечной активности за 400 лет, его амплитуда Wmax станет еще меньше, солнечное дыхание еще слабее. Надо следить за корональными массовыми выбросами. Их число, темп, последовательность определят погоду начала XXI века. И, конечно, совершенно необходимо понять, что же происходит с любимой звездой, когда ее активность замирает. Это задача не только научная - по физике Солнца, астрофизике, геофизике. Ее решение кардинально необходимо для выяснения условий сохранения жизни на Земле.
Литература
Summary for Policymakers, A Report of Working Group I of IPCC (Shanghai, January 2001), Internet.
Schwartz Р., Randall D . An Abrupt Climate Change Scenario (October 2003), Internet.
Будыко М.Климат. Каким он будет? // Наука и жизнь, 1979, № 4.
Лучков Б. Солнечное влияние на земную погоду. Научная сессия МиФи-2006 // Сборник научных трудов, т. 7, с.79.
Моисеев Н. Будущее планеты и системный анализ // Наука и жизнь, 1974, № 4.
Николаев Г. Климат на переломе // Наука и жизнь, 1995, № 6.
