Изменение климата

Окружающ ая нас природа - географическая среда - на прот яжении всей геологической истории Земли (4,5 млрд. лет) находится в процессе непрерывны х изменений и развития. Изменяется и климат, который являет ся од ним из э лементов этой среды. При этом изменения климат а проходят в т есной связи и взаимодейст вии с другими э лемент ами географической среды и вызываются природным и и антропогенными факторами.

Природные изменения климата проходят под влиянием факторов, которые можно разделить на несколько групп: космические, астрономические, геологические и метеорологические.

Действие космических факторов объясняется колебаниями солнечной постоянной. При эт ом ее изменения могут быт ь связаны с непосредст венными изменениями солнечного изл учения и его спектрального состава в связи с эволюцией Солнца, или в связи с т ем, что при перемещении во Всемирном пространстве, Солнечная система пересекает участ ки этого пространства с различной прозрачностью. При прохождении менее прозрачных участ ков солнечная постоянная уменьш ает ся, а при прохождении более прозрачных – увеличивается.

Астрономические факторы объясняют изменения климата влиянием изменения некоторых астрономических величин – наклона плоскости эклиптики, изменениями эксцентриситета земной орбит ы и другими.

Наклон э клиптики – наклон плоскости земной орбиты к плоскости земного экватора – изменяется от 22° до 24,5° примерно за 40000 лет. Увеличение наклона приводит к повыш ению температ уры в высоких широтах и уменьшению в тропических, уменьш ение наклона – наоборот.

Объясняя влияние эксцентриситета орбиты Земли, необходимо имет ь в виду, что Земля вращается вокруг Солнца не по кругу, а по эллипсу, в одном из фокусов которого нах од ится Солнце. Предст авление о форме земной орбиты дает ее эксцентрисит ет. Чем он больший, т ем больше эллипс отличается от круга. Эксцентриситет может изменяться от 0 до 0,068 в течение примерно 92000 лет, Чем больше эксцентриситет, тем ближе будет Солнце к Земле зимой Северного полушария. В э том сл учае зимы буд ут короткими и т еплыми, а лет о – продолжи- тельным и прохладным. В Южном полушарии будет наб людаться противоположная картина.

Все астрономические факторы имеют разные периоды изменения, но действуют на климат одновременно. При этом влияние одного фактора может усиливаться или уменьшат ься за счет влияния другого.

Таблица 13.2. К лиматические показатели (характеристики) природных зон и регионов Ук раины

Влияние геологических факторов связанно с перемещением полюсов земной оси и материков. В связи с этим в различные геологические периоды происходили изменения в размещении географических широт, кот орые приводили к тому, ч то одни климатические зоны приближались к полюсам, а другие удалялись от них. В первом сл уч ае наблюдалось похолодание, во втором – потепление.

Гр уппа метеорологических факторов ох ват ывает основные х арактерист ики ат мосферы и гидросферы, их массы и химический состав.

Наличие в атмо сфере т ермод инамически активных примесей (вода, углекислый газ, аэ розоли) имеет большое значение при формировании климата, а колебание их количества может быт ь причиной изменения климата. Это можно увидет ь на примере углекислого газа, который пропускает коротковолновое излучение Солнца и задерживает длинноволновое изл учение Земли. Увеличение количест ва углекислого газа приводит к увеличению температ ур ы воздуха, а уменьшение – к ее понижению.

Антропогенные изменения кл имата проходят под влиянием хозяйственной деятельности общества. При этом на климат влияют такие процессы:

- распахивание огромных массивов земли, вызывающие изменение ее отражательной способ ност и (альбедо), быструю пот ерю влаги, подъем пыли в атмосферу;

- уничтожение лесов, особенно тропических, влияющ их на воспроизводство кислорода,

изменения альб едо и испарения;

- перевыпас скот а, превращающ ий степи и саванны в пуст ыни, в результ ате чего меняется альбедо, иссушается почва;

- сжигание ископаемого органического топлива и поступление в атмосфер у углекислого газа и метана;

- выбрасывание в атмосферу промышленны х от ходов, меняющих состав атмо сферы, увеличивающих содержание радиационно-активных газов и аэрозолей. Последние два процесса увеличивают парниковый эффект.

Информация об изменениях климат а уменьшается по мере углубления в геологическую историю. Показателями климатических изменений в докембрии (период от 4,65 млрд. лет до

570 млн. лет т ому) являют ся геологические д анные (продукты физического и химического выветривания). В более поздние эпохи появляются методы палеонт ологии и палеобот аники, в том числе споро-пыльцевой анализ, и мет оды геофизики. С 19 ст олетия решающее значение имеют инстр ументальные метеорологические и аэрологические наблюдения, мат ематическое моделирование и другие совр еменные методы. Изучение прошлого Земли и изменений глобального климат а необходимо д ля понимания процессов, имеющ их место сейчас, и возможност и прогнозирования климат а будущего.

Изменения климат а в последней четверти 19 и в 20 столет ии характеризуют на основании прямых метеорологических измерений. На рис. 13.4 представлено изменение средних годовых аномалий температ уры воздуха у поверхности Земли с 1861 по 2000 годы в отклонениях от средней температ уры (нормы) за 1961…1990 годы.

Видно, что температ ур а во вт орой половине 19 столетия значительно ниже нормы. Это

конец малого лед никового периода. После эт ого на протяжении 20 столетия началось повыш ение температ ур ы. Но оно было не одинаковым: наибольшее пот епление наблюдалось в 1910…1945 и с 1976…2000 годы, а в 1946…1975 годах наблюдалось похолодание. В Северном полушарии и в т ропиках температ ура изменялась синхронно с глобальной. В Южном полуш арии рост температ уры начался примерно на 20 лет позже. В целом, по оценкам Межправительственной гр уппы экспертов ООН и ВМО по изменениям климата, на протяжении 20 столет ия глобальная температ ура воздух а повысилась на 0,6 ± 0,2°С и это потепление было наиб ольшим за последнее тысячелетие.

а) для всего Земного шара

Аномалия температуры

Сглаженная к ривая

б) для Сев ерного полушария севернее 30° с. ш.

 

в) для тропиков меж ду 30° с.ш. и 30° ю.ш.

г) для Ю жного полушария южнее 30° ю.ш.

Рис. 13.4. Изменения средних годовых аномалий температуры воздуха (°С) возле поверхности

Земли с 1861 по 2000 годы (в отклонениях от нормы за 1961…1990 годы)

Спутниковые данные и наземные наб людения показывают, что площ адь снежного покрова уменьш илась приблизительно на 10%, а продолжительность ледяного покрова на реках и озерах в сред них и высоких широтах Северного полушария уменьшилась примерно на две недели.

В 20 столетии наб люд алось отступание горных лед ников в неполярных районах и повыш ение уровня Мирового океана на 0,1...0,2 м. Количест во ат мосферных осадков в большинстве районов высоких и средних широт Северного полушария увеличивалось на

0,3...1,0% за десят илет ие, при эт ом во вт орой половине столет ия увеличилась повт оряемост ь

сильных осадков. Но в субт ропиках Северного полуш ария (между 10...30° с.ш.) количество осадков, наоборот, уменьшалось на 3% за десятилетие.

Относительно дальнейших изменений климата существуют различные неоднозначные гипотезы.

По расчетами Межправительст венной группы экспертов ООН и ВМО средняя глобальная т емперат ура на прот яжении 1990…2100 годов может повыситься на 1,5…5,8°С. Обосновывают э то ант ропогенными факт орами. При таком повышении температуры над земным шаром над сушей пот епление будет ещ е б ольшим и особенно в высоких широтах в холодное время год а. Количество осадков зимой во внет ропических широтах Северного полуш ария и в Антарктид е, вероятно, увеличит ся. Ожидается дальнейш ее уменьш ение снежного и ледяного покрова в Северном полуш арии. Ледники, за исключением Гренландии и Ант арктид ы, буд ут от ступать. Ожидает ся повыш ение уровня Мирового океана на

0,14...0,8 м.

По прогнозам другой группы ученых уже чер ез несколько лет (6...8) на Земле начнется похолодание, температура воздуха дост игнет минимума в 2055…2060 годах. В среднем ст анет на 1,2…1,3°С холоднее, чем сейчас. Обосновывают это изменениями солнечной акт ивност и.

Какие же изменения климат а будут в действительност и? Ответ на эт от вопрос д адут дальнейш ие углубленные научные исследования и время.

Дата добавления: 2014-12-16