Изменение климата планеты

Изменение климата планеты обусловлены переменами в земной атмосфере (изменение прозрачности, увеличение концентрации парниковых газов), мировом океане, криосфере, изменение параметров отражательной способности земной поверхности (альбедо), а так же такими внешними воздействиями, как солнечная радиация, изменение параметров орбиты Земли. Одними из самых чувствительных индикаторов изменения климата являются ледники. Они существенным образом увеличиваются в размерах во время охлаждения климата (т.н. малый ледниковый период) и уменьшаются во время потепления климата.

Изменение климата планеты происходит под влиянием, в первую очередь, хозяйственной деятельности человека. Заключается в изменении пылевого и газового состава атмосферы, что во многом приводит к т.н. парниковому эффекту. По сравнению с прошлым веком, количество пыли в атмосфере увеличилось в 20 раз. Происходит регулярное загрязнение атмосферы различными вредными газами, а в особенности углекислым газом, угарным газом, сернистыми соединениями и оксидами азота. Основной причиной возникновения парникового эффекта является накопление в атмосфере углекислого газа, степень накопления составляет 0,4% в год. В конце 19 века содержание углекислого газа в атмосфере составляло 0,029% объёма атмосферы. На данный момент, в результате сжигания всех видов топлива эта цифра увеличилась до 0,033% и по прогнозам увеличится до 0,039%. Производство цемента является интенсивным источником выбросов углекислого газа (около 5% выбросов углекислого газа индустриальных процессов). Так же одной из причин парникового эффекта является скотоводство. Согласно отчету ООН «Длинная тень скотоводства» скот является причиной примерно 18% выбросов парниковых газов в мире. В дополнение к выбросам углекислого газа, скотоводство является причиной выбросов 65% оксида азота и 37% метана.

Парниковый эффект, как полагают некоторые ученые, — это современный физико-химический процесс нарушения теплового баланса планеты с ускоряющимся ростом температуры на ней. Парниковый эффект, возникающий в результате нагревания атмосферы тепловой энергией, удерживаемой парниковыми газами, является ключевым процессом, регулирующим температуру Земли. При сжигании органического топлива в атмосферу Земли ежегодно выбрасывается 11 млрд. т углерода.

Факторы изменения климата:

1. Солнечный свет – солнце нагревает верхние слои атмосферы и теоретически одна третья тепла должна рассеяться в космосе, остальная часть нагревает земную поверхность.

2. Атмосфера – парниковые газы (углекислый газ, оксиды азота) в значительной мере задерживают тепло, отраженной земной поверхностью.

3. Мировой океан – покрывает 71% поверхности планеты. Является основным генератором водяного пара и облаков.

4. Круговорот воды – повышение температуры означает увеличение испарения воды и образование облаков.

5. Ледники и снежный покров – являются отражателем солнечного тепла и охлаждают планету. Таяние ленников понижает температуру мирового океана, что влияет на генерирование водяного пара и облаков.

6. Земная поверхность – топография и обработка земли оказывают влияние на климат, к примеру: горные ряды способны задерживать движение облаков, создавая засушливые местности; рыхлые обработанные земли впитывают больше влаги, делая воздух более сухим; леса способны поглощать огромное количество углекислого газа и их вырубка приводит с одной стороны к заболачиванию местности (выделение метана) и с другой стороны снижает поглощение углекислого газа.

7. Сжигание лесов – является существенным фактором выделения углекислого газы в атмосферу.

8. Воздействие человека – является главной причиной парникового эффекта и глобального потепления (скотоводство, отходы, промышленность и энергетика). К тому же выделение фреонов в атмосферу разрушает озоновый слой.

Развитие промышленности, транспорта привело к уменьшению содержания кислорода в атмосфере на 0,02%. Изменение газового состава атмосферы приводит к глобальным изменениям климата, проявлением которого является парниковый эффект. Чем выше концентрация углекислого газа в атмосфере, тем меньше тепла отдаёт Земля и соответственно тем больше температура у её поверхности. За последние 100 лет общая температура повысилась на 0,5°С, за последние 10 лет в Беларуси среднезимняя температура поднялась на 2,5°С. В Альпах и на Кавказе ледники уменьшились в объеме наполовину, на горе Килиманджаро — на 73%, а уровень Мирового океана повысился не менее чем на 10 см. По оценке Всемирной метеорологической службы, уже к 2050 г. концентрация двуокиси углерода в атмосфере Земли возрастает до 0.05%, а повышение средней температуры на планете составит 2-3.5° С. Таяние вечной мерзлоты на болотистых равнинах Восточной Сибири даст выброс в атмосферу накопленного там метана, подъем температуры океана приведет к выбросу растворенного углекислого газа и повышению влажности на планете. Все эти факторы будут ускорять и увеличивать парниковый эффект.

Среднее число жертв на Земле от циклонов, тайфунов, землетрясений и наводнений составляло за последние 50 лет XX века 46 000 чел./год. Материальный ущерб, наносимый климатическими катастрофами в среднем за год, возрос за период с 1965 по 1995 г. более чем в 3 раза и превысил 90 млрд. долл. в год. Это значение приближается к значению инвестиционных ресурсов Земли (130-200 млрд. долл. в год), что означает, что через 10-20 лет все инвестиции должны тратиться только на восстановление разрушенного природными явлениями.

Последствия глобального потепления:

1. Если температура на Земле будет продолжать повышаться, это окажет серьезнейшее воздействие на мировой климат.

2. В тропиках будет выпадать больше осадков, поскольку дополнительное тепло повысит содержание водяного пара в воздухе.

3. В засушливых районах дожди станут еще более редкими и интенсивность опустынивания значительно возрастет.

4. Температура морей так же повысится, что приведет к затоплению низинных областей побережья.

5. Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня Мирового океана. Вода, нагреваясь, становится менее плотной и расширяется. Повышение температуры может растопить часть многолетних льдов, покрывающих некоторые районы суши (к примеру, Антарктида, горные цепи). Климатологи отметили, что если растают гренландские и антарктические ледники уровень Мирового океана повысится на 70-80 м.

6. Сократится площадь жилых земель.

7. Нарушится водно-солевой баланс океанов.

8. Изменится траектория движения циклонов и антициклонов.

9. Если температура на планете повысится, многие виды животных не смогут адаптироваться к климатическим изменениям. Многие виды растений погибнут от недостатка влаги, животным придется переселиться в другие места в поисках пищи и воды.

Однако, кроме отрицательных последствий глобального потепления, можно отметить и несколько положительных:

1. При потеплении и увеличении концентрации углекислого газа многие виды растений усилят фотосинтез, что приведет к увеличению растительной биомассы.

2. Увеличатся объемы рыбных уловов.

В последнее время японские рыбаки столкнулись с серьезной проблемой. В их сети все чаще попадаются гигантские медузы (Рис. 2). Обычно они встречаются вдали от берегов Японии, но теперь все чаще заплывают в прибрежные воды.

Рис.3. Гигантские медузы у побережья Японии

Медузы, чья масса доходит до 200 кг, часто повреждают сети и портят рыбу, отравляя ее своим ядом. Как сообщает сайт газеты Times, рыбаки с севера острова Хонсю из-за нашествия медуз вынуждены были в разгар сезона приостановить лов. В других регионах медузы также наносят серьезный ущерб.
Причины нашествия гигантских медуз к берегам Японии остаются загадкой. Некоторые винят в нем глобальное потепление и изменение океанских течений, другие — большое количество осадков в Китае, из-за которых медуз унесло от китайского побережья к японскому. В любом случае, медузы представляют собой серьезную проблему.

Некоторые меры по предупреждению глобального потепления:

1. Уменьшение выбросов в атмосферу т.н. парниковых газов (углекислый газ, метан, озон (его тропосферная часть), некоторые галогеноуглероды, оксиды азота и фторсодержащие газы (в частности, фреон и трифторид азота)).

2. Очистка выбросов в атмосферу.

3. Замена традиционных видов топлива альтернативными.

4. Уменьшение объемов вырубки лесов.

Ученые из Университета Окленда (Новая Зеландия), проанализировав данные измерений высотности облаков за последние 10 лет, пришли к выводу, что облака над Землей стали ниже примерно на 30-40 метров (прибл. на 1%). Основной причиной является меньшее формирование облаков на больших высотах, из-за чего Земля охлаждается более эффективно, отдавая больше тепла в космос. Новозеландские учены Роджер Дейвис и Мэттью Моллой проанализировали данные MISR (полученные многоугловым спектрорадиометром), позволяющие определить высоту облаков. Это устройство оснащено девятью камерами, проводящими съемку под разными углами. В результате получается объемное изображение облаков вокруг земного шара, позволяющее следить за их высотой и передвижениями в режиме реального времени (рис. 3).

Данное явление не является пока глобальной тенденцией, так как 10 летний период наблюдений является слишком коротким и более долгосрочные наблюдения дадут более определенный ответ о будущем земных облаков. Снижение средней высоты облаков может быть полезным для Земли - это позволит нашей планете более эффективно охлаждаться, отводя тепло в космос.

Рис. 4. Объемное изображение облаков вокруг земного шара, полученное многоугловым спектрорадиометром (темные области соответствуют более высокому расположению облаков).

Дата добавления: 2014-01-07