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

Более теплая земля и океаны

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

Меньше льда и меньше снега

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

Менее предсказуемая погода

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

Парниковый эффект

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

Как образовывается парниковый газ?

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

Последствия глобального потепления

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

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

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

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

Изменение климата

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

Проблема в теории и истории

8000 тысяч лет назад началась сельскохозяйственная деятельность в узком поясе: от долины Нила через Междуречье и долину Инда до территории, находящейся между Янцзы и Хуанхэ. Там люди начали выращивать пшеницу, ячмень и другие злаки.

5000 лет назад люди стали активно выращивать рис. Это, в свою очередь, требует искусственной ирригации земель. Следовательно, естественные ландшафты превращаются в антропогенные болота, что является источником метана.

Факторы изменения климата

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

• изменение размеров, рельефа и взаимного расположения материков и океанов,
• изменение светимости солнца,
• изменения параметров орбиты и оси Земли,
• изменение прозрачности атмосферы и ее состава в результате изменений вулканической активности Земли,
• изменение концентрации парниковых газов (СО 2 и CH 4) в атмосфере,
• изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо),
• изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана.

Климатические изменения на Земле

Погода - это ежедневное состояние атмосферы. Погода является хаотичной нелинейной динамической системой. Климат - это усредненное состояние погоды и он предсказуем. Климат включает в себя такие показатели, как средняя температура, количество осадков, количество солнечных дней и другие переменные, которые могут быть измерены в каком-либо определенном месте. Однако на Земле происходят и такие процессы, которые могут оказывать влияние на климат. Погода, состояние атмосферы в рассматриваемом месте в определённый момент или за ограниченный промежуток времени (сутки, месяц, год). Многолетний режим П. называют климатом. П. характеризуют метеорологическими элементами: давлением, температурой, влажностью воздуха, силой и направлением ветра, облачностью (продолжительностью солнечного сияния), атмосферными осадками, дальностью видимости, наличием туманов, метелей, гроз и др. атмосферными явлениями. По мере расширения хозяйственной деятельности соответственно расширяется и понятие П. Так, с развитием авиации возникло понятие о П. в свободной атмосфере; возросло значение такого элемента П., как атмосферная видимость. К характеристикам П. могут быть отнесены также данные о притоке солнечной радиации, атмосферной турбулентности, некоторые характеристики электрического состояния воздуха.

Оледенения

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

Тектоника литосферных плит

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

Солнечное излучение

Изменение солнечной активности на протяжении последних нескольких столетий

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

Изменения орбиты

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

Вулканизм

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

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

Антропогенное воздействие на изменение климата

Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат. В некоторых случаях причинно-следственная связь прямая и недвусмысленная, как, например, при влиянии орошения на температуру и влажность, в других случаях эта связь менее очевидна. Различные гипотезы влияния человека на климат обсуждались на протяжении многих лет. В конце 19-го века в западной части США и Австралии была, например, популярна теория «дождь идёт за плугом» (англ. rain follows the plow).

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

Сжигание топлива

Взаимодействие факторов

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

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

Экологические и биологические системы нашей планеты напрямую связаны с особенностями её климатических зон. С течением времени в отдельных регионах и природных территориях, а также во всём климате в целом происходят определённые колебания или отклонения от статистически зафиксированных параметров погоды. К ним относят средние температурные показатели, количество солнечных дней, выпадающие осадки и другие не менее важные переменные.

Благодаря многолетним наблюдениям учёных, зафиксированным документально, было отмечено такое явление, как глобальное изменение климата. Это один из самых пугающих природных процессов, который в наши дни интересует подавляющее большинство жителей земли.

Почему меняется погода?

Изменение параметров погоды на всей планете – это безостановочный процесс, который длится вот уже миллионы лет. Постоянством климатические условия никогда не отличались. Например, к ярким проявлениям таких естественных изменений относят небезызвестные периоды оледенения.

Изучением климатических условий и их особенностей с древних времён до наших дней занимается палеоклиматология. Учёными, проводящими исследования в этой научной сфере, было отмечено, что на погоду оказывает влияние сразу несколько важных факторов. Климат, в целом, меняется по причинам, обусловленным следующими динамическими процессами:

• изменениями земной орбиты (меняются параметры орбиты и земной оси);
• интенсивностью излучения солнечной радиации и светимости солнца;
• процессами, происходящими в океанах и ледниках (к ним можно отнести таяние льдов на полюсах);
• процессами, обусловленными деятельностью человека (например, повышением содержания газов в атмосферных слоях, );
• естественной вулканической активностью (прозрачность воздушных масс и их химический состав значительно изменяется при пробуждении вулканов);
• тектоническим сдвигом плит и континентов, на которых формируется климат.

Самым разрушительным оказалось влияние на климат производственной и хозяйственной деятельности человека. А совокупность всех перечисленных выше факторов, включая естественные природные процессы, приводит к потеплению в глобальных масштабах (так называемому радиационному прогреву атмосферы), что не самым благоприятным образом сказывается на большинстве экологических систем земли и вызывает вполне понятную обеспокоенность всего научного мира.

При этом единой научной теории, способной пролить свет на все причины изменений в земном климате, до сих пор не существует.

Цикличность происходящих изменений

Естественные колебания климатических условий на планете носят циклический характер. Такая особенность была отмечена А. И. Воейковым и Э. А. Брикнером ещё в XIX веке. Прохладные и достаточно влажные периоды на земле регулярно чередуются с более сухими и тёплыми.

Приблизительно каждые 30-45 лет условия климата заметно изменяются. Процесс потепления либо похолодания может происходить как в одном веке, так и затрагивать несколько веков (быть многовековыми). В результате изменяются площади вечной мерзлоты, смещаются границы растительности как по меридианам, так и по высоте в горах, сдвигаются ареалы животных.

Антропогенное влияние на климат носит постоянно нарастающий характер и связано оно, прежде всего, с социальной эволюцией человечества. Развитие энергетики, промышленного производства, сельского хозяйства необратимо меняет погодные условия на нашей планете:

• Углекислый и другие промышленные газы, попадающие в атмосферные слои, вызывают парниковый эффект.
• Тепловая энергия, вырабатываемая в результате производственной и хозяйственной деятельности, также проникает в воздушные массы и нагревает их.
• Содержимое аэрозольных баллончиков, растворители моющих средств и газы, используемые в холодильных установках, разрушают озоновый слой. В результате так называемые атмосферные дыры появляются на высоте до 35 километров, позволяя ультрафиолету свободно проходить через атмосферу.

Последствия глобальных изменений

«Завеса», сформированная при концентрации газов (к опасным веществам относят метан, закись азота, углекислый газ, хлорфторуглерод), не позволяет земной поверхности остыть. Она как бы блокирует инфракрасное излучение в нижнем слое воздуха, вызывая его потепление.

Последствия потепления, прогнозируемые в ближайшем будущем, крайне серьёзные. Это:

• Неестественное смешение ранее установившихся экологических систем, сопровождающееся миграцией диких животных на северные территории материков.
• Изменение привычной сезонности развития сельскохозяйственных растений и, как следствие, снижение продуктивности угодий на больших территориях.
• Снижение качества воды и количества водных ресурсов во многих странах мира.
• Изменение среднестатистического количества осадков (например, их станет больше в северных регионах Европы).
• Увеличение солёности воды в устьях некоторых рек, вызванное повышением общего уровня Мирового океана вследствие таяния льдов.
• Смещение океанических течений. Уже сегодня Гольфстрим постепенно опускается ко дну. Дальнейшее остывание этого течения приведёт к резкому ухудшению климата в Европе.
• Увеличение территорий болот и затопление плодородных низменностей, что грозит потенциальной утратой прежних мест проживания человека.
• Окисление океанических вод. В наши дни насыщение двуокисью углерода составляет порядка 30% – таковы последствия промышленной деятельности человека.
• Активное таяние полярных и арктических льдов. Уровень Мирового океана за последние сто лет регулярно повышается в среднем на 1,7 миллиметра в год. А с 1993 года этот прирост океанических вод составил 3,5 миллиметра ежегодно.
• Угроза голода из-за нехватки продовольствия, вызванной приростом населения и потерей вследствие климатических условий сельскохозяйственных угодий по всему миру.

Совокупность всех перечисленных неблагоприятных факторов окажет катастрофическое воздействие на человеческое общество и хозяйство. Пострадает мировая экономика, что вызовет социальную нестабильность во многих регионах.

Например, увеличивающаяся частота засушливых периодов снизит эффективность сельского хозяйства, а также увеличит вероятность возникновения голода в африканских и азиатских странах. Проблема водоснабжения в жарких тропических областях спровоцирует опасное распространение инфекционных заболеваний. Кроме того, тенденции к потеплению на всей планете приведут к проблемам со стихийными бедствиями – погодные условия станут более непредсказуемыми и изменчивыми.

Согласно экспертному мнению членов Межправительственной группы (МГЭИК), неблагоприятные изменения в климатических условиях наблюдаются на всех материках и океанических пространствах. Свои опасения эксперты изложили в докладе от 31 марта 2014 года. Уже сейчас затронуты многие экологические системы, что создаёт угрозу здоровью людей и мировой экономике.

Способы решения проблемы

В последние десятилетия усилен метеорологический и экологический мониторинг, что позволит составить более точный прогноз климатических отклонений в ближайшем будущем и избежать экологических проблем.

Согласно самым худшим предположениям учёных, температура на планете может повыситься ещё на 11 градусов, и тогда изменения станут необратимыми. Чтобы предотвратить возможные проблемы с климатом, более 20 лет назад была создана конвенция Организации Объединённых Наций, ратифицированная в 186 странах мира. В этом договоре предусмотрены все основные меры борьбы с потеплением на планете, а также способы контроля погоды и её изменений.

Многие развитые страны, признавшие этот документ актуальным, создали общие программы для борьбы с выбросом в воздух опасных для климата парниковых газов. К важным проектам также относится планомерное увеличение площадей зелёных насаждений по всему миру. А государства с переходной экономикой берут на себя обязательства по сокращению объёмов вредных газов, попадающих в атмосферные слои в результате промышленной деятельности предприятий (об этом говорит так называемый Киотский протокол, подписанный в 1997 году).

В России к 2020 году планируется сократить выброс опасных газов, вызывающих парниковый эффект, до 25% по сравнению с 1990 годом за счёт их абсорбции специальными накопителями и поглотителями. Также планируется внедрение технологий по сбережению энергии и использованию её альтернативных источников, отличающихся экологической безопасностью. Прекрасно себя зарекомендовала солнечная и ветровая энергия, используемая для выработки электричества, отопления жилых и производственных помещений.

В настоящее время разногласия между государствами с разным экономическим уровнем развития не позволяют принять единый юридический документ, указывающий точные объёмы сокращения выбросов вредных газов для каждой страны-участницы договора. Поэтому климатическая доктрина разрабатывается государствами в индивидуальном порядке с учётом своих финансовых возможностей и интересов.

К сожалению, антропогенное влияние на климат зачастую рассматривается в политической или даже коммерческой плоскости. И вместо выполнения на практике взятых на себя обязательств правительства отдельных государств заняты лишь коммерческой торговлей различными квотами. А важные международные документы служат рычагами влияния в торговых войнах и способом давления на экономику той или иной страны. Требуется в срочном порядке изменить политику потребительского отношения к природным ресурсам. А все распоряжения современной политической элиты должны быть направлены, в том числе, и на комплексное .

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

Факторы изменения климата

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

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

Климатические изменения на Земле

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

Оледенения

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

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

Изменчивость мирового океана

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

Климатическая память

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

Неклиматические факторы и их влияние на изменение климата

Парниковые газы

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

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

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

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

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

Тектоника литосферных плит

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

Солнечное излучение

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

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

Изменения орбиты

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

Вулканизм

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

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

Антропогенное воздействие на изменение климата

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

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

Сжигание топлива

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

Аэрозоли

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

Цементная промышленность

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

Землепользование

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

Скотоводство

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

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

Взаимодействие факторов

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

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

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

Избранная библиография

Соглашения на глобальном и региональном уровне

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

22.06.2017 статья

Что представляет собой изменения климата на нашей планете?

Если упростить, это разбалансировка всех природных систем, которая приводит к изменениям режима выпадения осадков и увеличению числа экстремальных явлений, таких как ураганы, наводнения, засухи; это резкие изменения погоды, которые вызваны колебаниями солнечного излучения (солнечной радиации) и, с недавних пор, деятельностью человека.

Климат и погода

Погода – это состояние нижних слоев атмосферы в данное время в данном месте. Климат – это усредненное состояние погоды, и он предсказуем. Климат включает в себя такие показатели, как средняя температура, количество осадков, количество солнечных дней и другие переменные, которые могут быть измерены.

Изменение климата – колебания климата Земли в целом или отдельных ее регионов с течением времени, выражающиеся в статистически достоверных отклонениях параметров погоды от многолетних значений за период времени от десятилетий до миллионов лет. Причем учитываются изменения как средних значений погодных параметров, так и изменения частоты экстремальных погодных явлений. Изучением изменений климата занимается наука палеоклиматология.

Динамические процессы в электрической машине планеты являются источником энергии тайфунов, циклонов, антициклонов и других глобальных явлений Бушуев, Копылов « Космос и земля. Электромеханические взаимодействия»

Причиной изменения климата являются динамические процессы (нарушения равновесия, баланса природных явлений) на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, можно добавить деятельность человека.

Оледенения

Учеными оледенения признаны одними из самых маркерных показателей изменения климата: они весьма увеличиваются в размерах во время охлаждения климата (так называемые «малые ледниковые периоды») и уменьшаются во время потепления климата. Ледники растут и тают из-за природных изменений и под влиянием внешних воздействий. Самые значительные климатические процессы за последние несколько миллионов лет – это смена ледниковых и межледниковых эпох текущего ледникового периода, обусловленные изменениями орбиты и оси Земли. Изменение состояния континентальных льдов и колебания уровня моря в пределах 130 метров являются в большинстве регионов ключевыми следствиями изменения климата.

Мировой океан

Океан имеет свойство аккумулировать (накапливать с целью последующего ее использования) тепловую энергию и перемещать эту энергию в различные части океана. Крупномасштабная океаническая циркуляция, создаваемая за счет перепада плотности (скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объему) воды, образовавшегося вследствие неоднородности распределения температуры и солености в океане, то есть она вызывается градиентами плотности в результате действия потоков пресной воды и тепла. Эти два фактора (температура и соленость) вместе определяют плотность морской воды. Ветровые поверхностные течения (такие как Гольфстрим) перемещают воды из экваториальной части Атлантического океана к северу.

Транзитное время - 1600 лет Primeau, 2005

Эти воды в пути охлаждаются и в результате за счет увеличения получившейся плотности погружаются ко дну. Плотные воды на глубинах перемещаются в сторону, противоположную направлению движения ветровых течений. Большая часть плотных вод поднимается обратно к поверхности в районе Южного океана, а самые «старые» из них (по транзитному времени в 1600 лет (Primeau, 2005) поднимаются в северной части Тихого океана, это происходит благодаря ещё и морским течениям – постоянным или периодическим потокам в толще мирового океана и морей. Различают постоянные, периодические и неправильные течения; поверхностные и подводные, теплые и холодные течения.

Самые весомые для нашей планеты Северное и Южно-Пассатные течения, течение Западных Ветров и плотностные (определяются различиями в плотности воды, примером которых может стать Гольфстрим и северотихоокеанское течение) течения.

Таким образом между океанскими бассейнами в рамках «океанского» измерения времени происходит постоянное перемешивание, которое уменьшает разницу между ними и объединяет океаны в глобальную систему. Во время движения водные массы постоянно перемещают как энергию (в форме тепла), так и вещество (частицы, растворенные вещества и газы), поэтому крупномасштабная океаническая циркуляция существенно влияет на климат нашей планеты, эту циркуляцию часто называют океаническим конвейером. Она играет ключевую роль в перераспределении тепла и может значительно влиять на климат.

Извержения вулканов, дрейф континентов, оледенения и смещение полюсов Земли – мощные природные процессы, влияющие на климат Земли Ecocosm

В аспекте наблюдения настоящее состояние климата является не только следствием влияния определенных факторов, но также и всей историей его состояния. Например, за десять лет засухи озера частично высыхают, растения погибают, и площадь пустынь увеличивается. Эти условия вызывают, в свою очередь менее обильные дожди в последующие за засухой годы. Таким образом изменение климата является саморегулирующимся процессом, поскольку окружающая среда реагирует определенным образом на внешние воздействия, и, изменяясь, сама способна воздействовать на климат.

Извержения вулканов, дрейф континентов, оледенения и смещение полюсов Земли – мощные природные процессы, влияющие на климат Земли. В масштабе тысячелетий определяющим климат процессом будет является медленное движение от одного ледникового периода к следующему.

Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны, ледники, а также в наше время эффектами, сопутствующими деятельности человека.

Для полноты охвата вопроса нужно отметить, что процессы, формирующие климат, собирающие его – это внешние процессы – это изменения солнечной радиации и орбиты земли.

Причины изменения климата:

• Изменение размеров, рельефа, взаимного расположения материков и океанов.
• Изменение светимости (количества энергии, выделяемой в единицу времени) Солнца.
• Изменения параметров орбиты и оси Земли.
• Изменение прозрачности и состава атмосферы, в том числе изменение концентрации парниковых газов (СО 2 и СН 4).
• Изменение отражательной способности поверхности Земли.
• Изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана.
• Тектоника (строение земной коры в связи с геологическими изменениями, происходящими в ней) литосферных плит.
• Циклическая природа солнечной активности.
• Изменения направления и угла оси Земли, степень отклонения от окружности своей орбиты.

Результатом второй причины в данном перечне является периодическое увеличение и уменьшение площади пустыни Сахара

• Вулканизм.
• Деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат.

Главными проблемами последнего фактора являются: растущая из-за сжигания топлива концентрация СО 2 в атмосфере, аэрозоли, влияющие на ее охлаждение, индустриальное животноводство и цементная промышленность.

Считается, что другие факторы, такие как животноводство, землепользование, уменьшение озонового слоя и вырубка лесов также влияют на климат. Это влияние выражается единой величиной – радиационным прогревом атмосферы.

Глобальное потепление

Изменения в современном климате (в сторону потепления) называют глобальным потеплением. Можно сказать, что глобальное потепление это один из локальных пазлов, причем отрицательно окрашенный, глобального явления «современного глобального изменения климата». Глобальное потепление это одно из богатого экземплярами комплекта лиц «изменение климата на планете», которое заключается в увеличении среднегодовой температуры климатической системы Земли. Оно вызывает целую серию неприятностей для человечества: это и таяние ледников, и повышение уровня Мирового океана, и вообще температурные аномалии.

Глобальное потепление это один из локальных пазлов, причем отрицательно окрашенный, глобального явления «современного глобального изменения климата» Ecocosm

Начиная с 70-х годов, как минимум 90% энергии потепления аккумулируется в океане. Несмотря на доминирующую роль океана в накоплении тепла, термин «глобальное потепление» часто используется для обозначения роста средней температуры воздуха у поверхности суши и океана. На глобальное потепление человек может повлиять, не допустив превышения средней температуры на 2 градуса Цельсия, которое определено критическим для окружающей среды, пригодной для человека. При повышении температуры на данное значение биосфере Земли грозят необратимые последствия, которые, как считает международное научное сообщество, можно пресечь методом сокращения вредных выбросов в атмосферу.

К 2100 году по расчетам ученых некоторые страны превратятся в непригодные для жизни территории, это такие страны как Бахрейн, Саудовская Аравия, ОАЭ, Катар и другие страны Ближнего Востока.

Изменение климата и Россия

Для России ежегодный ущерб от воздействия гидрометеорологических явлений составляет 30 – 60 миллионов рублей. Средняя температура воздуха у поверхности Земли увеличилась с доиндустриальной эпохи (примерно с 1750 года) на 0,7 о С. Есть не спонтанные изменения климата - это чередование прохладно-влажных и тепло-сухих периодов в интервале 35 – 45 лет (выдвинуто учеными Э.А. Брикнером) и спонтанные изменения климата, вызванные человеческими выбросами парниковых газов, вследствие хозяйственной деятельности, то есть нагревающем воздействии диоксида углерода. Более того, многие ученые пришли к консенсусу, что парниковые газы сыграли значительную роль в большинстве климатических изменений, а человеческие выбросы углекислого газа уже запустили механизм значительного глобального потепления.

Научное понимание причин глобального потепления со временем становится все более определенным. В четвёртом оценочном докладе МГЭИК (2007) констатировалась 90% вероятность того, что большая часть изменения температуры вызвана повышением концентрации парниковых газов вследствие человеческой деятельности. В 2010 году этот вывод был подтвержден академиями наук основных индустриальных стран. Надо добавить, что результатами роста глобальной температуры являются повышение уровня моря, изменение количества и характера осадков, увеличение пустынь.

Арктика

Не секрет, что потепление сильнее всего проявляется в Арктике, оно приводит к отступлению ледников, вечной мерзлоты и морских льдов. Температура слоя вечной мерзлоты в Арктике за 50 лет повысилась с - 10 до -5 градусов.

В зависимости от времени года меняется и площадь арктического ледяного покрова. Её максимальное значение приходится на конец февраля - начало апреля, а минимальное - на сентябрь. В эти периоды и фиксируются «контрольные показатели».

Национальное управление по аэронавтике и исследованиям космического пространства (NASA) начало спутниковое наблюдение за Арктикой в 1979 году. До 2006 года ледовый покров уменьшался в среднем на 3,7% за десятилетие. Но в сентябре 2008 года произошел рекордный скачок: площадь уменьшилась на 57 000 кв. километров за один год, что в десятилетней перспективе дало 7,5%-ное уменьшение.

Как результат, в каждой части Арктики и в каждый сезон площадь льда теперь значительно ниже, чем это было в 1980-х и 1990-х годах.

Другие последствия

К другим последствиям потепления относятся: увеличение частоты экстремальных погодных явлений, включая периоды жары, засухи и ливни; окисление океана; вымирание биологических видов из-за изменения температурного режима. К важным для человечества последствиям относится угроза продовольственной безопасности из-за негативного влияния на урожайность (особенно в Азии и Африке) и потеря мест обитания людей из-за повышения уровня моря. Повышенное количество углекислого газа в атмосфере закислят океан.

Политика противодействия

Политика противодействия глобальному потеплению включает идею его смягчения за счет сокращения эмиссии парниковых газов, а также адаптации к его воздействию. В будущем станет возможным геологическое проектирование. Считается, чтобы предотвратить необратимые изменения климата, ежегодное снижение выбросов углекислого газа вплоть до 2100 года должно составлять не менее 6,3%.