Глобальное потепление пути решения. Глобальное потепление. Проблемы и пути решения

Данной проблемой занимаются такие организации, как ООН, ЮНЕСКО,ВОЗ, Всемирная Метеорологическая организация(ВМО), Всемирная служба погоды(ВСП), Международный Союз охраны природы и природных ресурсов (МСОППР),Всемирная Хартия природы и др. Большую роль играют международные общественные организации(Green Peace).Было выяснено что основной причиной глобального потепления является накопление в атмосфере Земли CО2 .Позже, вследствие научных разработок, а также опыта ряда стран было выявлено, что снижение СО2в атмосфере может быть достигнуто при:

уменьшении использования в промышленности природного топлива и замене его новыми видами энергии (ядерная, солнечная, энергия ветра, приливов и отливов, геотермальных источников);

создании менее энергоемких процессов;

создании безотходных производств и поточных линий с замкнутым циклом (сейчас показано, что при некоторых процессах отходы составляют 80-90% от исходного сырья).

Поэтому была разработана программа, которая должна привести к достижению ряда главных целей. Во-первых, вся планета перейдет на жесткие стандарты энергосбережения, подобные тем, которые в настоящее время в США действуют только в Калифорнии. Так же в программе ООН рассматриваются экологические проблемы на различных территориях, проблемы здоровья и благосостояния человека, охрана наземных экосистем, Мирового океана, растительности, диких животных, экологические вопросы энергетики, а также экологическое образование и информация, торговые, экономические и технологические аспекты. В программе ВОЗ специальным разделом включены исследования по охране окружающей среды и её влиянию на здоровье человека. Большое внимание уделяется возможности повышения уровня заболеваемости уже известными инфекциями(малярия и другие природно-очаговые инфекции), а также возможности появления новых инфекций. Программа ВМО предусматривает разработку методов долгосрочного прогнозирования возможных изменений климата и его влияния на

человека, а также влияние на климат различных факторов. Практическое значение программы состоит в том, что она поможет народам использовать данные о климате при планировании и регулировании всех сторон человеческой деятельности. Программа МСОППР обобщает опыт всех стран в области охраны природы, определяет основные экологические проблемы современности и предлагает систему рациональных методов управления ресурсами биосферы. Программа ВСП координирует деятельность всех заинтересованных стран в области сбора и обмена метеорологической информацией и имеет три мировых центра– в Москве, Вашингтоне и Мельбурне.

Мировая промышленность перейдет на современные энергосберегающие технологии; в частности, удастся вдвое повысить коэффициент полезного действия электростанций на органическом топливе, за счет более полного использования остаточного тепла. Будет введен в действие миллион крупных ветрогенераторов электричества. Будет построено800 мощных электростанций на угле, выбросы которых будут полностью очищаться от углекислого газа. Будет построено 700ядерных электростанций, причем ни одна из ныне действующих не будет закрыта. Мировой парк легковых автомобилей и легких грузовиков полностью перейдет на машины, проезжающие не менее 25 км на литр бензина. Со временем все машины получат гибридные двигатели, которые позволят им на коротких маршрутах включать только электромоторы, получающие питание от аккумуляторов. Для их снабжения электричеством будет построено еще 0.5 млн. ветрогенераторов. Будут резко расширены посевные площади под сельскохозяйственные культуры, способные служить сырьем для производства биотоплива из растительной целлюлозы. Государства, расположенные в тропиках, с помощью международного сообщества полностью остановят процесс исчезновения лесов и удвоят нынешние темпы посадки молодых деревьев.

Уже сейчас во многих высокоразвитых индустриальных странах действуют жесткие природоохранные законы: установлены требования к очистке выбросов, разрабатываются новые технологии, предотвращающие загрязнение атмосферы, ужесточены стандарты на выбросы отработанных газов автомобилей и т.д. В одних государствах(США, Канада)создан центральный орган управления природопользованием. Цель его – разработка общенациональных экологических нормативов, обеспечивающих улучшение экологической ситуации и контроль за их выполнением. Специфика японской культуры(культ жилища, человека, здоровья)позволяет решать все проблемы не на уровне государственных агентств, а на уровне города, района, что дает хорошие результаты. В целом, нужно сказать, что в Европе контроль за выбросами в атмосферу не так строг, как в США.

Ковешникова Ксения. 9 класс

Тема глобального потепления за последние десятилетия стала настолько обсуждаемой, что насущие вопросы о температурных изменениях, ставших причиной многих климатических катаклизмов, в большинстве случаев уже не принимаются всерьёз. Однако этот актуальный на сегодня вопрос, важнейшие, Ксения попыталась осветить в свой работе, касается каждого жителя нашей планеты, ведь никого не могут оставить равнодушным бесчисленные жертвы природных катаклизмов, причиной которых как раз таки и является глобальное потепление, кардинальные изменения климата, и, конечно же, меня, как жителя города, пережившего за всю свою историю не мало ужасных и смертоносных наводнений, не может не волновать проблема, которая наносит необратимый урон как на экономическую и культурную сферы, так и на экологию нашей планеты, унося тысячи человеческих жизней.

Скачать:

Предварительный просмотр:

		Стр. №
	Введение
	Глава I Причины глобального потепления.
	Парниковый эффект
	Изменение солнечной активности
	Другие теории.
	Глава II Последствия глобального потепления.
	Прогноз.
	Подъем уровня океана.
	Изменения флоры и фауны.
	Катастрофические последствия.
	Глава III. Мнения ученых и простых граждан.
	Критика теории.
	Факты.
	Социологические опросы.
	Предотвращение и адаптация.
	Вывод.
	Литература.
	Приложение.

Введение

Тема глобального потепления за последние десятилетия стала настолько обсуждаемой, что насущие вопросы о температурных изменениях, ставших причиной многих климатических катаклизмов, в большинстве случаев уже не принимаются всерьёз. Однако этот актуальный на сегодня вопрос, важнейшие, на мой взгляд, аспекты которого я попыталась осветить в свой работе, касается каждого жителя нашей планеты, ведь никого не могут оставить равнодушным бесчисленные жертвы природных катаклизмов, причиной которых как раз таки и является глобальное потепление, кардинальные изменения климата, и, конечно же, меня, как жителя города, пережившего за всю свою историю не мало ужасных и смертоносных наводнений, не может не волновать проблема, которая наносит необратимый урон как на экономическую и культурную сферы, так и на экологию нашей планеты, унося тысячи человеческих жизней.

Для того чтобы как можно лучше ознакомиться с данной темой и попытаться найти все возможные пути решения этой проблемы, в первую очередь надо правильно понять сам термин «Глобальное потепление», рассмотреть все причины, вызывающие эти ужасные катастрофы, с последствиями которых я и попытаюсь вас ознакомить.

Глава I

Причины глобального потепления.

И так, что же такое глобальное потепление?

Глобальное потепление - процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмосферы Земли и Мирового океана.

Рассматривая некоторые климатические изменения (рис. № 1), такие как: изменение уровня океана, концентрация 18 O (изотоп кислорода) в морской воде, концентрация CO 2 (углекислый газ) в антарктическом льду. Пики уровня моря, концентрации CO 2 и минимумы 18 O совпадают с межледниковыми температурными максимумами, учёные, конечно же, пытаются выяснить все причины, повлекшие за собой эти кардинальные изменения. Климатические системы изменяются как в результате естественных внутренних процессов, так и в ответ на внешние воздействия, как антропогенные, так и неантропогенные.

Причины таких изменений климата остаются неизвестными, однако, среди основных внешних воздействий:

1)изменения орбиты Земли ( циклы Миланковича ); (названы в честь сербского астрофизика Милутина Миланковича

По данным прямых климатических наблюдений (изменение температур в течение последних двухсот лет) средние температуры на Земле повысились, однако причины такого повышения остаются предметом дискуссий, но одной из наиболее широко обсуждаемых является антропогенный парниковый эффект .

Парниковый эффект

Парниковый эффект- это процесс, при котором поглощение и испускание инфракрасного излучения атмосферными газами вызывает нагрев атмосферы и поверхности планеты .

На Земле основными парниковыми газами являются: водяной пар (ответственен за примерно 36-70 % парникового эффекта, без учёта облаков), углекислый газ (CO 2 ) (9-26 %), метан (CH 4 ) (4-9 %) и озон (3-7 %). Атмосферные концентрации CO 2 и CH 4 увеличились на 31 % и 149 % соответственно по сравнению с началом промышленной революции в середине XVIII века. Такие уровни концентрации достигнуты впервые за последние 650 тысяч лет - период, в отношении которого достоверные данные были получены из образцов полярного льда.

Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения вместе выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн углекислого газа и других парниковых газов в год. Животноводство, применение удобрений, сжигание угля и другие источники дают около 250 миллионов тонн метана в год. Около половины всех парниковых газов, выброшенных человечеством, осталось в атмосфере. Около трёх четвертей всех антропогенных выбросов парниковых газов за последние 20 лет вызваны использованием нефти , природного газа и угля . Большая часть остального вызвана изменениями ландшафта, в первую очередь вырубкой лесов.

В пользу данной теории свидетельствуют и те факты, что наблюдаемое потепление более В пользу данной теории свидетельствуют и те факты, что наблюдаемое потепление более значимо:

1. зимой, чем летом;

2. ночью, чем днём;

3. в высоких широтах, чем в средних и низких.

4. быстрое нагревание слоёв тропосферы происходит на фоне не очень быстрого охлаждения слоёв стратосферы .

Изменение солнечной активности.

МГЭИК (межправительственной комиссии экспертов по изменению климата ) были предложены разнообразные гипотезы , объясняющие изменения температуры Земли соответствующими изменениями солнечной активности .

В их третьем отчёте утверждается, что солнечная и вулканическая активность может объяснить половину температурных изменений до 1950 года, но их общий эффект после этого был примерно равен нулю. В частности, влияние парникового эффекта с 1750 года, по оценке МГЭИК, в 8 раз выше влияния изменения солнечной активности.

Более поздние работы МГЭИК уточняли оценки влияния солнечной активности на потепление после 1950 года. Тем не менее, выводы остались примерно теми же: «Лучшие оценки вклада солнечной активности в потепление лежат в пределах от 16 % до 36 % вклада парникового эффекта».

Однако, существует ряд работ, предполагающих существование механизмов, усиливающих эффект солнечной активности, которые не учитываются в современных моделях, или что важность солнечной активности в сравнении с другими факторами недооценивается. Такие утверждения оспариваются, но являются активным направлением исследований. Выводы, которые будут получены в результате этой дискуссии, могут сыграть ключевую роль в вопросе о том, в какой степени человечество ответственно за изменение климата, и в какой - естественные факторы.

Другие теории

Существует множество других гипотез о причинах глобального потепления, в том числе:

Наблюдаемое потепление находится в пределах естественной изменчивости климата и не нуждается в отдельном объяснении;

Потепление явилось результатом выхода из холодного Малого ледникового периода ; имевшего место на Земле в течение XIV-XIX веков. Данный период является наиболее холодным по среднегодовым температурам за последние 2 тысячи лет. Малому ледниковому периоду предшествовал Атлантический оптимум (примерно X-XIII века) - период сравнительно теплой и ровной погоды, мягких зим и отсутствия сильных засух.

Потепление наблюдается слишком непродолжительное время, поэтому нельзя достаточно уверенно сказать, происходит ли оно вообще.

Важно отметить, что климат на Земле меняется периодически в зависимости от повторяющихся процессов, происходящих в системе Земля - Солнце - окружающий космос. По современной классификации условно выделяют четыре группы циклов:

1) сверхдлинные по 150−300 миллионов лет связаны с самыми значительными изменениями экологической обстановки на Земле. Их связывают с ритмами тектоники и вулканизма.

2) длинные циклы, так же связанные с ритмами вулканической деятельности, тянутся десятки миллионов лет.

3) короткие - сотни и тысячи лет - обусловлены изменениями параметров земной орбиты.

Последняя категория условно называется ультракороткие. Они связаны с ритмами Солнца. Среди них есть цикл 2400 лет, 200, 90, 11 лет. Не исключено, что именно данные ритмы являются определяющими в наблюдаемом потеплении на планете. Человек пока что не в состоянии как-то модифицировать и влиять на эти процессы.

В настоящее время ни одна из этих альтернативных теорий не имеет заметного числа сторонников среди учёных-климатологов.(7)

Глава II

Последствия глобального потепления

Прогнозируемые последствия глобального потепления

В докладе рабочей группы межправительственной комиссии ЭКСПЕРТОВ по изменению климата (Шанхай , 2001 год) приведено семь моделей изменения климата в XXI веке. Основные выводы, сделанные в докладе, - продолжение глобального потепления, сопровождающегося:

1) увеличением эмиссии парниковых газов (хотя согласно некоторым сценариям к концу века в результате действия запретов на индустриальные выбросы возможен спад эмиссии парниковых газов);

2) ростом поверхностной температуры воздуха (к концу XXI века возможно увеличение поверхностной температуры на 6 °C);

3) повышением уровня океана (в среднем - на 0,5 м за столетие),что вызовет изменение давления на тектонические плиты и станет причиной их смещения, которое в свою очередь вызовет мощнейшие землетрясения.

К наиболее вероятным изменениям погодных факторов относятся:

1) более интенсивное выпадение осадков;

2) более высокие максимальные температуры, увеличение числа жарких дней;

3) уменьшение числа морозных дней почти во всех регионах Земли;

4) в большинстве континентальных районов волны тепла станут более частыми;

5) уменьшение разброса температур.

Также я рассмотрела исследования ученых о возможных изменениях климата к 3000 году:

Глобальное потепление будет измеряться более чем четырехкратным увеличением. Если мы будем продолжать сжигать органическое топливо, температура поднимется до 15 градусов по Цельсию.
- Уровень моря будет повышаться до конца этого тысячелетия, и общий рост составит 11,4 метра. Это меньше, чем значится в оценке Межправительственной комиссии по климатическим изменениям, согласно которой, к 2080 году уровень моря вырастет на 16-69 см.
- Любое повышение уровня моря свыше 2 метров приведет к затоплению больших территорий Бангладеш, Флориды и многих других городов, находящихся слишком низко над уровнем моря. В результате сотни миллионов людей лишатся крыши над головой.
- Резкие климатические изменения возможны даже после прекращения выбросов газов, потому что могут быть уже приведены в движение процессы, которые невозможно остановить.
- Кислотность океанов значительно снизится, создав угрозу существованию морских организмов, таких как кораллы и планктон. Это, в очередь, может отразиться на всей морской экосистеме.
- Изменения могут быть еще серьезнее, если климат окажется более чувствительным к выбросам парниковых газов, чем предполагается в данном исследовании..

Как следствие перечисленных изменений можно ожидать усиление ветров и увеличение интенсивности тропических циклонов (общая тенденция к усилению которых отмечена ещё в XX веке), увеличение частоты сильных осадков, заметное расширение районов засух.

Межправительственная комиссия выделила ряд районов, наиболее уязвимых к ожидаемому изменению климата. Это район Сахары , Арктика , мега-дельты Азии, небольшие острова. К негативным изменениям в Европе относятся увеличение температур и усиление засух на юге (в результате - уменьшение водных ресурсов и уменьшение выработки гидроэлектроэнергии, уменьшение продукции сельского хозяйства, ухудшение условий туризма); сокращение снежного покрова и отступание горных ледников, увеличение риска сильных паводков (сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня воды в реке, возникающее в результате быстрого таяния снега при оттепели, ледников, обильных дождей ) и катастрофических наводнений (речные, разлития рек, производящие на низменных местах разного рода разрушения (снос жилищ, уничтожение древесной растительности, посевов и пр.); происходят иногда периодически от быстрого таяния снегов, от опускания снежных лавин и глетчеров, от пригона ветром воды с моря (Нева). . Борьба с наводнениями посредством гидротехнических сооружений; плотин, дамб, каналов и пр. (замечательные сооружения в Нидерландах). на реках; усиление летних осадков в Центральной и Восточной Европе, увеличение частоты лесных пожаров, пожаров на торфяниках, сокращение продуктивности лесов; возрастание неустойчивости грунтов в Северной Европе. В Арктике - катастрофическое уменьшение площади покровного оледенения, сокращение площади морских льдов, усиление эрозии берегов. Некоторые исследователи (например, П. Шварц и Д. Рэнделл) предлагают пессимистический прогноз, согласно которому уже в первой четверти XXI века возможен резкий скачок климата в непредвиденную сторону, причём следствием может явиться наступление нового ледникового периода продолжительностью в сотни лет.(2)

Ученые прогнозирует глобальные изменения климата, флоры и фауны нашей планеты даже при незначительном изменении температуры:

Температура повышается на 2 градуса

Эти, казалось бы, незначительные изменения неминуемо приведут к катастрофическим последствиям преимущественно в развивающихся странах. Особенно пострадают фермеры, благополучие которых строится на сельскохозяйственном производстве, эффективность которого зависит от климатических условий. Засуха также станет бичом для стран третьего мира, где уже сейчас миллионы людей страдают от нехватки чистой и пригодной для питья воды.

Коралловые колонии на островах погибнут, лишив местное население доходов от туризма и рыбной ловли. Распространятся тропические заболевания, например малярия. Исчезновение грозит арктической фауне, в частности белому медведю.

Температура повышается на 3 градуса

Продовольственный кризис ожидает жителей Британских островов. В Африке количество умирающих от диареи составит 6 %. Наконец, исчезнут уникальные экосистемы севера, Альп, бассейна реки Амазонки.

Температура повышается на 4 градуса

Таяние арктических льдов повысит уровень мирового океана на 5 - 6 метров, и неминуемо приведет к затоплению значительных территорий и потокам беженцев. Этим рискам в Британии подвергнутся 1,8 миллиона человек. Столько же жителей страны Бангладеш лишатся крова вследствие затопления, а это половина населения бедной азиатской страны. 30 - 40 миллионов человек вынуждены будут покинуть свои дома из-за наводнений и засух.

Температура повышается более чем на 4 градуса

С вероятностью 50 % произойдут критические изменения в климате северной Европы, стабильность и умеренность которого зависит от океанских течений.

Конечно же, нельзя не обратить внимание на гипотезы ученых, которые так же как и мы обеспокоены данной проблемой, однако в первую очередь я бы хотела осветить уже видимые всем нам последствия изменения климата.(3)

Подъем уровня океана

В редакторской статье «Сайенс» (статья Дэвида Кинга, январь 2008 ) говорилось, что «за минувшее столетие уровень океана поднялся на 10-20 сантиметров, что еще не предел». Как это связано с глобальным потеплением? Исследователи обращают внимание на два предполагаемых фактора.

Первый - это таяние наземных полярных льдов, из-за которых увеличивается объем океанов.

Второй - тепловое расширение воды: увеличение ее объема при нагревании.

В Тихом океане на крошечных островах Тувалу уже можно ощущать подъем воды. Согласно журналу «Смитсониан», данные, собранные на атолле Фунафути (крупнейший на Тувалу), показывают, что в течение последнего десятилетия уровень воды там поднимается «в среднем на 5,6 миллиметра в год».(1)

Изменения флоры и фауны

Глобальное потепление нарушает нормальное существование дикой природы и окружающей среды на всех континентах. Таковы выводы беспрецедентного научного исследования, обнажающего, до какой степени климатические изменения уже сказались на экосистемах мира.
Ученые проанализировали опубликованные отчеты, первые из которых касаются 1970 года, и обнаружили, что, как минимум, 90% ущерба и нарушений нормального состояния окружающей среды по всему миру можно объяснить потеплением, вызванным деятельностью человека.
Значительное уменьшение популяций пингвинов в Антарктике, уменьшение численности рыб в озерах Африки, изменения уровня воды в реках Америки, а также более раннее цветение растений и миграции птиц в Европе – все это, по-видимому, обуславливается глобальным потеплением.
Группа экспертов, в том числе члены межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата (МГЭИК) от Америки, Европы, Австралии и Китая, впервые официально увязала некоторые из самых драматичных перемен в жизни дикой природы и ареалов мира с климатическими изменениями, спровоцированными деятельностью человека.
В исследовании, опубликованном журналом Nature, (3.09.2005, Керри Эмануэль) ученые проанализировали доклады, где основное внимание уделяется изменениям в поведении или численности популяций 288 тыс. видов животных и растений. Были также рассмотрены еще 829 докладов, посвященных различным феноменам окружающей среды, в том числе подъему уровня воды в реках, отступлению ледников и изменениям границ лесов на семи континентах.
Чтобы установить, сыграло ли в этом свою роль глобальное потепление и если да, то насколько большую, ученые затем изучили исторические данные, чтобы выяснить, какое влияние на экосистемы и обитающие в них виды могут оказывать естественные вариации местного климата, обезлесение и изменение характера землепользования.
В 90% случаев перемены в поведении и численности популяций дикой природы объяснимы лишь глобальным потеплением, а 95% изменений характера окружающей среды – например, таяние вечной мерзлоты, отступление ледников и изменение уровня воды в реках – соответствуют картине роста температуры воздуха. (4)

Например, в Гудзонском заливе, Канада, москиты достигают пикового количества ранней весной, однако морские птицы не приспособились к этим изменениям, и период выведения птенцов не совпадает с наличием наибольшего количества пищи.

В Нидерландах подобное несовпадение привело к снижению популяции мухоловок до 90% за последние два десятилетия.

Исчезновение птиц может быть предотвращено, если выброс в атмосферу газов, создающих парниковый эффект, будет значительно снижен.

"Когда мы рассматриваем все это влияние вместе взятое, становится ясно, что оно наблюдается на всех континентах и является эндемическим. У нас складывается ощущение, что климатические изменения уже сказываются на том, как функционирует наша планета", – говорит ведущий автор исследования Синтия Розенцвейг, возглавляющая группу изучения последствий климата в нью-йоркском Goddard Institute for Space Studies, существующем при NASA.(2)

Большая часть докладов, изученных группой исследователей, опубликована с 1970 по 2004 год. За этот период мировая среднестатистическая температура воздуха повысилась примерно на 0,6 градуса Цельсия. Согласно новейшему докладу МГЭИК, к концу XXI века на планете, видимо, потеплеет еще на 2-6 градусов Цельсия.

"Когда смотришь на карту мира и видишь, где уже происходят эти изменения и сколько видов и экосистем уже реагируют на климатические изменения, хотя потеплело всего на 0,6 градуса, наша обеспокоенность будущим только обостряется, – отметила Розенцвейг. – Очевидно, мы должны приспособиться к климатическим изменениям, а также попытаться их смягчить. Это реальная ситуация. Изменения происходят в этот самый момент". (5)
В очень многих исследованиях, включенных в отчет ученых, говорится о резких переменах в области доступности воды в условиях глобального потепления. Во многих регионах снег и лед тают раньше, чем прежде, а следовательно, весной уровень воды в реках и озерах повышается, но летом случается засуха. По словам ученых, осознание перемен, касающихся доступности воды, будет очень важно для решения вопросов водоснабжения и станет ключом к тому, чтобы гарантировать его источники.
Собрав воедино разноплановые сообщения и доклады о дикой природе и экосистемах, можно увидеть, как нарушение нормального существования одного звена экосистемы оказывает "эффект домино" на остальные. Как сообщается в одном исследовании, в результате потепления в Антарктике растаял ледовый покров морей, и популяция криля сократилась на 85%. По данным отдельного исследования, популяция императорских пингвинов, которые кормятся крилем в том же районе, за одну теплую зиму также сократилась на 50%.

Дефицит криля, который является основой рациона питания и для китов и тюленей, считается одной из причин недавних случаев каннибализма среди белых медведей в Арктике. В 2006 году Стивен Эмстрап из Геологического общества США, эксперт мирового уровня по полярным медведям, расследовал три случая, когда эти животные охотились друг на друга в южной части моря Бофорта. Возможно, медведи ополчились на своих сородичей ввиду отсутствия своей обычной добычи.
Другие доклады демонстрируют, как ранняя весна в Европе имеет далеко распространяющиеся последствия для "пищевой цепочки". В результате теплой погоды на деревьях раньше появляются почки и листья, а потому популяция личинок, которые питаются листьями, тоже увеличивается раньше. Лазоревки, питающиеся личинками, в большинстве своем адаптировались к этой перемене – теперь они выводят птенцов на две недели раньше.

Также изменение окружающей среды, вызванное глобальным потепление, повлияло и на жизнь птиц. Изменение климата может привести к исчезновению до 72% разновидностей птицы, но мир все еще имеет шанс предотвратить гибель пернатых. Об этом сообщила на конференции ООН в Найроби группа по сохранению видов Всемирного фонда дикой природы (WWF).(2)

Птицы очень чувствительны к изменениям погодных условий, и глобальное потепление уже повлияло на многие виды - от перелетных птиц до пингвинов . В отчете WWF сказано, что климатические изменения затронули миграцию пернатых, многие виды вообще перестали менять среду обитания со сменой сезонов.(2)

Затрагивая тему глобального потепления, нельзя не огласить те катастрофические последствия климатических изменений. В результате глобального потепления, вредного влияния промышленных выбросов, роста объёма высокотоксичного, трудноутилизируемого мусора, а также вследствие использования биоинженении (трансгенных продуктов) и химических препаратов в быту и сельском хозяйстве уменьшилась численность и продолжительность жизни животных и птиц. За 50 лет на треть сократился список видов растений и животных на планете. В Европе за последние 20 лет исчезло около 17 тысяч видов. Средиземное море лишилось своей флоры и фауны почти на треть. (5)

Катастрофические последствия

глобального потепления

Климатическая система Земли представляет собой гигантский механизм, который преобразует и распределяет солнечную энергию. Поскольку большую часть солнечного тепла получают тропики, такой температурный дисбаланс приводит атмосферу в движение. Из-за суточного вращения Земли массы движущегося влажного воздуха образуют вихри, некоторые из которых превращаются в депрессии, или области пониженного атмосферного давления. Депрессии, в свою очередь, могут перерастать в штормы.

Если вы понаблюдаете за обычной траекторией движения штормов, то увидите, что как правило, они движутся от экватора на север или юг - к более холодным регионам. Таким образом, эти штормы служат гигантскими теплообменниками, способствующими смягчению климата. Но когда температура в верхних слоях океана - «котле» климатической машины - превышает 27 градусов по Цельсию, эти штормы набирают достаточно энергии, чтобы превратиться в тропические циклоны. В зависимости от региона эти атмосферные вихри еще называют ураганами или тайфунами.

В истории США самое смертоносное природное бедствие, вызванное ураганом, произошло 8 сентября 1900 года в Галвестоне (штат Техас). Из-за вызванных ураганом волн в этом островном городе погибло от 6 000 до 8 000 человек, а в его окрестностях до 4 000, и было смыто около 3 600 домов. В Галвестоне не осталось невредимым ни одно сооружение.

В последние годы в разных местах планеты пронеслось много мощных штормов. Ученые сейчас пытаются выяснить, связаны ли они с глобальным потеплением, из-за которого может накапливаться энергия для образования таких ураганов. Но погодные аномалии, вероятно, лишь один из многих симптомов глобального потепления.

В своем отчете о стихийных бедствиях за 2004 год Международная федерация обществ Красного Креста и Красного Полумесяца заявила, что число геофизических и погодных бедствий выросло на 60 процентов. «Это отражает давнюю тенденцию»,- говорится в этом отчете, выпущенном еще до страшного цунами 26 декабря в Индийском океане.(2)

Говоря об этой важнейшей проблеме, нельзя не осветить те катастрофические последствия глобального потепления, с которыми столкнулся каждый житель нашей планеты.

В первую очередь я бы хотела сказать о природных катаклизмах произошедших в 2005,2007 и 2008 годах, это именно те года, когда были побиты температурные рекорды.

2005 год был рекордным по количеству природных катаклизмов. Как рассказал корреспонденту «Русской газеты» Юрий Ферапонтов (начальник Гидрометцентра Башкирского территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды ): «Изучение и анализ катастроф в мире за 2005 год позволили насчитать 360 крупных стихийных бедствий, что на 18 процентов больше, чем в предыдущем году. Мы, в свою очередь, если и не в силах предотвратить природные катаклизмы, можем значительно уменьшить ущерб от них, всего лишь соблюдая элементарные меры безопасности» . И этот призыв более чем актуален, ведь только в течение года на территории России зарегистрирован 361 случай опасных гидрометеорологических явлений, которые нанесли существенный вред экономике страны.

Вследствие природных катастроф в 2005 году погибли 112 тысяч человек (87 тыс.человек стали жертвами лишь одного землетрясения в Пакистане). Ущерб, нанесенный стихией и техногенными катастрофами, достиг рекордной в истории человечества отметки в 225 млрд. долларов.

И, конечно же, мощные ураганы, Айвон, Рита и Катрина, обрушившиеся на территорию США, стали самой ужасной катастрофой 2005 года. А 21.09.05 , в то время пока американцы переживали последствия этой смертоносной тройки ураганов, на Вьетнам обрушился тайфун унесший жизни более 50-ти человек, таким выдался день, когда был зарегистрирован первый минимальный уровень (ледовитости) арктических льдов.

В 2007 году природных катастроф было больше, и стоимость ликвидации их последствий была выше, чем в 2006 году, однако они привели к меньшему количеству жертв.(5)

Об этом говорится в годовом отчете немецкой страховой компании Munich Re. В 2007 году зафиксировано 950 природных бедствий против 850 в прошлом году, уточняет Munich Re. Это самое большое число, отмеченное до сих пор немецкой страховой компанией, занимающейся подобной статистикой с 1974 года. Общий ущерб от природных катастроф в 2007 году составил около 75 млрд. долларов, или на 50% больше, чем 2006 году, указывается в отчете, в котором эти явления объясняются изменением климата. Число жертв природных бедствий составило около 15000 тыс. человек. Сильные снегопады, штормы, цунами и наводнения стали причиной многих человеческих жертв и разрушений.

Природные катастрофы, произошедшие в 2008 году, унесли жизни 220 000 человек, что является одним из наиболее высоких показателей печальной мировой статистики. По мнению специалистов, эта огромная цифра – еще одно подтверждение того факта, что климат стремительно меняется, и человечество не может оставаться к этому равнодушным.(5)
Более 135 000 жизней унес тропический циклон Наргис, обрушившийся на Мьянму в мае 2008 года. Всего через несколько дней произошло землетрясение в Китае, погибли 70 000 человек, 18 000 пропали без вести, около 5 миллионов жителей провинции Сычуань остались без крова. В январе уходящего года около тысячи человек погибли в результате суровых заморозков в Афганистане, Кыргызстане и Таджикистане. 635 человеческих жизней унесли в августе-сентябре наводнения в Индии, Непале и Бангладеш, 557 – тайфун Фенгшен, двигавшийся от Филиппин к Китаю, 300 – землетрясения в Пакистане.(5)

Глобальное потепление нарушило водно-воздушный баланс на планете, что вызвало массовые природные катаклизмы: резкие скачки температур, нетипичные для регионов климатические явления. Так, зима 2005-2006 года по всему миру была беспрецедентно морозной и снежной. Снег выпал даже в Африке - в Тунисе и Марокко. Зимой 2006-2007, напротив, обычный для этого сезона снег отсутствовал по всей Европе и наблюдались снегопады в традиционно тёплых регионах, например, в Израиле.

Но как же глобальное потепление может привести к похолоданию?

Глобальное потепление вовсе не означает потепление везде и в любое время. Такое потепление происходит только, если усреднить температуру по всем географическим локациям и всем сезонам . Так, например, в какой-либо местности может увеличиться средняя температура лета и уменьшиться средняя температура зимы, то есть климат станет более континентальным .

Согласно одной из гипотез, глобальное потепление приведёт к остановке или серьёзному ослаблению Гольфстрима . Это вызовет существенное падение средней температуры в Европе (при этом температура в других регионах повысится, но не обязательно во всех), так как Гольфстрим прогревает континент за счёт переноса тёплой воды из тропиков.

Согласно гипотезе климатологов М.Юинга и У.Донна, в криоэре существует колебательный процесс, в котором оледенение (ледниковый период) порождается потеплением климата, а дегляциация (выход из ледникового периода)- похолоданием. Это связанно с тем, что в Кайнозое, являющемся криоэрой, при оттаивании ледяных полярных шапок увеличивается количество осадков в высоких широтах, что зимой приводит к локальному повышению альбедо. В дальнейшем происходит снижение температуры глубинных районов континентов северного полушария с последующим образованием ледников. При замерзании ледяных полярных шапок ледники в глубинных районах континентов северного полушария, не получая достаточно подпитки в виде осадков, начинают оттаивать.(4)

Глава III.

Мнения ученых и простых граждан

Многие ученые всё же опровергают теорию о глобальном потеплении. К примеру, датский эколог и экономист Бьорн Ломборг считает, что глобальное потепление имеет не столь угрожающий характер, как это рисуют некоторые специалисты и вторящие им журналисты. «Тема потепления перегрета» - говорит он. Детально взгляды Ломборга изложены в книге «Охладите! Глобальное потепление. Скептическое руководство».(3)

Но в защиту гипотезы о глобальном потеплении лучше всего привести соответствующие цифры и факты, наглядно демонстрирующие последствия этих процессов

Одним из наиболее наглядных процессов, связанных с глобальным потеплением, является таяние ледников.

За последние полвека температура на юго-западе Антарктики, на Антарктическом полуострове , возросла на 2,5 °C. В 2002 году от шельфового ледника Ларсена площадью 3250 км² и толщиной свыше 200 метров, расположенного на Антарктическом полуострове, откололся айсберг площадью свыше 2500 км², что фактически означает разрушение ледника. Весь процесс разрушения занял всего 35 дней. До этого ледник оставался стабильным в течение 10 тысяч лет, с конца последнего ледникового периода. На протяжении тысячелетий мощность ледника уменьшалась постепенно, но во второй половине XX века скорость его таяния существенно возросла. Таяние ледника привело к выбросу большого количества айсбергов (свыше тысячи) в море Уэдделла .

Разрушаются и другие ледники. Так, летом 2007 года от шельфового ледника Росса откололся айсберг длиной 200 км и шириной 30 км; несколько раньше, весной 2007 года, от антарктического материка откололось ледяное поле длиной 270 км и шириной 40 км. Скопление айсбергов препятствует выходу холодных вод из моря Росса , что приводит к нарушению экологического баланса (одним из следствий, например, является гибель пингвинов , лишившихся возможности добраться до привычных источников питания из-за того, что лёд в море Росса держался дольше обычного). (3)

Отмечено ускорение процесса деградации вечной мерзлоты .

С начала 1970-х годов температура многолетнемёрзлых грунтов в Западной Сибири повысилась на 1,0 °C, в центральной Якутии - на 1-1,5 °C. На севере Аляски с середины 1980-х годов температура верхнего слоя мёрзлых пород увеличилась на 3 °C.

И конечно же, все выше затронутые темы, явно доказывающие тот факт, что изменения нашего климата всё же происходят.

Углубляясь в данную тему, мне было также интересно ознакомиться с мнением и простых граждан, которые также как и мы все, обеспокоены этой проблемой.

Социологические опросы проводились в 100 населенных пунктах 46 областей, краев и республик России. Интервью по месту жительства 14-15 июня 2008 г.. 1500 респондентов. Статистическая погрешность не превышает 3,6%.(3)

Подобный опрос был проведён мной среди моих одноклассников, где им были заданы те же вопросы.(1)

Социологический опрос № 1

Респондентам был задан вопрос о том, согласны ли они с гипотезой о глобальном потеплении. Две трети респондентов (67%) считают, что в последние годы климат на планете действительно теплеет; в то же время 15% опрошенных полагают, что в действительности такого потепления не происходит, а 18% затрудняются оценить климатические изменения. (диаграмма №2а)

В моем опросе 80% согласились с гипотезой глобального потепления, однако 20% отрицают факт глобального потепления. (диаграмма № 2б)

Социологический опрос №2

Респондентам был задан вопрос о том, наблюдают ли они соответствующие изменения климата. Половина опрошенных (51%) отмечают повышение среднегодовой температуры в своем регионе, пятая часть (20%) не видят изменений в местной погоде, а 13% полагают, что за последние несколько лет среднегодовая температура даже понизилась. (диаграмма № 3а)

В моем опросе 80% отметили повышение среднегодовой темератуы,10% не видят изменений климата, а 10% отмечают даже понижение среднегодовой температуры. (диаграмма №3б)

Социологический опрос №3

Далее респондентам был задан вопрос о том, какое же влияние оказывают эти климатические изменения. Однако тема глобального потепления обсуждалась, естественно, уже только с теми, кто считает, что оно действительно происходит. Большинство из них (50% по выборке в целом) полагают, что глобальное потепление негативно влияет на жизнь человечества, и лишь немногие считают его влияние позитивным (5% по выборке) либо отрицают какое-либо влияние этого процесса на жизнь людей (3%). (диаграмма № 4а)

В моем опросе 90% респондентов отмечают негативное влияние,а 10% -положительное. (диаграмма №4б)

Социологический опрос №4

Затем респондентам был задан вопрос о причинах глобального потепления. При этом половина считающих глобальное потепление реальным рассматривает его исключительно как результат человеческой деятельности (33% по выборке в целом), более трети – как результат сочетания действия антропогенных и природных факторов (25% по выборке), и лишь некоторые (8%) полагают, что изменение климата всецело обусловлено естественными природными процессами. диаграмма (диаграмма №5а)

В моем опросе з0% считают, что изменения климата вызваны человеческим фактором, 40%-человеческий и природный факторы, и 30%-за природный фактор. (диаграмма №5б)

Социологический опрос №5

Далее был задан вопрос о возможных последствиях глобального потепления. Глобальное потепление воспринимается большинством респондентов (53% по выборке в целом) как представляющее опасность для человечества – в далеком будущем (29%) или в скором времени (24%); 2% полагают, что повсеместное изменение климата опасности не представляет. (диаграмма №6а)

В моем опросе 90% респондентов прогнозируют опасные последствия,10% прогнозируют неопасные изменения климата. (диаграмма №6б)

Социологический опрос №6

И последним респондентам был задан вопрос, сможет ли человек остановить процесс изменения климата. Большинство считающих глобальное потепление реальным полагают, что человек не способен его остановить (36% по выборке в целом), а треть (21%) – придерживаются обратной точки зрения. Тем, кто считает противостояние потеплению возможным, был задан открытый вопрос о том, что именно может сделать человечество. Респонденты говорили о необходимости бережного отношения к природе в целом (7%) и разумного подхода к использованию природных богатств (1%), об ограничении и контроле производственных выбросов и внедрении новых систем очистки (5%), очищении атмосферы (1%), усовершенствовании технологий, (3%). Кто-то высказывался за прекращение вырубки лесов, ограничение ядерных испытаний и полетов в космос (1%), а кто-то отмечал, что необходимо «всем странам серьезно отнестись к этой проблеме и объединить усилия» для решения проблемы глобального потепления на международном уровне (1%).(диаграмма №7а)

В моем опросе 40% респондентов считают,что предотвращение не возможно, у 60% обратная точка зрения.(диаграмма №7б)

Итак, ознакомившись с последствиями глобального потепления, узнав мнения ученых и простых людей, я бы хотела рассказать вам о возможных, на мой взгляд, решениях данной проблемы.

Предотвращение и адаптация

Широкий консенсус среди учёных-климатологов относительно продолжения роста глобальных температур привёл к тому, что ряд государств, корпораций и отдельный людей пытаются предотвратить глобальное потепление или же приспособиться к нему. Многие экологические организации ратуют за принятие мер против изменения климата , в основном потребителями, но также на муниципальном, региональном и правительственном уровнях. Некоторые также выступают за ограничение мирового производства ископаемых видов топлива, ссылаясь на прямую связь между сжиганием топлива и выбросами CO значительно сократили выбросы в атмосферу CO 2 и других тепличных газов. Это, прежде всего, связано с переменами, происходящими в этих странах, и падением уровня производства. Тем не менее, ученые ожидают, что в начале двадцать первого века Россия достигнет прежних объёмов выброса в атмосферу тепличных газов.

В декабре года на встрече в Киото (Япония ), посвященной глобальному изменению климата, делегатами из более чем ста шестидесяти стран была принята конвенция, обязывающая развитые страны сократить выбросы CO 2 . Киотский протокол обязывает тридцать восемь индустриально развитых стран сократить к - годам выбросы CO 2 на 5 % от уровня года:

Европейский союз должен сократить выбросы CO 2 и других тепличных газов на 8 %.

США - на 7 %.

Япония - на 6 %.

Протокол предусматривает систему квот на выбросы тепличных газов. Суть его заключается в том, что каждая из стран (пока это относится только к тридцати восьми странам, которые взяли на себя обязательства сократить выбросы), получает разрешение на выброс определенного количества тепличных газов. При этом предполагается, что какие-то страны или компании превысят квоту выбросов. В таких случаях эти страны или компании смогут купить право на дополнительные выбросы у тех стран или компаний, выбросы которых меньше выделенной квоты. Таким образом, предполагается, что главная цель - сокращение выбросов тепличных газов в следующие 15 лет, на 5 % - будет выполнена.

Существует конфликт и на межгосударственном уровне. Такие развивающиеся страны, как Индия и Китай , вносящие значительный вклад в загрязнение атмосферы тепличными газами, присутствовали на встрече в Киото, но не подписали соглашение. Развивающиеся страны вообще с настороженностью воспринимают экологические инициативы индустриальных государств. Аргументы просты:

1. основное загрязнение тепличными газами осуществляют развитые страны
2. ужесточение контроля на руку индустриальным странам, так как это будет сдерживать экономическое развитие развивающихся стран. (6)

Вывод

В своей работе я попыталась осветить все важнейшие стороны всем известной, но столь важной для каждого из нас проблемы. Но к сожалению, не все ещё четко понимают всю угрозу нынешних кардинальных изменений, ведь катастрофические природные катаклизмы, температурные изменения, вызывающие природные катаклизмы, ежегодно уносящие более 100 тысяч жизней ни в чём неповинных людей, таяние льдов Антарктиды, которое, в свою очередь, может высвободить заключенные в них химикаты, в частности, ДДТ (дихлордифенилтрихлоэтан - сильнейший яд, от использования которого большинство государств отказалось почти 30 лет назад), могут унести тысячи человеческих жизней, а нарушение экосистемы Байкала(которое является главным источником пресной воды в будущем) в ближайшее время станет губительно для уникального бассейна, и конечно же другие изменения флоры и фауны отрицательно скажется на общем состоянии всей планеты. Я считаю, что все государства должны немедленно начать искать решения данной проблемы, в первую очередь, обезопасив такие государства, как Нидерланды, Британия и др., которые в случае продолжения изменений, вызванных глобальным потеплением, станут жертвами нескончаемых смертоносных наводнений, уничтожающих всё на своём пути

Климатические индикаторы за последние 0,5 млн лет: изменение уровня океана (синий), концентрация 18O в морской воде, концентрация CO2 в антарктическом льду. Деление временной шкалы - 20 000 лет. Пики уровня моря, концентрации CO2 и минимумы 18O совпадают с межледниковыми температурными максимумами.

(рис. 2а)

(рис. 2б)

(рис. 3а)

(рис. 3б)

(рис. 4а)

(рис. 4б)

(рис. 5а)

(рис. 5б)

(рис. 6а)

(рис. 6б)

(рис. 7а)

Важнейшим инструментом научного анализа процессов глобализации является метод математического моделирования. Однако его возможности ограничены рамками используемых моделей, которые не всегда адекватны наблюдаемым процессам и явлениям. Адекватная модель позволяет не только классифицировать состояние изучаемой системы, но и сделать прогноз относительно ее поведения в ближайшем (в соответствующем масштабе времени) будущем.

При построении моделей сложных явлений, к которым, безусловно, относятся явления планетарного масштаба, важнейшую роль играет полнота используемой базы данных. К сожалению, именно для явлений планетарного масштаба такую базу создать исключительно сложно: по экономическим соображениям и историческим причинам возможности эксперимента и наблюдений ограниченны. Тем не менее физико-математических моделей очень много, и они неплохо согласуются с экспериментом (если не иметь в виду прогнозы).

Поскольку имеющиеся фактические данные наблюдений и экспериментов неточны и неполны, для областей, не охваченных измерениями, часто приходится прибегать к экстраполяции (не всегда обоснованной). Помимо этого, для упрощения модели (чтобы можно было провести расчеты за какое-то разумное время) приходится пренебрегать некоторыми физически важными, но сильно усложняющими задачу деталями. Такая методология автоматически подразумевает неточность описания явления.

Учитывая описанные трудности создания математических моделей планетарных процессов и составления с их помощью долговременных прогнозов, мы рассмотрим одну из широко обсуждаемых сегодня проблем – глобальное потепление климата на нашей планете.

Что такое глобальное потепление?
Глобальная средняя годовая температура и климат

Под глобальным потеплением обычно понимают среднее повышение в течение десятков лет средней годовой температуры. Сразу отметим, что в настоящее время это условие не выполняется. Вот типичный текст из Интернета: «Есть данные более чем по 20 регионам. Бросается в глаза то, что факт потепления более бесспорен для Северного полушария Земли. Причем в самом Северном полушарии заметен меридиональный градиент: на севере потепление заметнее, чем на юге. В Южном полушарии по-настоящему серьезное потепление отмечается только на Антарктическом полуострове. Причем на всей остальной территории Антарктиды, особенно в ее центральных районах, ничего похожего в последние 50 лет не наблюдается. Все это дает основание ряду ученых говорить, что потепление носит локальный характер, связанный с Северным полушарием Земли». Можно встретить и утверждения относящиеся к одному году, вроде таких: «В 2005 г. была самая высокая годовая температура на станции «Восток». Ясно, что такие данные вполне могут быть просто случайными.

Логика измерений и осреднения температуры представлена на схеме (рис. 1).

Следует отметить, что рассчеты среднегодовых температур, сделанные разными организациями, далеко не всегда совпадают друг с другом. Некоторое представление о том, какой может быть результирующая точность, дает график изменений глобальной среднегодовой температуры по данным некоторых метеостанций США и Великобритании (рис. 2). Довольно явный разброс среднегодовых значений температуры (более 0,2 °С) сопровождается значительным расхождением результирующих сглаженных кривых – до 0,2 °С.

Не известны также и ошибки измерений, поскольку они зависят от методики измерений и полноты экспериментальных данных. Таким образом, на конечный результат влияют методика измерений, способ осреднения данных по времени и пространству и использованные для осреднения данные. Вполне вероятно, что ошибка может составить даже 0,3 °С, а не 0,1 °С (как обычно предполагают с необоснованным оптимизмом).

На изменения глобальной температуры влияют многие факторы. Факторы, ведущие к потеплению : антропогенная эмиссия CO 2 , метана, закиси азота; увеличение содержания в атмосфере Земли водяного пара вследствие роста температуры, а значит, и испаряемости воды океанов; выделение CO 2 Мировым океаном вследствие его нагревания; уменьшение альбедо (отражающая способность) Земли в инфракрасном диапазоне; выделение метана при таянии вечной мерзлоты; разложение метангидратов – кристаллических льдистых соединений воды и метана, содержащихся в приполярных областях Земли.

Факторы, препятствующие потеплению : глобальное потепление вызывает замедление скорости океанических течений – замедление теплого течения Гольфстрим вызовет снижение температуры в Арктике; с увеличением температуры на Земле растет испаряемость, а значит, и облачность, которая является определенного рода преградой на пути солнечных лучей; с ростом испаряемости увеличивается количество выпадающих осадков, что способствует заболачиванию земель, а болота являются одними из главных депо CO 2 ; увеличение температуры способствует расширению площади теплых морей, а значит, и расширению ареала моллюсков и коралловых рифов, депонирующих CO 2 ; увеличение концентрации CO 2 в атмосфере стимулирует рост и развитие растений, которые являются потребителями CO 2 .

Интересно проследить, как изменялась средняя годовая температура в геологическом масштабе времени (рис. 3) и как соотносились эти изменения с содержанием в атмосфере СО 2 и СН 4 за последние 800 тыс. лет (рис. 4).

Возникает вопрос: а каким образом можно узнать об изменениях в атмосфере Земли в такой глубине веков? Такие данные (например, за последние
420 тыс. лет) были получены при изучении результатов бурения ледника на станции Восток (Антарктида). По содержанию во льду изотопа кислорода 18 О с точностью до десятых долей градуса была реконструирована температура воздуха на поверхности ледяного щита, изменения в составе атмосферы концентраций углекислого газа и метана, а также колебания запыленности атмосферы.

Если сравнить уровень СО 2 в течение последних 800 тыс. лет с современным, равным 395 ppm, то стоит признать, что антропогенный выброс СО 2 действительно велик в сравнении с предыдущей эпохой, когда оледенения и межледнивековья (эпохи глобального потепления) происходили при низком уровне СО 2 , демонстрируя слабую зависимость этих процессов от самой концентрации СО 2 .

Отметим, что любой среднегодовой глобальной температуре может соответствовать несколько совершенно различных климатических многообразий на Земле. Например, при неизменной среднегодовой глобальной температуре в Северном полушарии может быть в среднем потепление, а в Южном – компенсирующее его похолодание. Или в Северном и Южном полушариях произойдет определенная климатическая перестройка, сильно изменяющая условия жизни многих экосистем, а формально найденная средняя глобальная температура не изменится.

Причины глобального потепления и похолодания

Основные гипотезы о причинах глобальных изменений климата сводятся к следующим.

Гипотеза 1. Причиной глобального потепления является изменение солнечной активности.

Гипотеза 2. Причина глобального потепления – изменение угла оси вращения Земли и ее орбиты. Здесь речь идет о медленных (сотни тысяч лет) изменениях.

Гипотеза 3. Виновник глобальных климатических изменений – океан. Это очень правдоподобное предположение, т.к. океан в силу своей большой теплоемкости и наличия теплых и холодных течений способен быть как стабилизирующим фактором, так и причиной изменчивости климата в разных масштабах пространства и времени.

Гипотеза 4. Вулканическая активность. При извержениях мощных стратовулканов, когда массы пыли и пепла выбрасываются высоко вверх, рассеиваются в стратосфере и вызывают хорошо известный эффект «ядерной зимы», влияние на климат прослеживается явно.

Гипотеза 5. Взаимодействия между Солнцем и планетами Солнечной системы, приводящие как к возмущению солнечной активности, так и к возмущению элементов орбиты Земли: и то и другое влияет на климат Земли.

Гипотеза 6. Изменение климата может происходить само по себе без каких-либо внешних воздействий и деятельности человека. Эта гипотеза вполне правдоподобна и отражает неизбежность собственных колебаний в системе оболочек Земли (атмосфера, океан, поверхность суши и горных массивов, ледников Арктики и Антарктики).

Гипотеза 7. Всему виной человек. Эта гипотеза самая радикальная. Она связана с недооценкой значения перечисленных выше гипотез, а также с желанием использовать «экологическое сознание» в политических целях.

Экспериментальная информация о климате черпается из следующих источников: исторические летописи и хроники; метеорологические наблюдения; спутниковые измерения площади льдов, растительности, климатических зон и атмосферных процессов; анализ палеонтологических (останки древних животных и растений) и археологических данных; анализ осадочных океанических пород и отложений рек; анализ древних льдов Арктики и Антарктиды (соотношение изотопов 16 O и 18 О); измерение скорости таяния ледников и вечной мерзлоты, интенсивности образования айсбергов; наблюдение за морскими течениями; наблюдение за химическим составом атмосферы и океана; наблюдение за изменениями ареалов (мест обитания) живых организмов; анализ годовых колец деревьев и химического состава тканей растительных организмов.

Климат древних эпох изучает палеоклиматология. Экспериментальные данные используются для построения глобальной климатической модели, но их точность и точность модели не может быть оценена однозначно.

Основные долговременные климатические циклы в течение четвертичного периода (2,6 млн лет) – это эпоха оледенений и межледниковий. Оледенение – это похолодание, разрастание покровных ледников до умеренных широт, понижение уровня океана на 100 м и более. За последние 800 тыс. лет было 8 оледенений. Во время межледниковий бывают также значительные вариации климата (рис. 5). Так, имел место малый ледниковый период – похолодание XIV–XIX вв., а также малый климатический оптимум X–XIII вв. В теплые периоды среднегодовая температура арктических широт поднималась до 7–13 °С, а температура самого холодного месяца января составляла 4–6 °C. На смену теплым периодам рано или поздно приходили похолодания, во время которых льды достигали современных тропических широт.

Так есть ли глобальное потепление? Существующие данные дают основание ряду ученых говорить, что потепление носит локальный характер и связано с Северным полушарием Земли. С другой стороны, по мнению некоторых климатологов, климатическое равновесие настолько хрупко, что наблюдаемое в XX в. потепление уже стало необратимым и закончится полным таянием льдов, по крайней мере, в Северном полушарии. Однако это не подтверждается прошлой климатической историей, поэтому большинство специалистов не столь радикальны в своих суждениях.

Парниковый эффект

Парниковый эффект – это повышение температуры нижних слоев атмосферы по сравнению с температурой верхних сравнительно холодных слоев, которая является эффективной температурой Земли, температурой, которую бы определили наблюдатели из космоса. Атмосфера прозрачна для солнечного излучения в оптическом диапазоне длин волн, поэтому оно беспрепятственно достигает поверхности Земли и нагревает ее. Эффективная средняя температура поверхности Земли составляет около 23 °С. Как и всякое нагретое тело, поверхность Земли излучает электромагнитные волны, причем при такой температуре максимум излучения приходится на инфракрасный диапазон. В этой области длин волн некоторые газы, получившие название парниковых (СО 2 , Н 2 О, СН 4 , и др.), очень хорошо поглощают излучение, что приводит к нагреванию нижних слоев атмосферы, т.е. к парниковому эффекту.

Парниковым газом номер один является водяной пар, его вклад в существующий атмосферный парниковый эффект составляет, по некоторым оценкам, 20,6 °С. На втором месте находится СО 2 , его вклад составляет, по тем же оценкам, около 7,2 °С. Из космоса мы видим излучение сравнительно холодных слоев атмосферы, а атмосфера – это теплоизолирующая оболочка. Разность температур на поверхности Земли и эффективной, видимой из космоса, составляет 30–39 °С. Схема, иллюстрирующая парниковый эффект, представлена на рисунке 6.

Миф о роли антропогенного (2–6 Гт СО 2) фактора в возможном глобальном потеплении состоит из недооценки естественного круговорота СО 2 (190 Гт) и роли других факторов (водяной пар, нелинейная теплопроводность, конвекция и т.д.). Главный поставщик СО 2 в атмосферу – океан. Увеличение содержания СО 2 в атмосфере по сравнению с доиндустриальной эпохой составило 31%, причем не доказано, что это следствие антропогенного влияния. За это время средняя глобальная температура выросла примерно на 0,3–0,9 °С.

Но не только СО 2 участвует в парниковом эффекте (вклад водяного пара примерно в 3 раза выше вклада СО 2), и не только парниковый эффект регулирует температуру в нижних слоях атмосферы. Факторов много, и важны динамика и обратные связи, противодействующие любым изменениям в большой термодинамической системе (принцип Ле-Шателье–Брауна).

Сторонники гипотезы глобального потепления утверждают, что избыток антропогенных парниковых газов нарушает устойчивость климата, приводя к катастрофическим последствиям для человечества. Противники этой гипотезы утверждают, что, согласно геологическим данным, значительное потепление на Земле всегда через некоторое время приводит к росту СО 2 . Кроме того, точность определения средней равновесной глобальной концентрации СО 2 остается под вопросом.

Считается, что за последние 100 лет средняя температура поднялась на 0,3–0,6 °С, но относительно причин этого явления единого мнения нет. Можно ли в сложной динамической и статистической системе отделить влияние человека от естественных факторов? Это главный вопрос.

Влияние потепления на живую природу

Влияние потепления на живую природу весьма разнообразно и может быть оценено по изменениям в фауне и флоре, хотя не все изменения связаны только с климатом. Есть естественный эволюционный ход с возможными скачкообразными переходами. Общая схема воздействия глобальных и региональных потеплений на организмы, их сообщества и в целом на экосистемы представлена на рисунке 7. Отметим, что приводимые ниже данные не всегда могут быть распространены на всю Землю, а касаются только местных экосистем.

Под статическим воздействием потепления понимается действие самой температуры как физической величины, а под динамическим – влияние скорости ее изменений во времени на экологию.

Глобальное потепление ускорило ход очень многих биологических событий. Специалисты изучили изменения, зафиксированные в 1976 и 2005 гг. у более чем 700 видов рыб, птиц, млекопитающих, насекомых, земноводных, планктона и растений. Выяснилось, что более 80% биологических событий – цветение растений, овуляция у млекопитающих, миграция птиц и др. – сегодня начинаются в среднем на 11 дней раньше, чем в 1970-х гг. С каждым десятилетием темп изменений ускоряется. Пока различия возникают независимо друг от друга на разных уровнях пищевой цепи. Причем в нижней части цепи изменения в биологических событиях проявляются сильнее, чем в верхней. Теоретически впоследствии это может оказаться серьезной проблемой. Например, сложно предположить, будут ли хищники в состоянии адаптироваться к изменениям, произошедшим с их добычей.

По данным наблюдений, некоторые виды птиц в Великобритании из-за потепления климата стали откладывать яйца значительно раньше, чем это происходило 40 лет назад. Согласно научной терминологии, эти процессы в жизни пернатых называются фенологическим сдвигом. Из-за климатических изменений в Северной Америке становится все меньше снега, а вместе с ним исчезают и росомахи. Леса вечнозеленой секвойи и другие экосистемы вдоль западного побережья США могут столкнуться с засухой.

Глобальное потепление, по оценкам ученых, может привести к гибели 30% растительного и животного мира. Причем гибель животных будет сопровождаться их ассимиляцией с мигрирующими особями, особенно с юга, а также возрастающим распространением переносчиков различных заболеваний, которые могут серьезно повредить и самому человеку, уничтожая посевы и провоцируя эпидемии.

В последнем отчете Всемирного фонда дикой природы приведен прогноз для России в связи с глобальным потеплением: распространение инфекций (энцефалит и малярия); засухи, которые коснутся всех степных районов; разрушение инфраструктуры, дорог и зданий в связи с таянием вечной мерзлоты.

Ботаники из Швейцарии показали, что реакция флоры умеренных широт на потепление будет зависеть от типа и состояния растительных сообществ. Растения пионерных и нарушенных экосистем будут быстро отвечать на потепление, зрелая экосистема широколиственных лесов более инертна. Это различие связано с преобладанием альтернативных механизмов регуляции сезонных циклов у растений пионерных и зрелых экосистем.

С нашей точки зрения, все предлагаемые прогнозы потепления будут опровергнуты временем, как это уже было, например, в случае прогнозов по уровню воды в Каспийском море или запасам нефти (прогнозы Римского клуба, о которых благополучно забыли). Вообще, далекие линейные экстраполяции в глобальных масштабах или в локальных масштабах, но на долгие времена, давно себя исчерпали. Об этом говорит весь накопленный опыт. В то же время следует сказать, что независимо от природы и длительности настоящего потепления, по крайней мере, в Северном полушарии, его надо учитывать в экологической охранной деятельности. Так, очевидно, что надо спасать леса, реки, экосистемы там, где это возможно, четко понимания, что действительно глобальному потеплению противостоять силами человечества невозможно (рис. 8).

Может ли современная наука ответить на все вопросы?

Нужно иметь в виду, что сложная климатическая машина Земли зависит от многих физико-химических параметров суши и океана, которые тесно связаны с деятельностью Солнца, его гравитационным полем и полем других космических объектов в Солнечной системе и вне ее. Эта система эволюционирует, имеет различные масштабы временных вариаций и определенную инерционность, позволяющую на разных временных и пространственных масштабах наблюдать относительную устойчивость климатических параметров.

В то же время под влиянием внутренних (земных) и внешних причин могут запускаться катастрофические процессы потери относительной устойчивости в периоды межледниковий, последствия которых неприемлемы для жизни человечества на современных обжитых территориях. Вопрос в том, может ли современная наука предсказывать такие катастрофы.

В настоящее время усилиями физиков и математиков построено большое число глобальных климатических моделей, которые часто претендуют на весьма точное описание эволюции климата. Прогресс в построении таких моделей обычно выражается в добавлении новых важных деталей в общую математическую модель, однако узнать, лучше или хуже согласуются прогнозы новых моделей с данными наблюдений, почти невозможно. К тому же теоретики не любят обсуждать вопрос о качестве экспериментальных данных и выборе самих экспериментальных методик. На глобальных картах температур, давлений, скоростей воздушных потоков все выглядит довольно убедительно и правдоподобно, но прогнозы редко бывают точны. Одной из причин является то, что быстродействие современных компьютерных комплексов не позволяет учесть все данные достаточно плотной сетки точек наблюдений на Земле, тем самым выбрасываются сильные локализованные в пространстве динамические эффекты.

Вопрос в том, может ли человечество конкурировать с естественными процессами с помощью пассивных или активных воздействий. Скорее всего, возможности человечества ограничены более или менее точным прогнозом глобальных катастрофических климатических перестроек и пассивными методами борьбы с потерей экологического равновесия в региональных масштабах. Но и это уже требует напряжения всех экономических сил да еще в условиях кризиса.

Романтики, забывая, что денег для осуществления проектов нет, предлагают такие оригинальные способы предотвращения глобального потепления, как выведение новых сортов растений и пород деревьев, листья которых обладают более высоким альбедо, покраска крыш в белый цвет, установка зеркал на околоземной орбите, укрытие ледников от солнечных лучей и т.д. Много усилий тратится на замену традиционных источников энергии, основанных на сжигании углеродного сырья, на нетрадиционные – солнечные батареи, ветряки, приливные электростанции, а также ГЭС, АЭС. В будущем планируется уделять большое внимание улавливанию парниковых газов при производстве электроэнергии и непосредственно из атмосферы путем захоронения растительных организмов, использования хитроумных искусственных деревьев, закачки CO 2 на многокилометровую глубину в океан, где он будет растворяться в водной толще.

Большинство перечисленных способов нейтрализации CO 2 очень дороги. В настоящее время стоимость улавливания 1 т СО 2 составляет приблизительно 100–300 долларов США, что превышает рыночную стоимость 1 т нефти, а если учесть, что при сгорании 1 т нефти образуется приблизительно 3 т CO 2 , то многие способы связывания CO 2 оказываются пока невыполнимыми.

Остается самый главный вопрос: как конкурировать с отлаженной за миллиарды лет космической тепловой машиной, включающей Землю, Солнце, океан, сушу, ледники, атмосферу, биосферу, стратовулканы, и как учесть ее постоянные сбои, к счастью для нас, на больших временных отрезках. Единственным, но и достаточным утешением может служить то, что за последние несколько тысяч лет эта машина не пыталась уничтожить человечество. Полагаясь на ее инерционность, с известной долей оптимизма можно считать, что человечество имеет еще лет 500 для самоусовершенствования.

Заключение

В вопросе о глобальном потеплении дьявол прячется в слове «глобальный». Очень трудно наполнить это слово точным физическим смыслом, если не иметь в виду некий упрощенный подход, когда Земля представляется малым телом с однородной температурой, характеризуемой одним числом. Этот параметр сам по себе ничего не определяет вне контекста сложной модели с большим числом разных эффектов, хотя бы таких, как парниковый эффект, циклонические вихри, холодные и теплые течения в океанах, распределение по глубине многих физически важных параметров. Кроме того, нет однозначной связи между динамикой процессов на Земле и этим средним: совершенно различные глобальные климаты в течение года могут дать одно и то же среднее.

Важно определить, что такое глобальное потепление и является ли оно именно глобальным, если иметь в виду все экспериментальные данные. Изложение причин похолодания и потепления в виде гипотез очень разумно. Казалось бы, так же разумно связывать глобальное потепление и похолодание с состоянием наших главных холодильников (Арктический и Антарктический бассейны) и главных инерционных сфер, прежде всего океана. Но здесь могут быть ловушки, если иметь в виду кратковременные измерения (20–30 лет), т.к. инерционность этих сфер очень велика и именно по этой причине происходят собственные колебания, природа которых очень сложна. Так что, на наш взгляд, вопрос о глобальном потеплении вряд ли может быть решен однозначно на основании всего лишь отдельных наблюдений, относительно которых даже нет единства среди разных групп ученых. Но несомненно, что в последние 20–30 лет в Северном полушарии потепление имеет место.

Что касается самой разницы температур на поверхности Земли и в верхних слоях атмосферы, то здесь все предлагаемые модели совпадают с достаточной точностью. Однако при увеличении концентрации CO 2 старые модели дают значительное усиление парникового эффекта. Недавно предложена модель, учитывающая дополнительно к тепловому излучению конвекцию и теплопроводность. В результате главную роль в парниковом эффекте стал играть водяной пар и «повышение концентрации CO 2 » перестало звучать устрашающе. Правда, специалисты пока не определили своего отношения к этому факту.

Влияние потепления на экологическую обстановку даже в региональном масштабе следует признать давно доказанным. В самом деле, если отвлечься от каких-то смелых экстраполяций в будущее, то обычно приводимые факты по локальным эффектам легко проверяются местными жителями, особенно когда речь идет о теплых зимах или таянии вечной мерзлоты. Кроме того, биосферные эффекты, касающиеся отдельных организмов, наблюдаются всеми нами на бытовом уровне и потому вопросов не вызывают. Более тонкие эффекты действия потепления или похолодания на экосистемы требуют оценок специалистов, особенно в случае глобальной связи региональных экосистем.

О возможностях фундаментальной науки в решении вопроса о глобальном климате говорилось уже много. Даже парниковый эффект пока рассчитывался в сильно упрощенном виде, так что серьезный анализ еще впереди. Глобальные климатические модели вызывают осторожный пессимизм. Дело в том, что математики довольно слабо представляют себе физику даже простых явлений, их больше интересует строгость в математическом смысле. Математическая физика также традиционно смещается в сторону математики и не спешит развивать методологию для таких сложных задач. Математические физики удовлетворены тем, что сильно упрощенная модель дает правдоподобные результаты. Более того, модели постоянно усложняются, что создает впечатление быстрого развития этого направления. Правда, иногда ученые признаются, что модель можно всегда «настроить» так, чтобы получить любой желаемый и удобный для политического манипулирования результат.

Статья подготовлена при поддержке магазина «Солярис». Атмосфера на рабочем месте, важная составляющая продуктивной работы ваших сотрудников. Благоприятные условия для работы предоставляет кондиционер. На сайте, расположенном по адресу www.Solyar.Ru, вы сможете, не отходя от экрана монитора, заказать покупку и установку кондиционеров в Москве , по выгодной цене. Компания «Солярис» имеет широкий ассортимент климатических систем, систем охраны и оргтехники.