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 .

Ни для кого не секрет, что климат нашей планеты меняется, причем в последнее время это происходит очень быстро. В Африке выпадает снег, а в наших широтах летом наблюдается неимоверная жара. Много уже было выдвинуто различных теорий о причинах и вероятных последствиях такого изменения. Одни говорят о грядущем апокалипсисе, другие же убеждают, что ничего страшного в этом нет. Правда Ру попыталась разобраться, в чем причины изменения климата, кто виноват и что делать.

Всему виной таяние арктических льдов…

Арктические льды, которые покрывают Северный Ледовитый океан, не давали замерзнуть зимой жителям умеренных широт. «Сокращение площади арктических льдов напрямую связано с сильными снегопадами зимой в умеренных широтах и с невероятной жарой летом», - говорит Стивен Ваврус, старший научный сотрудник Института экологических исследований Нельсона.

Ученый объяснил, что нагретые области над районами в умеренных широтах и холодный арктический воздух создавали определенную разницу в атмосферном давлении. Массы воздуха двигались с запада на восток, заставляя двигаться океанские течения и порождая сильный ветер.»Сейчас Арктика переходит в новое состояние», - заявляет ученый Дэвид Титлей, который работал на ВМФ США. Он отметил, что процесс таяния льдов идет очень быстро, и к 2020 году Арктика летом будет полностью освобождаться ото льда.

Напомним, что Антарктика и Арктика работают как огромные кондиционеры: любые погодные аномалии достаточно быстро перемещались и разрушались ветрами и течениями. В последнее время из-за таяния льдов температура воздуха в приполярных областях повышается, поэтому естественный механизм «перемешивания» погоды останавливается. В результате этого погодные аномалии (жара, снегопады, морозы или ливни) «застревают» в одном районе намного дольше, нежели раньше.

Глобальное потепление на Земле

Специалисты ООН предрекают нашей планете в ближайшем будущем катастрофы из-за глобального потепления. Сегодня все уже начали привыкать к сумасшедшим выходкам погоды, понимая, что с климатом творится что-то несусветное. Главную угрозу представляет производственная деятельность человека, поскольку в атмосферу выбрасывается очень много углекислого газа. По теориям некоторых экспертов, это задерживает тепловое излучение Земли, ведет к перегреву, напоминая парниковый эффект.

За последние 200 лет концентрация углекислого газа в атмосфере возросла на треть, а средняя температура на планете поднялась на 0,6 градуса. За столетие температура в Северном полушарии планеты выросла больше, нежели за предыдущую тысячу лет. Если на Земле сохранятся такие же темпы промышленного роста, то к концу этого века человечеству грозит глобальное изменение климата - температура повысится на 2-6 градусов, а Мировой океан поднимется на 1,6 метра.

Чтобы этого не произошло, был разработан Киотский протокол, главной целью которого является ограничение выбросов углекислого газа в атмосферу. Следует отметить, что потепление само по себе не так опасно. К нам вернется климат, который был за 50 столетий до нашей эры. Наша цивилизация в тех комфортных условиях развивалась нормально. Не потепление опасно, а его внезапность. Климатические изменения происходят так быстро, что не оставляют человечеству времени приспособиться к этим новым условиям.

Больше всего от климатических изменений пострадают жители Африки и Азии, которые, к тому же, переживают сейчас демографический бум. Как отмечает Роберт Уотсон, руководитель группы экспертов ООН, потепление отрицательным образом скажется на сельском хозяйстве, будут наблюдаться ужасные засухи, что вызовет недостаток питьевой воды и различные эпидемии. К тому же резкое изменение климата приводит к образованию разрушительных тайфунов, которые в последние годы участились.

Последствия глобального потепления

Последствия могут быть действительно катастрофичными. Пустыни разрастутся, наводнения и бури станут чаще, распространятся лихорадка и малярия. В Азии и Африке существенно снизятся урожаи, но зато в Юго-Восточной Азии они вырастут. В Европе участятся наводнения, Голландия и Венеция уйдут в морскую пучину. Новая Зеландия и Австралия будут томиться от жажды, а восточное побережье Соединенных Штатов окажется в зоне разрушительных штормов, будет наблюдаться эрозия берегов. Ледоход в Северном полушарии будет начинаться на две недели раньше. Сократится ледовый покров Арктики примерно на 15 процентов. В Антарктиде лед отступит на 7-9 градусов. Также растают тропический лед в горах Южной Америки, Африки и Тибета. Перелетные птицы будут проводить больше времени на севере.

Чего следует ожидать России от изменения климата?

Россия, по мнению некоторых ученых, пострадает от глобального потепления в 2-2,5 раза сильнее, нежели остальная часть планеты. Связано это с тем, что Российская Федерация утопает в снегах. Белое отражает солнце, а черное - наоборот, притягивает. Повсеместное таяние снегов приведет к изменению отражательной способности и вызовет дополнительный прогрев земель. В результате, в Архангельске смогут выращивать пшеницу, а в Санкт-Петербурге - арбузы. Глобальное потепление может нанести сильный удар и по экономике России, так как начнет таять вечная мерзлота под городами Крайнего Севера, где расположены трубопроводы, на которых и держится наша экономика.

Что же делать?

Сейчас проблему контроля над выбросами углекислого газа в атмосферу решают при помощи системы квот, предусмотренной Киотским протоколом. В рамках этой системы правительства различных стран устанавливают лимиты энергетическим и иным предприятиям на выбросы веществ, загрязняющих атмосферу. В первую очередь, это касается двуокиси углерода. Эти разрешения свободно можно купить и продать. Например, некоторое промышленное предприятие сократило объем выбросов, в результате чего у них образовался «излишек» квоты.

Данные излишки они продают другим предприятиям, которым дешевле их купить, нежели предпринимать реальные меры по сокращению выбросов. Нечестные на руку бизнесмены на этом зарабатывают хорошие деньги. Данный подход мало чем улучшает ситуацию с изменением климата. Поэтому некоторые эксперты предлагали ввести прямой налог на выбросы углекислого газа.

Однако это решение так и не было принято. Многие сходятся во мнении, что квотирование или налог малоэффективны. Необходимо стимулировать переход с ископаемого топлива к инновационным энергетическим технологиям, которые бы практически или совсем не повышали содержание в атмосфере парниковых газов. Два экономиста из Университета Макгилла,

Кристофер Грин и Изабель Гальяна, недавно представили проект, в котором предложили ежегодно ассигновать сто миллиардов долларов на исследования в области энергетических технологий. Деньги для этого можно брать с налога на выбросы углекислого газа. Этих средств хватило бы для внедрения новых технологий производства, которые бы не загрязняли атмосферу. По расчетам экономистов, каждый доллар, потраченный на научные исследования, поможет избежать 11 дол. ущерба от изменения климата.

Есть и другой способ. Он трудный и дорогой, однако сможет полностью решить проблему с таянием ледников, если все страны Северного полушария будут действовать решительно и дружно. Некоторые эксперты предлагают создать в Беринговом проливе гидротехническое сооружение, способное регулировать водообмен между Северным Ледовитым,

Тихим и Атлантическим океанами. В одних обстоятельствах оно должно действовать как плотина и препятствовать проходу воды из Тихого океана в Северный Ледовитый, а в других обстоятельствах - как мощная насосная станция, которая будет перекачивать воду из Северного Ледовитого океана в Тихий. Этим маневром искусственно создается режим окончания ледникового периода. Климат меняется, это ощущает на себе каждый житель нашей Земли. Причем меняется очень быстро. Поэтому необходимо странам объединяться и находить оптимальные решения преодоления этой проблемы. Ведь пострадают от изменения климата все.

Мнение эксперта

Российские ученые не всегда согласны с прогнозами и гипотезами своих западных коллег. «Правда.Ру» попросила прокомментировать эту тему заведующего лабораторией климатологии Института географии РАН, доктора географических наук Андрея Шмакина.

Про похолодание у нас говорят только неспециалисты, неметеорологи. Если вы почитаете наши отчеты гидрометеослужбы, там четко говорится об идущем потеплении.

Что всех нас ждет, это не известно никому. Сейчас идет потепление. Последствия самые разные. Есть и положительные, есть и отрицательные. В России просто потепление сильней выражено, чем во многих других регионах мира, это правда, а последствия могут быть и положительные, и отрицательные. Какой эффект, какие плюсы - это надо тщательно считать.

Скажем, отрицательное явление- это да, протаивание мерзлоты, распространение болезней, может быть некоторое учащение лесных пожаров. Но положительное есть тоже. Это сокращение холодного сезона, удлинение сельскохозяйственного сезона, увеличение продуктивности трав и травяных сообществ, и лесов. Много самых разных последствий. Открытие Североморского пути для навигации, удлинение этой навигации. И это не делается на основании каких-то скоропалительных заявлений.

Как быстро идет процесс изменения климата?

Это медленный процесс. К нему в любом случаем можно приспособиться и разработать меры по адаптации. Это процесс масштаба нескольких десятилетий, как минимум, а то и больше. Это не то, что завтра - «все, кранты, хватай мешки - вокзал отходит», такого нет.

У наших ученых много работ на эту тему?

Много. Для начала возьмите, несколько лет назад вышел отчет под названием «Оценочный доклад об изменении климата в России». Он был издан российской гидрометеослужбой с привлечением ученых РАН и университетов. Это серьезный аналитический труд, там все рассмотрено, как меняется климат, какие последствия для разных регионов России.

Можно ли как-то замедлить это процесс? Киотский протокол, например?

Киотский протокол в практическом смысле результатов приносит крайне мало, именно тех, которые заявлены в нем - повлиять на изменение климата, он практически недейственен. Просто из-за того, что сокращение выбросов в нем предусмотрены крайне малы, они практически не влияют на общую глобальную картину этих выборов. Он просто не эффективен.

Другое дело, что он проложил дорогу для соглашений в этой области. Это было первое соглашение такого рода. Если бы затем стороны активно действовали и пытались выработать новые соглашения, то это могло бы принести какие-то результаты. Сейчас стали действовать новые документы вместо Киотского протокола, он закончил свое действие. И они по-прежнему столь же мало эффективны в основном. Какие-то страны вообще не имеют ограничений, какие-то имеют очень небольшие ограничения по выбросам. И вообще это трудно технологически, потому что полностью перейти на такие технологии, чтобы не производить никаких выбросов в атмосферу, практически невозможно. Это очень дорогостоящие мероприятие, на это никто не пойдет. Поэтому уповать только на это…

Какие-то другие меры?

Во-первых, не считается абсолютно установленным, что вообще человек настолько уж сильно влияет на климатическую систему. Он, конечно, влияет, это несомненно, но степень этого влияния - это вопрос дискуссии. Разные ученые придерживаются разных точек зрения.

Меры в основном должны быть по-видимому адаптационные. Потому что даже без всякого человека климат все равно меняется по своим внутренним законам. Просто человечество должно быть готово к изменениям климата в разные стороны и с учетом тех эффектов, которые может это порождать.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга

Глобальное изменения климата

Курсовая работа по дисциплине «Учение об атмосфере»

Выполнил:

Студент гр. 213

Надирашвили Д.Г.

Руководитель

Доцент кафедры РЭТЭМ, кандидат биологических наук

Полякова С.А.

Введение. 3

1 Климат и факторы, влияющие на изменения климата. 4

2 Последствия изменения климата. 10

2.1 изменения частоты и количества выпадения осадков. 14

2.2 Повышение уровня мирового океана. 15

2.3 Угроза для экосистем и биоразнообразия. 15

2.4 Таяние ледников. 16

2.5 Сельское хозяйство. 17

2.6 Водопотребление и водоснабжение. 17

3 Глобальные изменения климата в России. 19

4 Влияние изменения климата на здоровье человека. 22

4.1 Сильная жара. 23

4.2 Стихийные бедствия. 23

4.3 Инфекции. 24

4.4 Последствия для здоровья. 25

4.5 Группа людей наиболее подвергается риску. 25

Заключение. 26

Список использованных источников. 27

Введение

В результате изучения материалов метеорологических наблюдений, выполняемых во всех районах земного шара, установлено, что климат не является постоянным, а подвержен определенным изменениям. Начавшееся в конце XIX в. потепление особенно усилилось в 1920-30-х гг., однако затем началось медленное похолодание, которое прекратилось в 1960-е гг.

Исследования геологами осадочных отложений земной коры показали, что в прошедшие эпохи происходили большие изменения климата. Поскольку эти изменения были обусловлены природными процессами, их называют естественными.

Наряду с естественными факторами на глобальные климатические условия оказывает всевозрастающее влияниехозяйственная деятельность человека.

Целью данной работы является изучить изменения климата на планете Земля.

Для достижения данной цели требуется выполнить несколько задач:

1) Изучить факторы, влияющие на изменение климата.

2) Изучить последствия изменения климата.

3) Изучить изменения климата на территории Российской Федерации.

4) Рассмотреть, как изменения климата может повлиять на человека.

Климат и факторы, влияющие на изменения климата.

Изменения климата – длительные (свыше 10 лет) направленные или ритмические изменения климатических условий на Земле в целом или в ее крупных регионах. Изменения климата прямо или косвенно обусловлены деятельностью человека, вызывающей изменения в составе глобальной атмосферы.

Климатические изменения можно с некоторой долей условности разделить на долгопериодные, короткопериодные и быстрые, происходящие за весьма короткий срок по сравнению с характерным временем изменений в социально-экономической сфере. У каждого из них свои причины, относительно которых имеется ряд гипотез.

Некоторые из имеющихся гипотез опираются на возможное влияние на климатическую систему внеземных факторов: изменение активности Солнца, особенности орбитального движения Земли, падение метеоритов, изменение положения магнитных полюсов Земли. Другие пытаются объяснить неустойчивость климатической системы действием внутренних причин, таких как: рост вулканической активности, изменение концентрации углекислого газа в атмосфере, сдвиги в системе океанических течений, собственные колебания циркуляции атмосферы.

Солнце – это главная сила управляющая климатической системой и даже самые незначительные изменения в количестве солнечной энергии могут иметь серьезные последствия для климата земли. Многие годы ученые верили, что солнечная активность остается величиной постоянной. Однако наблюдения со спутников поставили под сомнение истинность этой гипотезы.

Солнечная активность увеличивается и уменьшается каждые одиннадцать лет (или, как полагают некоторые специалисты, каждые двадцать два года) солнечного цикла. Возможно существование и других важных солнечных циклов. Для того, чтобы оценить их влияние, необходимо проводить постоянные измерения солнечной активности и изучить следы взаимодействия между солнечной активностью и климатом за последние столетия и тысячелетия.

Астрономические факторы: В середине XX века ученые выяснили, что на протяжении миллионов лет самое сильное влияние на климат Земли оказывали периодические изменения ее орбиты. За последние 3 миллиона лет регулярные колебания количества солнечного света, падающего на поверхность планеты, вызвали серию ледниковых периодов, перемежавшихся короткими теплыми межледниковыми интервалами.

Одной из наиболее известных и общепринятых теорий периодического обледенения Земли является астрономическая модель, предложенная в 1920 году Сербским геофизиком Милутином Миланковичем. В соответствии с гипотезой Миланковича полушария Земли в результате изменения ее движения могут получать меньшее или большее количество солнечной радиации, что отражается на глобальной температуре.

За миллионы лет сменилось множество климатических циклов. В конце последнего ледникового периода ледяной покров, в течение 100 тысяч лет сковывавший север Европы и Северной Америки, начал уменьшаться и 6 тысяч лет назад исчез. Многие ученые считают, что развитие цивилизации приходится в основном на теплый промежуток между ледниковыми периодами.

Атмосфера нагревается, поглощая как солнечную радиацию, так и собственное излучение земной поверхности. Нагретая атмосфера излучает сама. Так же как и земная поверхность, она излучает инфракрасную радиацию в диапазоне невидимых глазу длинных волн. Значительная часть (около 70%) излучения атмосферы приходит к земной поверхности, которая практически полностью ее поглощает (95-99%). Это излучение называется "встречным излучением", так как оно направлено навстречу собственному излучению земной поверхности. Основной субстанцией в атмосфере, поглощающей земное излучение и посылающей встречное, является водяной пар.

Помимо водяного пара в состав атмосферы входят углекислый газ (СО2) и другие газы, которые поглощают энергию в диапазоне волн 7-15 мкм, т.е. там, где энергия земного излучения близка к максимуму. Сравнительно небольшие изменения концентрации СО2 в атмосфере могут оказать воздействие на температуру земной поверхности. По аналогии с процессами, происходящими в оранжереях, когда проникающая сквозь защитную пленку радиация нагревает землю, излучение которой пленкой задерживается, обеспечивая дополнительный нагрев, этот процесс взаимодействия земной поверхности с атмосферой носит название "парникового эффекта".

Явление парникового эффекта позволяет поддерживать на поверхности Земли температуру, при которой возможно возникновение и развитие жизни. Если бы парниковый эффект отсутствовал, средняя температура поверхности земного шара была бы значительно ниже, чем она есть сейчас.

Влияние внешних факторов на глобальную температуру воздуха изучается на основе моделирования. Большинство работ в этом направлении свидетельствуют о том, что в последние 50 лет предполагаемые темпы и масштабы потепления, обусловленные увеличением выбросов парниковых газов, вполне сопоставимы с темпами и масштабами наблюдаемого потепления или превышают их.

Изменения концентрации в атмосфере парниковых газов и аэрозолей, изменения солнечной радиации и свойств земной поверхности меняют энергетический баланс климатической системы. Эти изменения выражаются термином «радиационное воздействие», которое используется для сравнения того, как в силу целого ряда человеческих и естественных факторов на глобальный климат оказывается нагревающее или охлаждающее влияние.

Другой очевидной причиной, вызывающей климатические изменения, является извержение вулканов. Эта возможность обсуждалась еще в XVII веке Бенджаменом Франклином. Идея заключалась в том, что образующиеся в процессе извержения вулкана облака мелких частиц (аэрозоли) могут заметно ослаблять поток приходящей к земной поверхности коротковолновой радиации, почти не изменяя длинноволнового излучения, уходящего в мировое пространство. Дальнейшие исследования показали, что основное влияние на радиацию и термический режим Земли оказывает слой сернокислотного аэрозоля, формирующийся в стратосфере из выброшенных вулканом серосодержащих газов. Наибольший интерес вызывает влияние извержений вулканов на температуру воздуха. Из общих соображений эксперты ожидают понижения температуры в течение некоторого времени.

Океаны также играют важную роль в глобальной климатической системе. Атмосфера имеет общую границу с океаном более чем на 72% поверхности Земли и реагирует на все изменения, происходящие в океане. Надо учесть также, что в любой момент времени количество тепла, запасенного в вертикальном столбе атмосферы высотой от поверхности Земли до границ космического пространства, приблизительно такое же, как содержащееся в столбе воды океана высотой 3 м, считая от поверхности. Поэтому именно океан является главным аккумулятором и хранителем энергии поступающей на Землю солнечной радиации, которая впоследствии высвобождается в атмосферу.

Обладая огромной теплоемкостью, океаны оказывают стабилизирующее влияние на атмосферу, делая ее более устойчивой. В то же время и основные параметры океанов испытывают долгопериодные и короткопериодные изменения, и некоторые из них по своим временным характеристикам сравнимы с изменениями, происходящими в атмосфере.

Существующие в настоящее время климатические условия во многом обусловлены воздействием океана. Запас тепла в океане размещен неравномерно и постоянно перемещается океаническими течениями.

Помимо постоянного переноса тепла поверхностными течениями, в океане происходит регулярное перемешивание вод по глубине, известное как "термогалинная циркуляция", зависящее как от температуры воды, так и от содержания в ней солей, или солености соленая вода замерзает при более низкой температуре.

Согласно исследованию датских ученых, магнитное поле Земли также в значительной степени влияет на климат, а это может привести к пересмотру устоявшегося мнения о том, что основную ответственность за глобальное потепление несут парниковые газы.

Согласно оценочному докладу МГЭИК 2007 года, с вероятностью в 90% наблюдаемые изменения климата связаны с деятельностью человека. Подобная гипотеза была выдвинута еще в 1992 году в Рамочной конвенции ООН об изменении климата.

Антропогенное происхождение современных климатических изменений, в частности, подтверждают палеоклиматические исследования, основанные на анализе содержания парниковых газов в пузырьках воздуха, вмерзших в лед. Они показывают, что такой концентрации СО2 как сейчас не было за последние 650 тысяч лет. Причем по сравнению с доиндустриальной эпохой (1750) концентрация углекислого газа в атмосфере выросла на треть. Современные глобальные концентрации метана и закиси азота также существенно превысили доиндустриальные значения.

Рост концентрации этих трех основных парниковых газов с середины 18 века, по мнению ученых, с очень высокой степенью вероятности связан с хозяйственной деятельностью человека, в первую очередь – сжиганием углеродного ископаемого топлива (нефти, газа, угля и др.), промышленными процессами, а также сведением лесов – естественных поглотителей CO2 из атмосферы.

Глобальное изменение климата предполагает перестройку всех геосистем. Данные наблюдений свидетельствуют о повышении уровня Мирового океана, таянии ледников и вечной мерзлоты, усилении неравномерности выпадения осадков, изменении режима стока рек и других глобальных изменениях, связанных с неустойчивостью климата.

Последствия климатических изменений проявляются уже сейчас, в том числе в виде увеличения частоты и интенсивности опасных погодных явлений, распространении инфекционных заболеваний. Они наносят значительный экономический ущерб, угрожают стабильному существованию экосистем, а также здоровью и жизни людей. Выводы ученых говорят о том, что продолжающиеся климатические изменения могут в будущем привести к еще более опасным последствиям, если человечество не предпримет соответствующих предупредительных мер.

В последние годы на нашей планете обнаруживаются странные изменения. Ученые ведут исследования, выдвигают самые разные гипотезы, но ни одна из них полностью не объясняет возникшие аномалии в климате Земли.

Глобальное потепление, таяние ледников, повышение температуры воды в Мировом океане — все это ти­пичные изменения на планете, наблю­даемые нами уже несколько лет. Лед­ники стали теперь “плакать” не только на “шапочках” планеты, но и в средней полосе, даже в Европе. Со спутников отчетливо видно, что на дне морей и океанов забурлила жизнь — и флора, и фауна. Там и тут появились гигантские особи морских и наземных животных — какие-то невиданные доселе огромные кальмары и экзотические громадные птицы наподобие птеродактилей, и не­мыслимого размера крысы. То есть Земля, что называется, “вспоминает” древние времена, когда “все было большое”. Одновременно мы слышим, как снегом завалило те места, где рас­тут пальмы, где и морозов-то никогда не бывало. С планетой, похоже, что-то неладно. И это при том, что озоновая дыра над Антарктикой значительно уменьшилась и даже поделилась на­двое. А ведь нам твердили, будто все дело в том, что озоновый слой истон­чается, и мы становимся беззащит­ными перед испепеляющими лучами Солнца!

Похоже, это не так. Но чем же вы­званы такие изменения? Некоторые ученые по-прежнему кивают на химикаты в атмосфере: мол, их стало меньше или состав изменил­ся. Фреоновые холодильники уходят в прошлое, за выхлопными газами ав­томобилей и прочего транспорта мы строго следим, многие предприятия наладили систему очистки промыш­ленных выбросов. А значит, уменьшил­ся так называемый парниковый эф­фект. И как результат — плотнее стал озоновый слой, защищающий нас от вредного ультрафиолетового облуче­ния.

Но вот ведь незадача: озон озоном, а атмосфера прозрачнее не стала, и температура на планете в общем и целом растет. Она увеличилась на градус-полтора, и это факт. То есть никакой “озоновый щит” не спасает, неко­торые исследователи говорят, что дело в повышении температуры воздуха над полюсами: мол, теплые воды с эк­ватора почему-то хлынули в сторону полюсов и подогревают ледники. А вот это более чем странно. Однако заме­чено, что в последнее время Земля сплющивается с полюсов и раздува­ется по экватору, то есть становится похожей на тыкву. Так, может, какие-то силы раздувают ее изнутри? Или ус­коренно раскручивают вокруг оси? В этом случае планета и в самом деле должна бы раздаться вширь, а вода с экватора — непременно устремиться вверх и вниз, то есть к полюсам.

Однако возникают резонные воп­росы: почему все-таки климат на Зем­ле теплеет и какие такие силы сплю-, щивают Землю с полюсов? Версий здесь несколько, и если подробно освещать каждую из них, мы уж точно заскучаем. Так что вкратце обозначим лишь основные. Австралийцы считают: как ни кру­ти — дело в накоплении углекислого газа, так что, если закачать его под землю, “на вечное хранение», все об­разуется. Для этого нужно создать ус­тановки, отделяющие С02 от других газов, и использовать подземные пус­тоты, остающиеся после добычи угля, нефти, газа, минералов. Туда-то, на глубину примерно в километр, и надо отправить порядка миллиона метри­ческих тонн диоксида углерода. Пра­вительство уже даже выделило на эти цели 22 миллиона австралийских дол­ларов.

Некоторые наши ученые считают, что независимо от причин разогрева тепло надо выбрасывать не вниз, а вверх — в космос. Александр Крузе, например, полагает, что следует со­здать в горных районах нагреваемые поверхности — на высоте пяти-шести километров, забирать тепло из окру­жающей среды (раскаленный воздух пустынь, горячий грунт на глубине, вул­каны, гейзеры и тому подобное), передавать его вверх, а потом излучать в пространство.

Российский физик Владимир Ала­ев считает, что в разогреве виновато космическое тело, известное среди астрономов как Бернар-это она, пла­нета из соседней Солнечной системы, подошла к нам в 2001 году слишком близко и наделала тут всяких бед. Уйдет от нас подальше — и все придет в норму. Еще одно мнение: причина не в Бернаре, а в Солнце — это оно стало греть чрезмерно сильно, поскольку Вселенная расширяется (что соответ­ствует действительности), и наше све­тило дрейфует в какое-то менее бла­гоприятное место. Есть и совсем эк­зотические версии. Ну, скажем, что виновата 13-я планета нашей Солнеч­ной системы, одно из названий кото­рой — Нибиру. Она-де приходит в наши края примерно раз в 3600 лет и вызы­вает всякие трагедии на Земле, по­скольку по массе многократно превы­шает наш крошечный зелено-голубой шарик. И сейчас она как раз прибли­жается. В результате — магнитные воз­мущения, сдвиг магнитного полюса (а он и в самом деле сместился на не­сколько десятков километров) и конеч­но же глобальное потепление.

И все же есть целый ряд призна­ков, что космос (будь то Солнце или иное небесное тело) ни при чем. Или почти ни при чем. Ибо если бы разо­грев шел сверху, то в океанах нагрева­лись бы преимущественно верхние, а отнюдь не придонные слои воды. Да и многие подолгу молчавшие вулканы что-то уж очень “разговорились” в последнее время — то тут, то там. И зем­летрясения участились. То есть ощу­щение такое, будто Землю что-то на­гревает изнутри — какая-то скрытая в земной утробе “печка”. Или некий “веч­ный двигатель”, который стал вдруг набирать обороты и раскручивать шарик, меняя магнитное поле и даже сдвигая магнитные полюса.

Но есть ли в ученом мире именно такие версии? Есть, и от них как-то уж вовсе на душе противно. Однако неко­торые крупные открытия последнего времени упорно наталкиваются на эти мысли — о внутреннем подогреве. Во-первых, к началу 2002 года Бер­нар-1 уже стал уходить от Земли, а лег­че от этого не стало. Ни прохладнее, ни спокойнее. Во-вторых, если мы сами действи­тельно виноваты в создании “оранже­рейного эффекта”, то почему в таком случае озоновые дыры образуются не над густонаселенными промышленны­ми районами планеты, а, например, над Антарктидой? Или над перуански­ми Андами? Над Гималаями? И даже в открытом океане! Какое такое про­мышленное производство вы там най­дете? Эти выкладки еще в 2001 году сделал (по материалам Центральной аэрологической обсерватории Рос­сии) Павел Беспрозванный. И он счи­тает, что озоновые дыры возникают над зонами нынешней (или прошлой) высокой тектонической активности, где из недр Земли поднимаются летучие вещества. Они-то и “пожирают” озон. А наш углекислый газ, фреон и прочее играют в этом процессе либо нулевую, либо ничтожно малую роль.

В-третьих, некоторые американс­кие ученые (геофизик Дж. Марвин Герндон из Калифорнии и ядерщик Да­ниэл Холленбах из Национальной ла­боратории в Оук Ридж, штат Теннес­си) уже лет десять носятся с идеей внутреннего термоядерного реактора. Они сделали вычисления, доказыва­ющие наличие больших масс урана в центре планеты. Этот урановый шар и питает магнитное поле Земли. Но не только.. Поставляемая им тепловая энергия приводит в движение ту са­мую “бетономешалку” в мантии, где холодные глыбы и горячие шлейфы — так называемые плюмы — все время движутся вверх-вниз, вызывая колос­сальные тектонические изменения на поверхности.Но где же сидит этот термоядер­ный реактор? Разве мы не знаем о внут­реннем строении своей планеты? В том-то и дело, что знаем. Но не точно.

И вот недавно двое ученых из Гар­варда сообщили, что внутри земного ядра обнаружена неизвестная преж­де сфера диаметром около 580 кило­метров. То есть как бы ядро в ядре, словно косточка в персике. Для такого открытия пришлось терпеливо анали­зировать сотни тысяч волн тех зем­летрясений, что прошли через центр планеты за последние 30 лет. Именно таким образом ученые и вычислили наличие в Земле неизвестного ранее ядра. У него совсем иная плотность и иная скорость вращения. И сейсми­ческие волны поэтому идут сквозь это ядрышко с отклонениями, поскольку давление и температура там совсем другие. Можно предположить, что это и есть тот самый ядерный реактор. И как любой реактор, он может ускоряться, замедляться или даже на вре­мя… останавливаться. А вот это, ко­нечно, катастрофа. Когда накопивши­еся продукты распада, остановившие реактор, будут смыты обтекающей их лавой, реактор вновь заработает, но полюса уже сменятся на противопо­ложные. В 2003 году Герндон и Хол- ленбах выступали с докладом на со­брании Американского геофизичес­кого объединения, где доказывали, что никакое там не железо внутри ядра (как нас всю жизнь учили). И скопле­ние тяжелого металла — урана — было вполне естественным при формиро­вании нашей планеты. Так что под но­гами у нас — мина замедленного дей­ствия. Очевидно, в центре каждой планеты имеется такой потенциаль­ный Чернобыль. Следовательно, по­тепление может быть вызвано отнюдь не дырами в озоновом защитном слое, а тем, что резко разогрелось земное ядро. Тепло, похоже, идет именно изнутри.

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, с недавних пор, деятельность человека. Изменения в современном климате (в сторону потепления) называют глобальным потеплением .

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

✪ Мифы об изменениях климата. Александр Чернокульский. Ученые против мифов 7-12

✪ Экстремальные явления и изменения климата - Александр Кислов

✪ ГЛОБАЛЬНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА. Смещение магнитных полюсов Земли

✪ Изменение климата - изменение наклона земной оси. Смена полюсов. Документальный фильм.

✪ Трещины в Земле! Что происходит с Планетой??? Климатические изменения 104

Субтитры

Проявления климатических изменений

Погода - это состояние нижних слоев атмосферы в данное время, в данном месте. 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

• изменение размеров, рельефа и взаимного расположения материков и океанов,
• изменение светимости Солнца ,
• изменения параметров орбиты и оси Земли,
• изменение прозрачности и состава атмосферы, в том числе изменение концентрации парниковых газов (СО 2 и CH 4),
• изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо),
• изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана, [ ]

Неантропогенные факторы и их влияние на изменение климата

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

На более коротких временных отрезках также наблюдаются изменения солнечной активности: 11-летний солнечный цикл и более длительные вековыми и тысячелетними 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.

Циклы Миланковича

В ходе своей истории планета Земля регулярно изменяет эксцентриситет своей орбиты, а также направление и угол наклона своей оси, что приводит к перераспределению солнечного излучения на поверхности Земли. Эти изменения принято называть «циклы Миланковича», они предсказуемы с высокой точностью. Различают 4 цикла Миланковича:

1. Прецессия - поворот земной оси под влиянием притяжения Луны , а также (в меньшей степени) Солнца . Как выяснил Ньютон в своих «Началах» , сплюснутость Земли у полюсов приводит к тому, что притяжение внешних тел поворачивает земную ось, которая описывает конус с периодом (по современным данным) примерно 25 776 лет, в результате которого меняется сезонная амплитуда интенсивности солнечного потока на северном и южном полушариях Земли;
2. Нутация - долгопериодические (так называемые вековые) колебания угла наклона земной оси к плоскости её орбиты с периодом около 41 000 лет;
3. Долгопериодические колебания эксцентриситета орбиты Земли с периодом около 93 000 лет;
4. Перемещение перигелия орбиты Земли и восходящего узла орбиты с периодом соответственно 10 и 26 тысяч лет.

Поскольку описанные эффекты являются периодическими с некратным периодом, регулярно возникают достаточно продолжительные эпохи, когда они оказывают кумулятивное влияние, усиливая друг друга. Они считаются главными причинами чередования гляциальных и интергляциальных циклов последнего ледникового периода, в том числе объясненяют Климатический оптимум голоцена . 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.

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

Цикличность изменений климата

35-45 летние циклы изменений климата

Чередование прохладно-влажных и тепло-сухих периодов в интервале 35-45 лет, выдвинута ещё в конце XIX в. русскими учеными Э. А. Брикнером и А. И. Воейковым. Впоследствии эти научные положения были существенно развиты А. В. Шнитниковым в виде стройной теории о внутривековой и многовековой изменчивости климата и общей увлажненности материков Северного полушария. В основу системы доказательств положены факты о характере изменения горного оледенения Евразии и Северной Америки, уровней наполнения внутренних водоемов, в том числе Каспийского моря, уровня Мирового океана, изменчивость ледовой обстановки в Арктике, исторические сведения о климате. .