Климатические изменения на нашей планете

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Интенсивные исследования глобальных климатических изменений продолжаются уже более 30 лет во многих странах мира, в том числе России. На основании результатов этих исследований Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК*), образованной в соответствии с решением Генеральной Ассамблеи ООН , был сделан вывод о том, что с начала индустриальной революции происходит беспрецедентный рост концентрации парниковых газов, прежде всего углекислого газа, в результате чего изменяется атмосферная циркуляция, повышается среднеглобальная среднегодовая температура. Процессы эти имеют свойства процессов с очевидной положительной обратной связью: больше выброшено парниковых газов - теплее в атмосфере и выше скорость разложения биомассы, выше скорость таяния вечной мерзлоты, а значит, будет больше выброшено парниковых газов... Не так важно, чем именно объясняется эта катастрофическая смена функций биоты - скорее всего и тем, и другим, и еще многим. Важно, что, как биосферный процесс, она не может быть обращена вспять техническими средствами, даже если предположить внезапное возникновение такого желания. Столь быстрые темпы климатических изменений не наблюдались по меньшей мере в последние 150 тыс. лет, а возможно и более 1 млн. лет, что подтверждается многочисленными исследованиями палеоданных. Антропогенный характер климатических изменений, происходящих в последнее столетие, не вызывает сомнений у подавляющей части мирового научного сообщества. Сейчас в городах живет примерно половина населения планеты. Город с населением в 1 миллион человек в день “производит” 25 тыс. тонн СО2 и 300 тыс. тонн сточных вод. За последние 150-250 лет из-за изменений в землепользовании значительно сократилось количество биомассы и почвенного углерода, а, значит, и запас углерода в наземных экосистемах в целом. Он высвободился в атмосферу. Резко сократилась площадь лесов, прежде всего, в тропиках. Выпас все большего количества скота в развивающихся странах, особенно, в Африке, привел к деградации пастбищ. Все это повлияло не только на местный климат, но и внесло свой отрицательный вклад в глобальные процессы. Для многих территорий угроза опустынивания, связанная с локальными явлениями (вырубка лесов, истощение запасов подземных вод, чрезмерный выпас скота и т.п.) усиливается последствиями глобального изменения климата (например, большей частотой засух, ливневым характером выпадающих осадков).

В оценочном докладе МГЭИК (2000 г.) сделан вывод о том, что текущие темпы роста концентрации парниковых газов и среднеглобальной температуры значительно превышают даже те пессимистические прогнозы, которые были сделаны ранее. С помощью математических моделей были проанализированы вероятные сценарии климатических изменений на долгосрочную перспективу.

* МГЭИК или IPCC - орган, работающий под “зонтиком” двух организаций ООН: ЮНЕП и Всемирной Метеорологической Организации (ВМО).

1. Парниковый эффект

Парниковый эффект -- повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса.

Парниковый эффект атмосфер обусловлен их различной прозрачностью в видимом и дальнем инфракрасном диапазонах. На диапазон длин волн 400--?1500 нм в видимом свете и ближнем инфракрасном диапазоне приходится 75 % энергии солнечного излучения, большинство газов не поглощают в этом диапазоне; рэлеевское рассеяние в газах и рассеяние на атмосферных аэрозолях не препятствуют проникновению излучения этих длин волн в глубины атмосфер и достижению поверхности планет. Солнечный свет поглощается поверхностью планеты и её атмосферой (особенно излучение в ближней УФ- и ИК-областях) и разогревает их. Нагретая поверхность планеты и атмосфера излучают в дальнем инфракрасном диапазоне: так, в случае Земли при  равном 300 K, 75 % теплового излучения приходится на диапазон 7,8--28 мкм, для Венеры при равном 700 K -- 3,3--12 мкм.

Атмосфера, содержащая газы, поглощающие в этой области спектра (т.н. парниковые газы -- H2O, CO2, CH4 и пр.), существенно непрозрачна для такого излучения, направленного от её поверхности в космическое пространство, то есть имеет в ИК-диапазоне большую оптическую толщину. Вследствие такой непрозрачности атмосфера становится хорошим теплоизолятором, что, в свою очередь, приводит к тому, что переизлучение поглощённой солнечной энергии в космическое пространство происходит в верхних холодных слоях атмосферы. В результате эффективная температура Земли как излучателя оказывается более низкой, чем температура её поверхности.

2. Что происходит сегодня

По данным Межправительственной группы по изменению климата, климатические модели предсказывают, что к 2100 году температура в мире повысится на 1-3,5 градусов Цельсия. На бытовом уровне измерения температуры воздуха это кажется ничтожной величиной, но значение этого запланированного изменения, имеющего потенциальные серьезные последствия для глобальной экологии, значительно больше, чем любого климатического изменения за последние 10 000 лет. Постоянно и быстро растет концентрация в атмосфере СО2. За последние десятилетия ее рост во много раз превысил сезонные и межгодовые колебания. Все больше палеоклиматических данных свидетельствует, что темпы и продолжительность потепления в ХХ веке больше, чем в любой иной период за последнюю тысячу лет. Девяностые годы ХХ века являются, самым теплым десятилетием тысячелетия в Северном полушарии.Возрастают как максимальные, так и минимальные среднесуточные температуры, однако минимальные температуры “теплеют” более быстрыми темпами. По вертикальному профилю атмосферы потепление неравномерно, измерения радиозондов и спутников показывают, что тропосфера и поверхность Земли стали теплее, а стратосфера несколько холоднее.

3. Выход мирового океана из берегов

Продолжается увеличение осадков в средних и высоких широтах Северного полушария (кроме восточной части Азии). Паводки стали наблюдаться даже в тех местах, где дождь редкое событие. Уменьшается объем (площадь и толщина) льдов в Арктике, однако изменение льдов в Антарктиде пока не существенно. За последние 45-50 лет арктический морской лед стал тоньше почти на 40% (по состоянию на конец лета, начало осени).Наблюдается явное увеличение сильных и экстремально сильных явлений, связанных с осадками. Типичным стало более позднее образование льда и более ранний ледоход на реках и озерах, сокращение размеров ледников и таяние вечной мерзлоты. Наводнения и засухи, нередко сопровождающиеся гибелью урожая и лесными пожарами, стали более частыми, причем это нельзя объяснить ростом численности населения планеты или “освоением” новых земель. Повышение среднего глобального уровня моря в среднем за ХХ век находится в пределах 1-2 мм в год, что на первый взгляд кажется незначительной величиной. Но, это больше показателей ХIХ века и, вероятно, в 10 раз превышает среднюю величину повышения уровня моря за последние 3000 лет. С другой стороны, нет убедительных свидетельств изменения характеристик штормов. Развитие явления Эль-Ниньо (двухгодичная циркуляция атмосферы и океана в южной части Тихого океана) еще с середины 1970х годов стало необычным по сравнению с предыдущей сотней лет.

4. Моделирование будущего климата и сценарии катастроф

Процессы циркуляции атмосферы и океана уже удается точно описывать с помощью математических моделей. Они научно обоснованы и опираются на физические законы и явления, включая и парниковый эффект, имеют достаточно строгое описание с точки зрения физики атмосферы и океана. Уравнения, описывающие эти законы, совместно “решаются” на пространственной сетке земной атмосферы и океана . Таким образом, можно смоделировать “средний” климат или набор его наиболее вероятных состояний. МГЭИК был разработан пакет сценариев развития событий в зависимости от выбросов парниковых газов, роста населения, применения более эффективных технологий и экономического роста в целом. На базе этих сценариев были сделаны модельные расчеты прогнозных сценариев роста средней температуры на период до 2100 г. Прежде всего, рост температуры будет идти как минимум так же быстро, как и в последние десятилетия ХХ века. Размах прогнозов роста - от 1,4 до 5,80С к концу текущего столетия. При этом 2-30С выглядит наиболее вероятно (предполагается, что человечество немало предпримет для сдерживания изменения климата). Такое потепление очень значительно, ведь это только средние цифры. Вероятно, это беспрецедентное изменение за последние 10 000 лет. Практически во всех районах суши вероятно большое количество жарких дней и периодов сильной жары. Ожидается рост числа и силы экстремального выпадения осадков. В различных районах мира на местном уровне ожидается значительное повышение и понижение количества осадков. В целом предполагается рост содержания водяного пара, испарения и осадков на глобальном уровне. Ожидается повышение Мирового Океана, но пока прогноз весьма неопределен - от 10 до 90 см. Однако заметим, что повышение уровня на 50-90 см далеко не мало, это вызовет разрушение многих береговых сооружений и прибрежную эрозию, засоление питьевой воды. Реальным становится затопление прибрежных низменностей из-за нагрева, а не в следствии таяния льдов, хотя они тоже тают. Шельфом (или болотом) станут не только Голландия и Бангладеш, но и Западная Сибирь.

5. Оценка риска тепличного эффекта

МГЭИК были оценены риски и последствия при разных сценариях. Говоря о рисках в целом, они рассматривались для нижнего и верхнего диапазона изменений температуры к концу ХХI века, то есть для общего потепления, как было указано выше, на 2-30С. В лучшем случае риску вымирания подвергнутся только некоторые уникальные и находящиеся сейчас в опасности экосистемы. Риск от увеличения числа экстремальных явлений будет в любом случае, но при большем потеплении он многократно возрастает. При меньшем глобальном потеплении проблемы затронут лишь часть регионов планеты, а в худшем случае затронут подавляющее большинство регионов. В лучшем случае экономические последствия могут быть смесью негативных и позитивных (во всяком случае, для ряда регионов), а в худшем случае последствия будут строго отрицательны. Беспокойство ученых вызывает продолжающееся увеличение эмиссии углекислого газа. В прогнозе на ближайшие 25 лет Международное энергетическое агентство утверждает, что потребление электроэнергии удвоится, и спрос будет обеспечиваться за счет ископаемого топлива. В этот период эмиссия углекислого газа увеличится на 62%, до 38 тысяч тонн. Специалисты Университета Иллинойса утверждают, что повышение температуры в этом веке на 3 градуса создает 45-процентную вероятность того, что к концу нынешнего века никакого течения Гольфстрим не будет, и 70-процентную вероятность того, что это случится к 2200 году. Даже, если политики введут жесткие налоги на углекислый газ, чтобы уменьшить эмиссию, вероятность того, что течение остановится, составляет один к четырем. Тревожной новостью для Западной Европы и Северной Америки является, то что Гольфстрим прекратит свое существование. Таяние гренландских и арктических льдов и пресная дождевая вода препятствуют течению.

парниковый эффект катастрофа климат

6. Продовольствие и здоровье населения

Говоря о более конкретных негативных последствиях, МГЭИК, прежде всего, выделяет продовольственную безопасность. Изменения климата приведут к снижению потенциальной урожайности в большинстве тропических и субтропических регионов. При росте же средней глобальной температуры более, чем на несколько градусов, будет и снижение урожайности в средних широтах (что, увы, не сможет быть скомпенсировано изменениями в высоких широтах). В первую очередь пострадают засушливые земли. Увеличение концентрации СО2 потенциально может быть позитивным фактором, но скорее всего будет с лихвой “скомпенсировано” вторичными негативными эффектами, особенно там, где сельское хозяйство ведется экстенсивными методами. На большей части суши становится неизбежным изменение привычных условий сельского хозяйства. Отнюдь не постепенное, позволяющее адаптироваться, а катастрофически быстрое. И, как следствие, многолетний голод. Другим негативным эффектом является недостаток водных ресурсов. Изменения климата приводят к неблагоприятному перераспределению осадков. Там, где и их и так достаточно, например, в северных и средних широтах, осадков будет больше. А там, где их недостает, станет меньше. Центральные континентальные районы, вероятно, станут еще суше. С высокой вероятностью может реализоваться сценарий катастрофических лесных пожаров в российской и канадской тайге, обнародованный и забытый на Берлинской конференции по климату в 1995 году. Эти пожары могут спровоцировать выброс сажи в атмосферу Земли, способный резко ослабить освещенность земной поверхности на многие месяцы и, поскольку лесные пожары явление летнее, вызвать тотальный неурожай в Северном полушарии. И, как следствие, опять же голод ударных масштабов. Если не спровоцируют новый ледниковый период, конечно. Главный удар, очевидно, придется по США и Канаде, Европе и бывшему СССР, видимо, по Китаю.

7. Влияние климатических изменений на здоровье человека

Наибольшее прямое влияние теплового стресса будет ощущаться в городах, где в наихудшей ситуации окажутся наиболее уязвимые (старики, дети, люди, страдающие кардиологическими заболеваниями и т.д.) и бедные группы населения. Однако, изменение климата окажет далеко идущие побочные воздействия - распространение переносчиков болезней, снижение качества воды, ухудшение качества продовольствия в развивающихся странах. Возможно появление климатических беженцев и значительное переселение. Последнее, во многом связано с растущим риском катастрофических наводнений и подъемом уровня моря. Над десятками миллионов людей, проживающих в дельтах рек и низменных прибрежных районах, нависнет большая угроза. Население небольших коралловых островов будет группой особого риска. Уже рассматривается вопрос о расселении жителей ряда островов Южной части Тихого океана, на Сейшельских островах, на Маврикии и на Мальдивских островах уже начато сооружение прибрежной защитной инфраструктуры.

Вывод

В основе предпринимаемых в мировом масштабе усилий по борьбе с глобальным потеплением лежит разработанная и подписанная в Рио, Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата (1992). Затем в 1997 году в Киото (Япония) был подписан Киотский Протокол к Конвенции, где прописаны численные обязательства по снижению выбросов. Однако ратифицировать его многие страны не торопятся. Это страны, которые вместе дают 60% ежегодных выбросов двуокиси углерода. Соединенные Штаты и Австралия предложили альтернативу, оба государства -- единственные из развитых стран -- отказываются присоединиться к международному договору по ограничению промышленных выбросов в атмосферу. К предложениям США и Австралии присоединились Япония, Южная Корея, Индия и Китай. Суть альтернативного проекта состоит в том, чтобы не сокращать промышленное производство, а сделать ставку на разработку новых технологий для развивающихся стран. В частности, США предложили программу создания электростанций на специально обработанном угле, при сжигании которого не выделяется углекислый газ. В докладе Всемирной метеорологической организации говориться о единственном выходе в борьбе за восстановление климата. Это кардинальные преобразования на нескольких фронтах: промышленность должна быть более эффективной, автомобили переведены на другие виды горючего, лучше должно быть организовано землепользование, надо восстанавливать леса, шире должны использоваться возобновляемые источники энергии. “И, что наиболее важно, мы должны изменить наши жизненные установки и быть готовыми жить так, чтобы обеспечить и благополучие всех государств и сохранить климат, на благо нашего будущего”. В целом страны все больше понимают, что Глобальное изменение климата - проблема планетарного масштаба и решать ее придется всем миром.

Использованные источники

1.Организация Объединенных Наций: основные факты. Издательство «Весь Мир», М., 2000. http://www.un.org

2. Доклад Всемирной метеорологической организации, www.wmo.ch

3. Российский Региональный Экологический Центр, www.rusrec.ru

4. Международный Социально-экологический Союз , www.seu.ru

5. Всемирный фонд дикой природы (WWF) http://www.wwf.ru

6.Парниковый эффект. www.wikipedia.org

Размещено на Allbest.ru