Глобальне потепління
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.
Причини глобального потепління
Кліматичні системи змінюються як в результаті природних внутрішніх процесів, так і у відповідь на зовнішні впливи, при цьому геологічні та палеонтологічні дані показують наявність довгострокових кліматичних циклів, які приймають форму оледенений. Причини таких змін клімату залишаються невідомими, однак серед основних зовнішніх впливів: зміни орбіти Землі (цикли Миланковича), сонячної активності (в тому числі і зміни сонячної постійної), вулканічні викиди і парниковий ефект. За даними прямих кліматичних спостережень (зміна температур протягом останніх двохсот років) середні температури на Землі підвищилися, проте причини такого підвищення залишаються предметом дискусій, але однією з найбільш широко обговорюваних є парниковий ефект.
Викиди парникових газів
Парниковий ефект був виявлений Жозефом Фур'є в 1824 році і вперше був кількісно досліджений Сванте Арреніус в 1896. Це процес, при якому поглинання і випускання інфрачервоного випромінювання атмосферними газами викликає нагрівання атмосфери і поверхні планети. На Землі основними парниковими газами є: водяна пара, вуглекислий газ (CO2). метан (CH4) і озон. Атмосферні концентрації CO2 і CH4 збільшилися на 31% і 149% відповідно в порівнянні з початком промислової революції в середині XVIII століття. Такі рівні концентрації досягнуті вперше за останні 650 тисяч років - період, щодо якого достовірні дані були отримані зі зразків полярного льоду. Близько половини всіх парникових газів, викинутих людством, залишилися в атмосфері. Близько трьох чвертей усіх викидів парникових газів за останні 20 років викликані використанням нафти, природного газу і вугілля. Бомльшая частина інших викидів викликана змінами ландшафту, в першу чергу вирубкою лісів. На користь цієї теорії свідчать і ті факти, що спостережуване потепління більш значуще: 1.зімой, ніж влітку; 2. вночі, ніж вдень; 3. в високих широтах, ніж в середніх і низьких. А також є фактом те, що швидке нагрівання шарів тропосфери відбувається на фоні не дуже швидкого охолодження шарів стратосфери.
Чому глобальне потепління іноді призводить до похолодання
Глобальне потепління зовсім не означає потепління скрізь і в будь-який час. Зокрема, в будь-якій місцевості може збільшитися середня температура літа і зменшитися середня температура зими, тобто клімат стане більш континентальним. Глобальне потепління можна виявити, тільки усереднивши температуру за всіма географічними локаціях і всіх сезонах. Згідно з однією з гіпотез, можуть з'явитися холодні течії (відгалуження від перебігу Ель Ніньо, яке проходить уздовж північно-західного узбережжя США і несе похолодання цієї території), перетворення течії Гольфстрім з теплого в холодне і т.д. Це викличе істотне падіння середньої температури в Європі (при цьому температура в інших регіонах підвищиться, але не обов'язково у всіх), так як Гольфстрім прогріває континент за рахунок перенесення теплої води з тропіків.
Відповідно до гіпотези кліматологів М. Юінга і У. Донна, існує коливальний процес, в якому заледеніння (льодовиковий період) породжується потеплінням клімату, а дегляціація (вихід з льодовикового періоду) - похолоданням. Це пов'язано з тим, що в кайнозої, при відтаванні крижаних полярних шапок збільшується кількість опадів у високих широтах. Надалі відбувається зниження температури глибинних районів континентів північної півкулі з подальшим утворенням льодовиків. При замерзанні крижаних полярних шапок льодовики в глибинних районах континентів північної півкулі, не отримуючи досить підживлення у вигляді опадів, починають відтавати.
Одним з найбільш наочних процесів, пов'язаних з глобальним потеплінням, є танення льодовиків.
З початку 1970-х років температура багаторічномерзлих грунтів в Західному Сибіру підвищилася на 1,0 ° C, в центральній Якутії - на 1-1,5 ° C. На півночі Аляски з середини 1980-х років температура верхнього шару мерзлих порід збільшилася на 3 ° C.
Наслідки глобального потепління
Збільшення частоти та інтенсивності небезпечних погодних явищ, поширення інфекційних захворювань. Вони завдають значних економічних збитків, загрожують стабільному існуванню екосистем, а також здоров'ю та життю людей. Висновки вчених говорять про те, що продовжуються кліматичні зміни можуть в майбутньому призвести до ще більш небезпечних наслідків, якщо людство не вживе відповідних попереджувальних заходів, також зростання середньорічної температури на 0.8 градуса Цельсія, і це тільки початок. Якщо викиди вуглекислоти будуть рости колишніми темпами, до 2050 року планета стане на 1.5 градуса тепліше, ніж зараз, а до кінця 21 століття - на 3 градуси. Щоб зрозуміти, чим це загрожує людству, досить згадати, що 3 млн. Років тому, коли середньорічні температури перевищували нинішні на 2-3 градуси, рівень світового океану стояв на 25 метрів вище, ніж зараз. А збільшення температури планети всього лише на градус підніме світовий океан на 5-6 метрів. Справа не тільки в самому парниковий ефект, а й в його вторинних наслідки. Так, підвищення температури запускає численні процеси, які збільшують його темпи. Наприклад, полярні сніги і льоди сильно відображають сонячні промені і зберігають холодний клімат Арктики і Антарктики. При їх таненні оголюється грунт або збільшується водна поверхня, які набагато сильніше поглинають сонячну радіацію. Танення тундрових зон вічної мерзлоти призводить до випаровування накопиченої там двоокису вуглецю, а також метану, який поглинає інфрачервоні промені в 20 разів сильніше. Збільшення температури поверхневих шарів світового океану поблизу екватора призводить до того, що зароджуються там урагани робляться все більш частими і руйнівними. Потепління призведе до більш частим і сильним засух і різко збільшить небезпеку великих лісових пожеж.
Також лякають нестачею питної води, ростом числа інфекційних захворювань, проблемами у сільського господарства через засухи. Але в довгостроковій перспективі нічого крім еволюції людини не очікує. Наші предки зіткнулися з проблемою серйозніше, коли після закінчення льодовикового періоду температура різко піднялася на 10 ° С, але саме це привело до створення нашої цивілізації. А то до сих пір би, можливо, полювали на мамонтів зі списами.
10 міфів про глобальне потепління.
1). Глобальне потепління - природний процес. Людина тут не замішаний.
Швидше за все, немає (підвищення температури, особливо з 70-х років, набагато перевищують природні зміни).
2). У будь-якому випадку наслідки будуть поступовими.
Сильні шторми стають все частіше, а історією доведено, різка зміна кліматичних умов може наступити раптово, буквально за кілька років.
3). Глобальне потепління призведе до всесвітнього потопу.
Якщо потепління буде йти тими ж темпами, то рівень світового океану підніметься на 1 метр. Якщо ж допустити, що всі льодовики розтануть, що, звичайно ж, неможливо, то вода підніметься на 10 метрів. І якщо врахувати, що середня висота суші над рівнем океану - 840 метрів, то переживати так сильно з приводу затоплення не варто.
4). Глобальне потепління - єдина причина різких, непередбачуваних змін погоди.
Далеко не єдина. Існує ряд природних, циклічних процесів, до яких глобальне потепління не має ніякого відношення. І саме вони є тим, що може викликати різке потепління або похолодання. Такими факторами можуть послужити океанські течії, циклони, зміна магнітного поля Землі і просто збіги.
5). Викиди вуглекислого газу занадто незначні, щоб спровокувати глобальне потепління.
Хотілося б вірити, але поки факти це заперечують. За статистичними даними, яким можна довіряти були побудовані графіки концентрації вуглекислого газу в атмосфері і температури в цей час. Вони збігаються.
6). Через глобальне потепління температура скоро виросте настільки, що ми всі загинемо.
Чи не настільки і не скоро. За останні 100 років температура зросла на 0,7 ° С, - 1 ° С. І за найсміливішими прогнозами в найближчі 100 років може вирости ще на 4,6 ° С, але швидше за все це збільшення не перевищить 2 ° С. З меншою ймовірністю, але є моделі, що пророкують да ж похолодання.
7). Сільському господарству це буде тільки на руку.
Вуглекислий газ може підвищити врожайність ряду культур, але так само зросте і кількість бур'янів і шкідників. Рослини не зможуть добре рости на тому ж місці через кліматичного зсуву.
8). Причини глобального потепління відомі.
Багато хто вірить, що в глобальному потеплінні повністю винен людина і що, тільки зупинивши промислову діяльність, можна уникнути катастрофи. Насправді ж проблема зміни клімату настільки нова, що зараз неможливо з точністю сказати про її причини. Те, що воно відбувається - це факт, але те, що це результат антропогенної діяльності людини далеко не єдина версія. Так, наприклад, існує версія, що це результат природних процесів, що відбуваються в системі Сонце - Земля - Космос.
9). Ми знаємо, як боротися з глобальним потеплінням, у нас є технології
Стратегічний план знаходиться в розробці. Існує кілька масштабних варіантів боротьби з глобальним потеплінням, але всі вони з області фантастики, та й вимагають колосальних вкладень, порівнянних з бюджетом США, але краще багато дрібних змін, ніж одне велике.
10). Ми не можемо нічого з цим вдіяти.
Кожен вже зараз може внести свій вклад в боротьбу з глобальним потеплінням, хоча б просто дотримуючись рекомендації в споживчої діяльності.
Рішення проблеми глобального потепління
Даною проблемою займаються такі організації, як ООН, ЮНЕСКО, ВООЗ, Всесвітня Метеорологічна організація (ВМО), Всесвітня служба погоди (ВСП), Міжнародний Союз охорони природи і природних ресурсів (МСОППР), Всесвітня Хартія природи і ін. Велику роль відіграють міжнародні громадські організації (Green Peace) .Було з'ясовано що основною причиною глобального потепління є накопичення в атмосфері Землі CО2 .Пізніше, внаслідок наукових розробок, а також досвіду ряду країн було виявлено, що зниження СО2 в атмосфері може бути досягнуто при:
зменшенні використання в промисловості природного палива і заміні його новими видами енергії (ядерна, сонячна, енергія вітру, припливів і відливів, геотермальних джерел);
створення менш енергоємних процесів;
створення безвідходних виробництв і поточних ліній із замкнутим циклом (зараз показано, що при деяких процесах відходи складають 80-90% від вихідної сировини).
Тому була розроблена програма, яка повинна привести до досягнення ряду головних цілей. По-перше, вся планета перейде на жорсткі стандарти енергозбереження, подібні до тих, які в даний час в США діють тільки в Каліфорнії. Так само в програмі ООН розглядаються екологічні проблеми на різних територіях, проблеми здоров'я і добробуту людини, охорона наземних екосистем, Світового океану, рослинності, диких тварин, екологічні питання енергетики, а також екологічна освіта та інформація, торгові, економічні та технологічні аспекти. У програмі ВООЗ спеціальним розділом включені дослідження з охорони навколишнього середовища і її впливу на здоров'я людини. Велика увага приділяється можливості підвищення рівня захворюваності вже відомими інфекціями (малярія та інші природно-вогнищеві інфекції), а також можливості появи нових інфекцій. Програма ВМО передбачає розробку методів довгострокового прогнозування можливих змін клімату та його впливу на людину, а також вплив на клімат різних факторів. Практичне значення програми полягає в тому, що вона допоможе народам використовувати дані про клімат при плануванні і регулюванні всіх сторін людської діяльності. Програма МСОППР узагальнює досвід усіх країн в галузі охорони природи, визначає основні екологічні проблеми сучасності та пропонує систему раціональних методів управління ресурсами біосфери. Програма ВСП координує діяльність всіх зацікавлених країн в області збору та обміну метеорологічною інформацією та має три світові центри - в Москві, Вашингтоні і Мельбурні.
Світова промисловість перейде на сучасні енергозберігаючі технології; зокрема, вдасться удвічі підвищити коефіцієнт корисної дії електростанцій на органічному паливі, за рахунок більш повного використання залишкового тепла. Буде введено в дію мільйон великих вітрогенераторів електрики. Буде побудовано 800 потужних електростанцій на вугіллі, викиди яких будуть повністю очищатися від вуглекислого газу. Буде побудовано 700 ядерних електростанцій, причому жодна з нині діючих не буде закрита. Світовий парк легкових автомобілів і легких вантажівок повністю перейде на машини, які проїжджали не менше 25 км на літр бензину. Згодом всі машини отримають гібридні двигуни, які дозволять їм на коротких маршрутах включати тільки електромотори, які отримують живлення від акумуляторів. Для їх постачання електрикою буде побудовано ще 0.5 млн. Вітрогенераторів. Будуть різко розширені посівні площі під сільськогосподарські культури, здатні служити сировиною для виробництва біопалива з рослинної целюлози. Держави, розташовані в тропіках, за допомогою міжнародного співтовариства повністю зупинять процес зникнення лісів і подвоять нинішні темпи посадки молодих дерев.
Вже зараз у багатьох високорозвинених індустріальних країнах діють жорсткі природоохоронні закони: встановлені вимоги до очищення викидів, розробляються нові технології, що запобігають забрудненню атмосфери, посилені стандарти на викиди відпрацьованих газів автомобілів і т.д. В одних державах (США, Канада) створено центральний орган управління природокористуванням. Мета його - розробка загальнонаціональних екологічних нормативів, що забезпечують поліпшення екологічної ситуації та контроль за їх виконанням. Специфіка японської культури (культ житла, людини, здоров'я) дозволяє вирішувати всі проблеми не на рівні державних агентств, а на рівні міста, району, що дає хороші результати. В цілому, потрібно сказати, що в Європі контроль за викидами в атмосферу не такий суворий, як у США.
Наслідки глобального потепління
Орієнтовна схема наслідків глобального потепління.
Вічна мерзлота в 2025 і 2050 роках
Якщо виправдаються наведені вище прогнозні оцінки помірного (а тим більше різкого) потепління клімату в північних районах, то до середини нового століття вигляд вічної мерзлоти вУкаіни істотно зміниться.
Зимові опади будуть сприяти підвищенню температури вічній порід, а літні - приводити до їх руйнування через посилення термокарста (процес нерівномірного просідання грунтів і підстилаючих гірських порід внаслідок витаіванія підземного льоду), термоерозіі (поєднання теплового і механічного впливу поточної води на мерзлі гірські породи і лід), термоабразией (поєднання процесів теплового і механічного руйнування берегів водойм при впливі волнопрібоя на ділянках узбережжя, складених мерзлим гірськими породами, содер жащімі велика кількість підземних крижаних тіл), а також зсувних процесів. Найбільш яскраво вони проявляться на акумулятивних рівнинах, складених високольдістимі породами, тобто там, де вічній товщі через своїх низьких температур і великої потужності залишаться в цілому стабільними. При руйнуванні верхнього льодового горизонту поверхню деформується істотно і, якщо своєчасно не будуть вжиті захисні заходи, нависне загроза над інженерними спорудами.
Глобальне потепління клімату до середини XXI ст. може призвести до зміщення меж рослинних зон (тундра, ліси помірного поясу, степи і ін.) потенційно на сотні кілометрів. Так, в північних районах Євразії кордону рослинних зон пересунутися на північ на 500-600 км, а зона тундри значно скоротиться в своїх розмірах. За даними ЮНЕП, прогноз зміни клімату з'явиться в прискореному зниженні площ тропічного лісу і саван в Африці. Наведені дані щодо зміни природного зональностіУкаіни в цілому сприятливі для розвитку сільського господарства. Це випливає з того, що максимальне збільшення при потеплінні клімату отримує зона широколистяних лісів, яка асоціюється з регіоном сталого і високопродуктивного землеробства, а також зона степу і лісостепу, де можливе ефективне зернове господарство. Очікується значне збільшення площі земель (на 4,7 млн. Км2, тобто в 1,5 рази більше сучасної), потенційно придатних для землеробства. У ряді країн (США. Великобританія, Швеція, Австрія та ін.) Проведені експерименти з вивчення ряду культурних рослин в умовах підвищених концентрацій CO2. Встановлено, що при подвоєнні концентрації у багатьох рослин зменшується величина транспірації (випаровування води рослиною), збільшується листова поверхня. У лісовому господарстві на тлі поліпшення умов зростання лісових формацій можуть виникнути сприятливі екологічні параметри для росту і розмноження різних комах-шкідників, що призведе до виникнення значних осередків хвороб лісу. Тому вже зараз приймаються заходи по боротьбі з збезлісенням, по збільшенню темпів лісовідновлення з поліпшення використання деревини - все це створить оптимальні умови для розвитку лісового господарства в XXI ст.