Глобальные климатические изменения на территории. Факторы влияющие на климат

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 гораздо большие изменения климата. Поскольку эти изменения были обусловлены природными процессами их называют естественными.

Наряду с естественными факторами на глобальные климатические условия оказывает всевозрастающее влияние хозяйственная деятельность человека . Это влияние начало проявляться тысячи лет назад, когда в связи с развитием земледелия в засушливых районах стало широко применяться искусственное орошение. Распространение земледелия в лесной зоне также приводило к некоторым изменениям климата, так как требовало вырубки лесов на больших пространствах. Однако изменения климата в основном ограничивались изменениями метеорологических условий только в нижнем слое воздуха в тех районах, где осуществлялись значительные хозяйственные мероприятия.

Во второй половине XX в. в связи с быстрым развитием промышленности и ростом энерговооруженности возникли угрозы изменения климата на всей планете. Современными научными исследованиями установлено, что влияние антропогенной деятельности на глобальный климат связано с действием нескольких факторов, из которых наибольшее значение имеют:

увеличение количества атмосферного углекислого газа, а также некоторых других газов, поступающих в атмосферу в ходе хозяйственной деятельности, что усиливает парниковый эффект в атмосфере;
увеличение массы атмосферных аэрозолей;
возрастание количества вырабатываемой в процессе хозяйственной деятельности тепловой энергии, поступающей в атмосферу.

Наибольшее значение имеет первая из указанных причин антропогенного изменения климата. Суть « » заключается в следующем. В атмосфере содержатся в определенной концентрации «радиационно-активные» газы, имеющие большое значение для жизни на Земле, поскольку задерживают тепло в нижних слоях атмосферы. Без этих газов температура земной поверхности была бы примерно на 33°С ниже. Однако повышение концентрации парниковых газов (углекислого газа — С0 2 , метана — СН 4 , закиси азота — N,0, хлорфторуглеродов и др.) у земной поверхности приводит к формированию определенной «газовой завесы», которая не пропускает избыточное инфракрасное излучение от поверхности Земли обратно в космос, как это должно быть при нормальной концентрации этих газов. В результате значительная часть энергии остается в приземном слое, что вызывает потепление у самой ее поверхности.

Основной вклад в потепление вносит углекислый газ (65% от всех источников). Рост концентрации углекислого газа в атмосфере определяется образованием С0 2 в результате сжигания угля, нефтепродуктов и других видов топлива. Поступление углекислого газа в атмосферу столь велико, что прекращение этого процесса в ближайшие десятилетия представляется технически неосуществимым. Кроме того, объем потребления энергии в развивающихся странах начинает быстро расти. Постепенный рост количества СО, и других парниковых газов в атмосфере уже оказывает заметное влияние на климат Земли, изменяя его в сторону потепления. Общая тенденция к повышению глобальной средней температуры у поверхности земли усиливается, что уже привело в XX в. к повышению средней температуры воздуха на 0,6°С.

В результате четырехкратного увеличения во второй половине XX в. объема выбросов углеродистых соединений атмосфера Земли стала нагреваться возрастающими темпами (рис. 1). Согласно прогнозам ООН, последующее глобальное повышение температуры воздуха в XXI столетия составит от 1,5 до 4°С.

Рис. 1. Изменение среднегодовой температуры воздуха в приземном слое Земли (1860-2000 гг.)

Прогнозируются следующие последствия глобального потепления:

повышение уровня мирового океана, вследствие таяния ледников и полярных льдов (за последние 100 лет на 10-25 см), что, в свою очередь, оборачивается затоплением территорий, смещением границ болот и низинных районов, повышением солености воды в устьях рек, а также потенциальной утратой мест проживания человека;
изменение количества осадков (количество осадков повышается в северной части Европы и снижается в южной);
изменение гидрологического режима, количества и качества водных ресурсов;
воздействие на экологические системы, сельское и лес!юе хозяйство (смешение климатических зон в северном направлении и миграция видов дикой фауны, изменение сезонности роста и продуктивности угодий в сельском и лесном хозяйстве).

Все перечисленные выше факторы могут оказать катастрофическое воздействие на здоровье людей, экономику и на общество в целом. Растущая частота засух и последующий кризис сельского хозяйства повышают угрозу голода и социальной стабильности в некоторых регионах мира. Сложности с водоснабжением в странах с теплым климатом стимулируют распространение тропических и субтропических болезней. По мере усиления тенденций к потеплению погодные условия становятся более изменчивыми, а климатические стихийные бедствия — более разрушительными. Возрастает ущерб, наносимый стихийными бедствиями мировому хозяйству (рис. 2). Лишь за один 1998 г. он превысил ущерб, нанесенный стихийными бедствиями за все 1980-е гг., десятки тысяч людей погибли и около 25 млн «экологических беженцев» вынуждены были покинуть свои дома.

Рис. 2. Экономический ущерб, нанесенный мировому хозяйству, 1960-2000 гг. (млрд долл. США, ежегодно)

В конце XX в. человечество пришло к пониманию необходимости решения одной из сложнейших и чрезвычайно опасных экологических проблем, связанной с изменением климата, и в середине 1970-х гг. начались активные работы в этом направлении. На Всемирной климатической конференции в Женеве (1979) были заложены основы Всемирной климатической программы. В соответствии с резолюцией Генеральной Ассамблеи ООН об охране глобального климата в интересах нынешнего и будущего поколений принята рамочная Конвенция ООН об изменении климата (1992). Цель конвенции — добиться стабилизации концентрации парниковых газов в атмосфере на таком уровне, который не будет оказывать опасное воздействие на глобальную климатическую систему. Причем решение этой задачи предполагается осуществить в срок, достаточный для естественной адаптации экосистем к изменению климата и позволяющий избежать угрозы производству продовольствия, а также обеспечивающий дальнейшее экономическое развитие на устойчивой основе.

Для ослабления угрозы глобального потепления необходимо в первую очередь сократить объем выбросов диоксида углерода. Большинство этих выбросов возникает в результате сжигания ископаемого топлива, которое по-прежнему обеспечивает более 75% мировой энергии. Быстро увеличивающееся число автомобилей на планете усиливает опасность дальнейшего объема выбросов. Стабилизация СО, в атмосфере на безопасном уровне возможна при общем снижении (примерно на 60%) объема выбросов парниковых газов, вызывающих глобальное потепление. В этом может помочь дальнейшее развитие энергосберегающих технологий, более широкое использование возобновляемых источников энергии.

На III Конференции стран, подписавших рамочную Конвенцию ООН об изменении климата (РКИК) в г. Киото был принят Киотский протокол к РКИК (1997), который зафиксировал определенные количественные обязательства по сокращению выбросов парниковых газов для промышленно развитых стран и стран с переходной экономикой. На момент подписания Киотского протокола выбросы парниковых газов распределялись следующим образом: США — 36,1 %, страны ЕС — 25,0, Россия — 17,4, Япония — 8,5, страны Восточной Европы — 7,4, Канада — 3,3, Австралия и Новая Зеландия — 2,3% от общемировых выбросов. Реализация Киотского протокола могла бы привести к значительному прогрессу, так как протокол обязывает промышленно развитые страны пойти на ограничения выбросов и сократить общие выбросы парниковых газов в период 2008-2012 гг. в среднем на 5%, по сравнению с уровнем 1990 г. Достижение первой группы целей, поставленных в Киотском протоколе рассматривается ООН лишь как начало движения в направлении к тому, что необходимо сделать для замедления процесса глобального потепления, а в перспективе — к снижению риска глобального изменения климата.

Большие надежды мировая общественность возлагала на 15-ю конференцию ООН по изменению климата (Копенгаген, 2009). Накануне ее открытия были опубликованы новые данные о распределении выбросов парниковых газов по отдельным странам: Китай — 20,8%; США — 19,9; Россия-5,5; Индия-4,6; Япония-4,3; Германия — 2,8; Канада — 2,0; Великобритания — 1,8; Южная Корея — 1,7; Иран — 1,6% относительно совокупного выброса С02 в атмосферу. На конференции были разработаны рекомендации о сокращении выбросов парниковых газов и ежегодном выделении малым государствам 100 млрд долл. на финансирование экологических программ до 2020 г. Однако разногласия между развитыми и развивающимися странами не позволили принять юридически обязывающий документ по сокращению вредных выбросов.

В России разработана и утверждена климатическая доктрина, в которой государство декларирует, что оно готово выделять ресурсы на систематические наблюдения за климатом, а также на фундаментальные прикладные исследования в области климата и смежных областях науки. Россия максимально концентрирует усилия на снижении выбросов парниковых газов и увеличении их абсорбции поглотителями и накопителями. Достичь этого предполагается при последовательном внедрении энергосберегающих технологий и альтернативных источников энергии. Россия взяла на себя обязательства по дальнейшему смягчению антропогенного воздействия на климат: к 2020 г. сократить выбросы парниковых газов на 25% относительно 1990 г. (страны Евросоюза — на 20%).

Изучение климатических изменений

Растительные остатки, рельеф и ледниковые отложения, горные породы и ископаемые содержат информацию о значительных колебаниях средних температур и осадков на протяжении геологического времени. Изменения климата также могут изучаться на основании анализа годичных колец древесины, аллювиальных отложений, донных осадков океанов и озер и органических торфяников. В течение нескольких последних миллионов лет в целом происходило похолодание климата, а сейчас, судя по непрерывному сокращению полярных ледяных покровов, мы, видимо, находимся в конце ледникового периода.

Климатические изменения за исторический период иногда можно реконструировать на основе информации о неурожаях, наводнениях, заброшенных поселениях и миграции народов. Непрерывные ряды измерений температуры воздуха имеются только для метеорологических станций, расположенных преимущественно в Северном полушарии. Они охватывают лишь немногим более одного столетия. Эти данные свидетельствуют, что за последние 100 лет средняя температура на земном шаре увеличилась почти на 0,5 °С. Это изменение происходит не плавно, а скачкообразно — резкие потепления сменялись стабильными этапами.

Специалисты разных областей знания предложили многочисленные гипотезы для объяснения причин климатических изменений. Одни полагают, что климатические циклы определяются периодическими колебаниями солнечной активности с интервалом около 11 лет. На годовые и сезонные температуры могли влиять изменения формы орбиты Земли, что приводило к изменению расстояния между Солнцем и Землей. В настоящее время Земля находится ближе всего к Солнцу в январе, однако примерно 10 000 лет назад такое положение она занимала в июле. Согласно еще одной гипотезе в зависимости от угла наклона земной оси менялось количество поступавшей на Землю солнечной радиации, что влияло на общую циркуляцию атмосферы. Не исключено также, что полярная ось Земли занимала иное положение. Если географические полюса находились на широте современного экватора, то, соответственно, смещались и климатические пояса.

Географические теории объясняют долговременные колебания климата движениями земной коры и изменением положения материков и океанов. В свете глобальной тектоники плит на протяжении геологического времени материки перемещались. В результате менялось их положение по отношению к океанам, а также по широте и т. д.

Большие массы пыли и газов, поступавшие в атмосферу при извержениях вулканов, эпизодически становились преградой на пути солнечной радиации и приводили к охлаждению земной поверхности. Повышение концентрации некоторых газов в атмосфере усугубляет общую тенденцию к потеплению.

Влияние климата на жизнь и хозяйственную деятельность людей

Человек, живущий в определенной местности, привыкает, адаптируется (от лат. adaptation — приспособление) к условиям окружающей его среды, в том числе и к климатическим особенностям местности. Его одежда, обувь, питание, жилище, занятия — результат этой адаптации. Она оказывает существенное влияние на хозяйственную деятельность.

Адаптация необходима человеку при перемене климатических условий.

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.

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. Давайте разберемся, в чем причины изменения климата, кто виноват и что делать?

Якутия приручила экстремальный климат

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

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.

Последствия глобального потепления

Чего следует ожидать России?

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?

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.

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.

— 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.

— 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.

Читайте самое интересное в рубрике

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

Факторы изменения климата

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

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

Климатические изменения на Земле

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

Оледенения

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

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

Изменчивость мирового океана

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

Климатическая память

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

Неклиматические факторы и их влияние на изменение климата

Парниковые газы

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

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

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

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

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

Тектоника литосферных плит

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

Солнечное излучение

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

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

Изменения орбиты

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

Вулканизм

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

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

Антропогенное воздействие на изменение климата

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

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

Сжигание топлива

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

Аэрозоли

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

Цементная промышленность

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

Землепользование

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

Скотоводство

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

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

Взаимодействие факторов

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

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

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

Избранная библиография

Соглашения на глобальном и региональном уровне

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

Сафонов Г.В. - Опасные последствия глобального изменения климата (2006)

Статьи

Авдеева Т.Г. - Перспективы международных переговоров по изменению климата: по следам Копенгагенской конференции ООН (2010)

Айдаралиев А.А. - Глобальное изменение климата и устойчивое развитие горных районов Кыргызской Республики (2013)

Агальцева Н. - Воздействие изменения климата на водные ресурсы Узбекистана (2010)

Астафьева Н.М., Раев М.Д., Комарова Н.Ю. - Региональная неоднородность климатических изменений (2008)

Артыкова Ф.Я., Азимова Г.У., Ишниязова Ф.А. - О факторах, влияющих на метеорологические условия и водные ресурсы урбанизированных территорий (2018)

Борисова Е.А. - Эволюция взглядов на изменение климата в Центральной Азии (2013)

Васильцов В.С., Яшалова Н.Н. - Климатическая политика в инновационной экономике: национальный и международный аспекты (2018)

Вирт Д.А - Глобальное управление в сфере изменения климата. Парижское соглашение: новый компонент климатического режима ООН (2017)

Гетьман А.П., Лозо В.И. - Правовая защита климата Земли: историческая динамика, основные компоненты и перспективы развития Киотского процесса (2012)

Демирчян К.С., Кондратьев К.Я., Демирчян К.К. - Глобальное потепление и «Политика» его предотвращения (2010)

Добрецов Н.Л. - Климат во времени и пространстве (2010)

Изменения климата – длительные (свыше 10 лет) направленные или ритмические изменения климатических условий на Земле в целом или в ее крупных регионах. Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, в огромной степени, деятельность человека. По данным Всемирной метеорологической организации, в последние десятилетия среднегодовая температура увеличивается аномально быстро.
Проблема глобального изменения климата является одной из ключевых экологических проблем Земли. Причиной изменения климата являются динамические процессы на планете, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, в огромной степени, деятельность человека.

Какие существуют доказательства изменения климата?

Они всем хорошо известны (это заметное уже и без приборов) - повышение среднемировой температуры (более мягкие зимы, более жаркие и засушливые летные месяцы), таяние ледников и повышение уровня мирового океана, а также всё чаще возникающие и всё более разрушительные тайфуны и ураганы, наводнения в Европе и засухи в Австралии…(см. также «5 пророчеств о климате, которые сбылись»). А кое-где, например, в Антарктике, отмечается похолодание.
Если климат менялся и раньше, почему сейчас это стало проблемой?

Действительно, климат нашей планеты меняется постоянно. Всем известно про ледниковые периоды (они бывают малые и большие), при всемирный потоп и пр. Согласно геологическим данным среднемировая температура в разные геологические периоды колебалась от +7 до +27 градусов по Цельсию. Сейчас средняя температура на Земле составляет примерно +14оС и еще довольно далека от максимума. Так, чем же обеспокоены ученые, главы государств и общественность? Если коротко, обеспокоенность вызывает то, что к естественным причинам изменения климата, которые были всегда, добавляется еще один фактор – антропогенный (результат деятельности человека), влияние которого на изменение климата, по мнению ряда исследователей, становится все сильнее с каждым годом.

Каковы причины изменения климата?

Главной движущей силой климата является Солнце. Например, неравномерное нагревание земной поверхности (сильнее у экватора) является одной из главных причин ветров и океанических течений, а периоды повышенной солнечной активности сопровождаются потеплением и магнитными бурями.
Кроме того на климат влияют изменение орбиты Земли, ее магнитного поля, размеров материков и океанов, извержения вулканов. Все это -естественные причины изменения климата. До недавнего времени они, и только они, определяли изменения климата, в том числе начало и конец долговременных климатических циклов, таких как ледниковые периоды. Солнечной и вулканической активность можно объяснить половину температурных изменений до 1950 года (солнечная активность приводит к повышению температуры, а вулканическая – к снижению).
В последнее время к естественным факторам добавился еще один – антропогенный, т.е. вызванный деятельностью человека. Основным антропогенным воздействием является усиление парникового эффекта, влияние которого на изменение климата в последние два столетия в 8 раз выше влияния изменений солнечной активности.

Что такое парниковый эффект?

Парниковый эффект – это задержка атмосферой Земли теплового излучения планеты. Парниковый эффект наблюдал любой из нас: в теплицах или парниках температура всегда выше, чем снаружи. То же самое наблюдается и в масштабах Земного шара: солнечная энергия, проходя через атмосферу нагревает поверхность Земли, но излучаемая Землей тепловая энергии не может улетучиться обратно в космос, так как атмосфера Земли задерживает ее, действуя наподобие полиэтилена в парнике: она пропускает короткие световые волны от Солнца к Земле и задерживает длинные тепловые (или инфракрасные) волны, излучаемые поверхностью Земли. Возникает эффект парника. Парниковый эффект возникает из-за наличия в атмосфере Земли газов, которые обладают способностью задерживать длинные волны. Они получили название «парниковых» или «тепличных» газов.
Парниковые газы присутствовали в атмосфере в небольших количествах (около 0,1%) с момента ее образования. Этого количества было достаточно, чтобы поддерживать за счет парникового эффекта тепловой баланс Земли на уровне, пригодном для жизни. Это так называемый естественный парниковый эффект, не будь его средняя температура поверхности Земли была бы на 30°С меньше, т.е. не +14° С, как сейчас, а -17° С.
Естественный парниковый эффект ничем не грозит ни Земле, ни человечеству, поскольку общее количество парниковых газов поддерживалось на одном уровне за счет круговорота природы, более того, ему мы обязаны жизнью.

Но увеличение в атмосфере концентрации парниковых газов приводит к усилению парникового эффекта и нарушению теплового баланса Земли. Именно это и произошло в последние два столетия развития цивилизации. Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн парниковых газов в год.

Климатические изменения в России в XX в. в целом соответствовали мировым тенденциям. Например, самыми жаркими за очень длительный срок также оказались 1990-егг. и начало XXI в., в особенности в Западной и Средней Сибири.
Интересный прогноз климатических изменений, ожидаемых на территории бывшего СССР до середины XXI в., опубликовал А. А. Величко. Ознакомиться с этим прогнозом, подготовленным лабораторией эволюционной географии Института географии РАН, можно с помощью составленных той же лабораторией карт последствий глобального потепления и уровней дестабилизации геосистем на территории бывшего СССР.

Были опубликованы и другие прогнозы. Согласно им, потепление климата в целом благоприятно скажется на Севере России, где условия жизни изменятся к лучшему. Однако перемещение к северу южной границы многолетней мерзлоты одновременно создаст целый ряд проблем, поскольку может привести к разрушению зданий, дорог, трубопроводов, построенных с учетом нынешнего распространения мерзлых грунтов. В южных районах страны ситуация окажется более сложной. Например, сухие степи могут стать еще более засушливыми. И это не говоря уже о подтоплении многих портовых городов и прибрежных низменностей.