Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Устойчивое развитие и современные проблемы экологии. Учебное пособие
.pdf
К настоящему времени ведется множество научных работ по климатологии.
Судя по различным отчетам, земля постоянно нагревается и причина этому - выброс
парниковых газов.
Как только глобальное потепление перестало быть просто научной теорией, а
стала реальностью, с которой нужно что-то делать, весь мир разделился на два
лагеря: те кто доверяет научным данным и те кто не верит в антропогенное влияние
на климат.
Ученые говорят, что некоторые необратимые процессы мы уже запустили, они
будут продолжаться, сотни, может и тысячи лет многолетняя мерзлота будет таять,
океаны будут дальше нагреваться и терять кислород, уровень моря продолжит
подниматься.
Для замедления климатических изменений нужно менять способы ведения
бизнеса и добычи энергии. Это огромные затраты и сложности, с которыми ну никак
не хочется сталкиваться, поэтому все время возникают все новые и новые версии,
почему человек не виноват в глобальном потеплении.
Тема климата стала гибкой, постоянно звучит столько различных заявлений.
Ученые поднимают три ключевых вопроса: первый - что же является
истинной причиной нарастания климатических катастроф, второй - что будет
происходить дальше и третий - какой выход из всего происходящего.
Одна часть ученых на стороне теории антропогенного влияния CO2 на климат,
а вторая часть заявляет, что климат не меняется вообще.
Есть группы ученых обосновывающих понимание того, что причина
изменений климата никак не связано с повышением антропогенного CO2. Они
говорят, что никакие выбросы человека не способны так сильно нагреть океан на
несколько градусов Цельсия за столько короткий промежуток времени. По их
мнению, дело в том, что сейчас на планете растет не только температура, но и
происходит рост аномалий глубоко в недрах планеты, поэтому причина роста
катаклизмов в другом. Факты множественных тепловых аномалий указывают на
проблемы внутри планеты, и, как следствие на таяние ледников. Ледники
Антарктиды и Гренландии тают снизу и именно под ними находится повышенный
71
тепловой поток, который поднимается из недр земли. Океан нагревается снизу при
подводных извержениях и при поднятии магмы.
Благодаря науке мы сыты и здоровы, во многом благодаря ей у нас не
возникает недоверие. И когда наука говорит, что планета греется и всем нам нужно
корректировать наш привычный уклад жизни - мы отвечаем, что ученые ошиблись.
Ученые могут ошибаются, но у них есть свои цели и мотивы для различных
утверждений.
Не смотря на разные мнения и высказывания сегодня уже для всех очевидны
нарастающие выбросы парниковых газов и изменения климата. С каждым новым
исследованием мы становимся чуть ближе к правде. Научные данные - то самое
достоверное, что у нас есть. Им стоит доверять. Самое сложно отличать одну
информацию от другой и уметь находить первоисточники.
4.2 Данные о климате из официальных отчетов
При определении климата обычно используют термин «средняя температура»,
а также более точное определение – «статистическое описание погоды» с целью
выявления средних значений и изменений, происходящих с погодными условиями
за период в несколько лет (обычно три десятилетия). Как правило, эти величины
имеют дело с переменными: температура и осадки. В более широком смысле
«климат» - это описание состояния системы в целом.
Климатическая система состоит из следующих основных компонентов:
атмосфера; океаны; наземная и морская биосферы; криосфера (морской лед,
сезонный снежный покров, горные ледники и ледниковые щиты континентального
масштаба); и поверхность суши. Эти компоненты взаимодействуют друг с другом и
определяют приземный климат Земли. Эти взаимодействия происходят через потоки
энергии в различных формах, через обмен воды, и различных других важных
72
микроэлементов, включая CO2 (диоксид углерода) и CH4 (метан), а также через
круговорот питательных веществ. Климатическая система питается за счет
солнечной энергии, которая уравновешивается излучением инфракрасной
(«тепловой») энергии космоса. Солнечная энергия является основной движущей
силой движения атмосферы и океана, потоков тепла и воды, биологической
активности [6-8].
Компоненты климатической системы влияют на глобальный и региональный
климат различными способами:
а) влияя на состав атмосферы Земли, тем самым модулируя поглощение и
передачу солнечной энергии и излучение инфракрасной энергии обратно в космос;
б) через изменения свойств поверхности, а также количества и характера
облачного покрова, которые оказывают как региональное, так и глобальное
воздействие на климат;
в) путем перераспределения тепла по горизонтали и вертикали из одного
региона в другой посредством атмосферных движений и океанских течений.
В естественном состоянии различные потоки между компонентами
климатической системы обычно очень близки к точному балансу при усреднении за
периоды от одного до нескольких десятилетий. Например, до промышленной
революции поглощение CO2 в процессе фотосинтеза почти точно уравновешивалось
его высвобождением в результате распада растительного и почвенного вещества.
Однако из года в год могут наблюдаться умеренные дисбалансы, знак которых
колеблется.
Люди влияют на ход климатических процессов и, следовательно, на
естественный баланс климатической системы посредством постоянных изменений
регионального и глобального масштаба в составе атмосферы Земли и свойствах
земной поверхности [6-8].
Люди изменяют концентрацию парниковых газов и аэрозолей, которые
влияют на климат и находятся под его влиянием. Парниковые газы уменьшают
чистую потерю инфракрасного тепла в космос, и оказывают влияние на поглощение
солнечной радиации. В результате чего температура поверхности земли становится
73
выше и возникает так называемый парниковый эффект. Аэрозоли, с другой стороны,
могут оказывать охлаждающее действие.
Некоторые парниковые газы возникают в природе, но на них прямо или
косвенно влияет деятельность человека, тогда как другие имеют чисто
антропогенный характер. Основными природными парниковыми газами являются
водяной пар (H2O), углекислый газ (CO2), озон (O3), метан (CH4) и закись азота
(N2O). Основными группами чисто антропогенных парниковых газов являются
галогенуглероды, а также полностью фторированные соединения, такие как
гексафторид серы (SF6).
Водяной пар является самым сильным источником естественного парникового
эффекта, он лее непосредственно связан с климатом и, меньше всего
контролируется деятельностью человека. Это связано с тем, что испарение сильно
зависит от температуры поверхности, а также потому, что водяной пар циркулирует
в атмосфере довольно быстро, в среднем примерно раз в восемь дней.
На концентрацию других парниковых газов, напротив, сильно влияют
выбросы, связанные со сжиганием ископаемого топлива, с ведением лесного
хозяйства и большинством сельскохозяйственных работ.
За исключением озона, все парниковые газы, на которые непосредственно
влияют выбросы человека, хорошо перемешиваются в атмосфере, так что их
концентрация везде почти одинакова и мало зависит от того, где происходят
выбросы.
Озон же отличается от других парниковых газов тем, что он не выбрасывается
напрямую в атмосферу; скорее, он производится в результате фотохимических
реакций с участием других веществ, называемых «прекурсорами», которые
непосредственно выбрасываются в атмосферу.
Что касается процессов удаления, все парниковые газы, не содержащие
водяного пара, за исключением CO2, удаляются в основном за счет химических или
фотохимических реакций в атмосфере. Углекислый газ, напротив, постоянно
циркулирует между рядом «резервуаров» или временных хранилищ (атмосфера,
наземные растения, почвы, океанская вода и океанические отложения).
74
Аэрозоль - это взвесь, которая имеет в своем составе мелкие частицы, которые
имеют непосредственное отношение к изменению климата. Они участвуют в
отражении части солнечной энергии, поступающей на Землю, в космос (прямое
воздействие) и в регулировании количества и оптических свойств облаков
(косвенный эффект).
Аэрозоли могут быть получены как естественным, так и антропогенным
способом. Природные аэрозоли включают морскую соль, пыль и вулканические
аэрозоли, в то время как антропогенные аэрозоли получаются из-за сжигания
биомассы и ископаемого топлива.
В атмосферу выбрасываются аэрозоли в виде пыли. Большинство аэрозолей не
являются продуктом прямого выброса - они образуются в результате химической
модификации газов, например тропосферного O3.
Из-за того, что тропосферные аэрозоли быстро вымываются дождями, они
имеют очень короткий срок жизни в атмосфере. Благодаря этому обстоятельству, а
также из-за того, что мощность источников выбросов сильно варьируется от одного
региона к другому и имеет место быть сильное влияние на распределение аэрозолей
в атмосфере, количество аэрозолей значительно различается от одного региона к
другому. Не только климат оказывает влияние на характер и количество аэрозолей в
атмосфере, но и их распределение.
На климат планеты влияют облака. Количество, местоположение, высота,
продолжительность жизни и оптические свойства облаков оказывают важное
влияние на климат, и изменения этих свойств могут играть важную роль в его
формировании. Радиационное воздействие изменяет количество и свойства облаков,
и зависит от места, времени года. Происходящие изменения в облаках будут
зависеть от полей температуры и влажности, а также от атмосферных динамических
процессов, связанных с ветрами. По этим причинам трехмерные модели с высоким
пространственным разрешением и суточным циклом имеют перспективу
моделирования суммарного влияния изменений облаков на климат. Однако
большинство ключевых облачных процессов происходят в масштабах, значительно
меньших разрешения глобальных моделей, поэтому требуются простые
75
усредненные по площади представления облачных процессов, что приводит к
потенциальной существенной ошибке в моделируемых изменениях облаков.
Физические характеристики земной поверхности и растительный покров
оказывают сильное влияние на поглощение солнечной энергии, а также на потоки
тепла и водяного. Эти потоки сильно влияют на местный приземный климат и
оказывают воздействие на атмосферу, которое в свою очередь распространяется на
весь мир. Особое значение имеют изменения площади высокоотражающего
ледяного и снежного покрова.
По мере потепления климата площадь льда и снега будет уменьшаться, что
приведет к большему поглощению солнечной энергии и дальнейшему потеплению.
Одновременные изменения облачного покрова, вызванные изменением площади
льда и снега, значительно усложнят картину.
Правильное моделирование изменений поверхности суши с применением
моделей с высоким пространственным и временным разрешением позволит
учитывать взаимодействия с облаками и пространственную неоднородность
поверхности. В масштабе времени изменения растительного покрова и свойств
почвы также изменят обмен тепла, между поверхностью и атмосферой.
Океаны оказывают влияние на климат планеты - они играют важную роль в
климатической системе и в изменении климата. Во-первых, они являются основным
хранилищем углерода и поглощают часть антропогенного CO2. Эта роль сохранится
в некоторой степени и в будущем.
Во-вторых, океанские течения переносят значительное количество тепла, тем
самым оказывая сильное влияние на региональный климат. Изменения в
океаническом переносе тепла могут существенно повлиять на региональные
климатические изменения, возможно, вызывая временное похолодание в некоторых
регионах, а потепление в других значительно больше, чем в среднем в глобальном
масштабе, по мере потепления глобального климата.
В-третьих, поглощение и перемешивание тепла океанами значительно
замедляет темпы приземного потепления. Океанские течения и скорость
поглощения тепла океанами зависят от характера ветра и обмена тепла и пресной
76
воды (через осадки и испарение) между океаном и атмосферой. В высоких широтах
наличие морского льда очень сильно влияет на этот обмен, поэтому
удовлетворительное моделирование морского льда имеет большое значение.
Атмосферные движения также оказывают влияние на климат планеты.
Атмосферные движения (ветры) важны для переноса тепла и влаги и снижения
температуры как в полярных, так и в экваториальных регионах. Движения
атмосферы оказывают сильный контроль над формированием, природой и
продолжительностью жизни облаков, обеспечивая тем самым прямую связь с
балансами солнечного и инфракрасного излучения. Перенос тепла в атмосфере и его
изменения также будут влиять на реакцию морского льда и снежного покрова суши
на изменения средней глобальной температуры, тем самым обеспечивая еще одну
связь с общим радиационным балансом Земли. Изменения атмосферных ветров и
осадков, также могут привести к значительным и, возможно, резким изменениям в
циркуляции океанов.
Растения в наземных экосистемах играют центральную роль в наземном
углеродном цикле, поскольку они поглощают атмосферный CO2 во время
фотосинтеза и сохраняют углерод в виде биомассы. На скорость фотосинтеза
влияют тип растения, концентрация CO2 в окружающей среде и температура. Более
высокие уровни CO2 в окружающей среде могут ускорить рост растений за счет
повышения эффективности использования воды. Изменение климата дополнительно
влияет на рост растений несколькими путями. Более высокая температура может
либо увеличить, либо уменьшить скорость фотосинтеза, будет иметь место
тенденция увеличения скорости дыхания растений, и возвращения углерода в
атмосферу. Разложение мертвой биомассы (преимущественно в почве) также
приводит к выбросу CO2 в атмосферу; такое дыхание почвы зависит от типа и
температуры почвы, влажности и доступности питательных веществ. Таким
образом, изменения концентрации CO2 в окружающей среде и климата влияют на
продуктивность экосистем весьма нелинейным и сложным образом.
Вырубка лесов приводит к изменению в землепользовании, и как следствие к
большим и немедленным изменениям в глобальном хранении углерода. Меняется
77
атмосферы (увеличивается концентрация парниковых газов, таких как CO2 и метан
CH4), и климат Земли (температура, осадки, уровень моря).
За весь период с конца ХХ века и до настоящего времени наблюдается
последовательное крупномасштабное потепление как суши, так и поверхности
океана. Вполне вероятно, что большая часть происходящих изменений климата в
последние 50 лет была вызвана увеличением выброса парниковых газов.
Средняя температура на поверхности земли за последние 100 лет возросла на
0,6 °C (0,4 °C - 0,8 °C).
Наибольшее повышение температуры произошло в средних и высоких
широтах северных континентов, участки суши прогрелись сильнее, чем океаны,
биосфера была чистым источником атмосферного CO2. Но до конца 20-го века она
стала чистым поглотителем из-за сочетания факторов, например, изменений в
землепользовании, увеличения антропогенных осаждений азота, увеличения
атмосферные концентрации CO2 и, возможно, потепление климата.
В период с 1750 по 2000 годы произошло увеличение концентрации CH4 в
атмосфере на 151±25 процентов. Это произошло, главным образом, из-за
использования ископаемого топлива, животноводства, выращивания риса и свалок.
На 2 % - 4 % увеличилась частота выпадения обильных осадков в средних и
высоких широтах Северного полушария во второй половине ХХ века. На
протяжении всего 20-го века наблюдался сравнительно небольшой рост территорий,
испытывающих сильную засуху или сильную влагу;
В ряде регионов изменения климата происходили постоянно, но не имели
четких тенденций.
Наблюдались изменения снежного покрова, морского и речного льда,
ледников и уровня моря. Снежный покров и площадь льда уменьшились. Весьма
вероятно, что с конца 1960-х годов площадь снежного покрова в Северном
полушарии уменьшилась в среднем примерно на 10 %.
В 20 веке также произошло широкое отступление горных ледников в
неполярных регионах. С 1950-х годов по 2000 год протяженность морского льда в
78
Северном полушарии уменьшилась примерно на 10 % – 15 %, а толщина
арктического морского льда сократилась примерно на 40 %.
Хотя в период с 1978 по 2000 годы не произошло никаких изменений в общей
площади морского льда в Антарктике, в 1990-е годы региональное потепление на
Антарктическом полуострове совпало с коллапсом шельфового ледника Принца
Густава и части шельфового ледника Ларсена.
Уровень моря на планете поднялся. Согласно данным мареографов, после
поправки на вертикальные движения суши, среднегодовое повышение уровня моря
в течение 20 века составило от 1 до 2 мм.
Весьма вероятно, что потепление 20-го века внесло значительный вклад в
наблюдаемое повышение уровня моря из-за теплового расширения морской воды.
На планете наблюдаются заметные изменения климата. Так явления теплых
колебаний Эль-Ниньо в последний период стали более частыми, постоянными и
интенсивными по сравнению с предыдущими годами середины ХХ века, что влияет
на изменения осадков и температуры в большей части тропиков, субтропиков и
некоторых районах средних широт.
Ученые разрабатывают прогнозируемые модели изменения климата.
Изменения климата происходят в результате внутренней изменчивости
климатической системы и внешних факторов (таких как деятельность человека).
Выбросы парниковых газов и аэрозолей меняют состав атмосферы. Увеличение
выбросов парниковых газов нагревает климат Земли.
По прогнозам, в XXI веке концентрация CO2, глобальная средняя приземная
температура и уровень моря повысятся. Прогнозируются существенные различия в
региональных изменениях климата и уровня моря по сравнению с глобальными
средними изменениями. Прогнозируется также увеличение изменчивости климата и
некоторых экстремальных явлений.
Неустойчивое и неравномерное использование энергии и земли, а также более
чем столетнее сжигание ископаемого топлива однозначно вызвали глобальное
потепление, при этом глобальная приземная температура в 2011-2020 годах стала на
79
1,1 °C выше 1850-1900 годов. Это привело к широкомасштабным негативным
воздействиям и связанным с ними потерям и ущербу для природы и людей.
Сегодня ученые показывают, что температура может повысится на 1,5 °C в
первой половине 2030-х годов, и будет очень сложно контролировать ожидаемое
повышение температуры на 2,0 °C к концу XXI века. Каждое приращение
глобального потепления будет усиливать многочисленные и одновременные
опасности во всех регионах мира.
Причем, парниковые газы способствовали потеплению на 1,0 °C - 2,0 °C, а
аэрозоли способствовали естественному похолоданию на 0,0 °C - 0,8 °C,
вулканические факторы изменили приземную температуру 0,1 °C.
Наблюдаемое увеличение парниковых газов однозначно вызвано их
выбросами в результате деятельности человека. Исторические совокупные чистые
выбросы CO2 с 1850 по 2019 год составили 2400 ± 240 гигатонн CO2, из которых
более половины (58 %) пришлось на период с 1850 по 1989 год, а около 42 %
пришлось на период с 1990 по 2019 год.
Сегодня глобальные выбросы парниковых газов продолжают увеличиваться,
при этом неравномерный исторический и текущий вклад обусловлен неустойчивым
использованием энергии, землепользованием, образом жизни и структурами
потребления и производства в разных регионах и странах.
Чтобы снизить глобальное потепление, вызванное деятельностью человека,
необходимы нулевые выбросы CO2. Обеспечение устойчивых мер по смягчению
последствий, а также ускоренная реализация мероприятий по адаптации в текущем
десятилетии позволит снизить ожидаемые потери и ущерб для человечества и
экосистемы, а также получить ряд дополнительных преимуществ для здоровья
человека. Принятие поспешных решений по адаптации может привести к
блокированию инфраструктур с высоким уровнем выбросов, что приведет к росту
рисков и эскалации затрат, уменьшит эффективность мер и нанесет ущерб. В
ближайших планах инвестиции и изменения, которые могут быть значительно
уменьшены с помощью ряда мер по стимулированию.
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]