Человек научился учитывать состояние погоды и климат, поскольку это влияет на его жизнь. Рост населения и его потребностей увеличивает давление на окружающую среду и атмосферу. Ученые давно обратили внимание на изменение климата и влияние этого на человечество. Ученые разделились на два лагеря: одни считают, что потепление климата – результат деятельности человека; другие исследователи полагают, что потепление – колебания климата Земли, где период потепления сменяется ледниковым периодом.
Почему климат изменяется?
За время существования Земли климат на земном шаре постоянно изменялся.
Изменения климата обусловлены как внеземными, так и земными факторами. Внеземные факторы – это изменения количества солнечной радиации и параметров орбиты Земли. К числу земных факторов относятся, например, тектоника литосферных плит и извержения вулканов, при которых в воздух выбрасывается большое количество диоксида серы. Диоксид серы реагирует с водяным паром, уменьшается прозрачность атмосферы, а следовательно, – и количество прямой солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. В 1982 году в Мексике и в 1991 году на Филиппинах произошли сильнейшие извержения вулканов. Следующие за ними годы, 1983-й и 1992-й, были значительно прохладнее, чем обычно.
Бромо – небольшой и активный вулкан на острове Ява, который извергается каждые пару лет и остается активным вот уже как минимум пару столетий.
В апреле 2010 года облако пепла из исландского вулкана Эйяфьядлайёкюдль распространилось за пределы островного государства и парализовало воздушное движение в Европе на целую неделю.
Перевод
Когда мы говорим об изменениях климата, мы имеем ввиду изменения, которые вызываем мы сами. На самом деле климат Земли изменялся все время, например, из-за столкновений с метеоритами или изменений количества солнечной радиации. С циклом в десятки и сотни тысяч лет угол наклона земной оси и форма орбиты меняются, что приводит к серьезным изменениям. Так, во времена динозавров климат был заметно теплее, а в районе полюсов росли леса. Через 70 млн лет на планете наступил ледниковый период. 160 000 лет назад Нью-Йорк находился бы на краю ледника толщиной 2 км, при этом средняя температура на Земле была всего на 4° ниже, чем сейчас. 30 000 лет спустя Нью-Йорк оказался бы под пятиметровым слоем воды, а средняя температура была менее чем на 2° выше нынешней. Все эти изменения были вызваны изменением активности Солнца и изменением угла наклона земной оси и происходили задолго до появления человека. Возраст Солнца составляет около 4,5 млрд лет, и оно производит 3,35 ⋅ 1012 Дж энергии в секунду. Земля защищена от излишков этого излучения магнитным полем. С давних пор Солнце занимало важное место в религиях всех народов. Сегодня мы знаем о нем гораздо больше, однако этого все равно недостаточно для полного понимания происходящих на нем процессов.
Подумай!
- Почему попавший в атмосферу вулканический пепел опасен для самолетов?
Как человек влияет на климат?
Углекислый газ, водяной пар и метан являются так называемыми парниковыми газами, поглощающими тепловое излучение. Они образуют в атмосфере слой, который не пропускает в космос тепловое излучение Земли. Возникает парниковый эффект. Так стеклянная крыша парника пропускает солнечные лучи внутрь, но не выпускает тепло обратно. Поэтому в парниках всегда жарко. По такому же принципу действуют и парниковые газы в отношении Земли.
Знаешь ли ты?
Житель Германии производит около 10 тонн углекислого газа в год, а житель Замбии – всего лишь 0,2 тонны.
В последнее десятилетие в результате сжигания фоссильного топлива содержание парниковых газов в атмосфере резко возросло. Рост концентрации газов начался в период промышленной революции в начале XVIII и XIX веков. Поэтому потепление климата связывают с деятельностью человека. За последние 150 лет средняя температура планеты поднялась примерно на 0,8 °C.
Растительность на поверхности Земли поглощает и хранит углекислый газ, который содержится в атмосфере, поэтому на увеличение количества углекислого газа повлияло также уничтожение экваториальных дождевых лесов. Загрязнение метаном вызывают такие сферы человеческой деятельности как выращивание риса, скотоводство и свалки.
- 3
- 4
- 1
- 2
Парниковый эффект – важный фактор, формирующий климат Земли. Благодаря парниковым газам и существует жизнь на Земле, без них средняя температура на нашей планете составляла бы не +15 °C, а –18 °C.
В последнее время быстрое потепление климата было замечено прежде всего в умеренном поясе Северного полушария. В качестве возможных причин называют более сильное загрязнение воздуха, большое количество крупных городов и большую площадь суши. Потепление климата имеет множество последствий, влияющих на человечество:
- увеличивается количество осадков;
- сдвигаются границы климатических поясов;
- растет частота тропических штормов;
- расширяются жаркие и сухие пустынные области;
- из-за теплых зим растет численность вредных насекомых;
- живущие в умеренном поясе люди заболевают болезнями, распространенными в тропиках;
- тают материковый лед и горные ледники, что влечет за собой повышение уровня Мирового океана, из-за чего 50 млн жителей Земли грозит переселение;
- при таянии ледников Арктики и Гренландии в океаническую воду попадет огромное количество холодной пресной воды, что может повлиять на движение океанических течений.
Углекислый газ, водяной пар и метан – это парниковые газы, препятствующие рассеиванию теплового излучения Земли в космическое пространство и вызывающие увеличение температуры нижнего слоя тропосферы
Изменение климата как часть его естественного колебания
Т. н. малый ледниковый период нашел отражение в работах многих художников того времени. Голландец Хендрик Аверкамп (1585–1634) изобразил людей, катающихся на коньках по каналам, которые в наши дни не замерзают.
На картине другого голландского художника, Абрахама Хондиуса (1625–1691), изображена замерзшая Темза, которая так же в наши дни не замерзает.
Основываясь на истории изучения климата, ученые пришли к мнению, что происходящее в течение последних 50 лет глобальное потепление является лишь частью общего колебания климата, это подтверждается многочисленными исследованиями климатических условий Земли. Так, например, в Эстонии в середине ХХ века имело место понижение температуры, которое сопровождалось очень суровыми зимами. С 1970-х по 2000-е годы происходило потепление, что привело к теплым зимам. С начала XXI века до настоящего времени зимы вновь стали холоднее, прогнозируются холодные зимы и на ближайшее будущее. Летние температуры в Эстонии изменились незначительно.
Если заглянуть в еще более далекое прошлое, то мы увидим, что 900–1250 годы были очень теплыми, а после, в 1500–1900-х годах наступил так называемый малый ледниковый период. Особенно холодным в Европе был период с 1570-е по 1730-е годы, когда Средиземное море покрывалось льдом и там можно было кататься на коньках.
Согласно теории изменения климата в обращении Земли вокруг Солнца тоже происходят изменения, в результате чего ее орбита периодически удлиняется или укорачивается, то есть становится более эллиптической. Период изменения формы орбиты Земли составляет примерно 100 000 лет.
Кроме того, происходят периодические изменения угла наклона земной оси (цикл составляет примерно 41 000 лет) и изменения ориентации земной оси (цикл составляет примерно 24 000 лет). Эти циклические изменения получили название циклов Миланковича.
Именно изменения формы орбиты Земли, угла и положения воображаемой оси обуславливают изменения количества энергии, поступающей на Землю от Солнца, а следовательно, и изменения климата.
Информация о климатических изменениях прошлого сохранилась, например, во льдах полюсов, донных отложениях водоемов, годичных кольцах деревьев.
Основным влияющим на климат Земли фактором является количество солнечной радиации, поступающей на Землю, которое зависит от расстояния между Землей и Солнцем и от изменения этого расстояния. Несомненным является и тот факт, что извержение сильных вулканов оказывает непосредственное влияние на климатические условия последующих лет. Во время мощных извержений в атмосферу выбрасывается больше парниковых газов, чем это делают все вместе взятые крупные промышленно-развитые страны. Это может привести к масштабным изменениям погоды и климата. Например, после извержения вулкана Тамбора в Индонезии в 1815 году температура на Земле понизилась настолько, что в Европе и Северной Америке этот год вошел в историю как «год без лета». В 1883 году проснулся вулкан Кракатау, его извержения также значительно повлияли на климат – средняя температура на Земле упала на 0,5 градусов.
- Изменения угла наклона земной оси
- Фотосинтез
- Извержения вулканов
- Глобальная циркуляция атмосферы
- Изменения формы орбиты Земли
- Концентрация парниковых газов в атмосфере
Дополнительный материал. Киотский протокол
На международной конференции в городе Киото (Япония) в 1997 году было принято соглашение, регулирующее выбросы парниковых газов в атмосферу. К сентябрю 2011 года к соглашению присоединилось 191 государство.
Основная цель протокола – уменьшение концентрации парниковых газов в атмосфере. В соглашении указаны квоты на количество выбросов углекислого газа в атмосферу для каждого государства. Тем не менее, на сегодняшний день не всем ведущим промышленно-развитым странам удается уменьшить количество выбросов углекислого газа до необходимого предела, и им приходится обращаться к мировому сообществу с целью покупки дополнительных квот на выбросы. В соответствии с протоколом эти страны могут купить квоты на выбросы углекислого газа, высвободившиеся благодаря сокращению выбросов у других стран, оплатив этим странам стоимость квот.
Предполагается, что спустя столетие в Германии количество выбросов углекислого газа может быть в два раза выше, чем на сегодняшний день. Ставка делается на африканские государства, в которых Германия в обмен поддерживает политику внедрения возобновляемых источников энергии. Можно сказать, что глобальная торговля квотами на выбросы привела к тому, что крупные промышленные страны не выполняют требования Киотского протокола, вместо них это делают развивающиеся страны.
Подумай!
- Определи по экологическому календарю, когда отмечается Всемирный день защиты озонового слоя. Как его можно отпраздновать?
