Глобальное потепление

Реферат:

Глобальное потепление

Орловой Екатерины

Глобальное потепление

Глоба́льное потепле́ние— процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмосферы Земли и Мирового океана. Наша планета нагревается и это оказывает катастрофический эффект на ледяные шапки земли. Температура поднимается, лёд начинает таять, море начинает подниматься. По всему миру уровень океана поднимается в 2 раза быстрее чем 150 лет назад. В 2005 году 315 км³ льда из Гренландии и Антарктики растаяли в море, для сравнения в городе Москве в год используется 6 км³ воды – это глобальное таяние. В 2001 году учёные прогнозировали что к концу века уровень моря поднимется на 0.9 метра. Это повышение уровня воды достаточное что бы повлиять на более 100 млн. людей во всём мире, но уже сейчас многие специалисты опасаются, что их прогнозы могут быть неверными.

Причины глобального потепления

Климатические системы изменяются как в результате естественных внутренних процессов, так и в ответ на внешние воздействия, при этом геологические и палеонтологические данные показывают наличие долговременных климатических циклов, которые принимают форму оледенений. Причины таких изменений климата остаются неизвестными, однако среди основных внешних воздействий: изменения орбиты Земли (циклы Миланковича), солнечной активности (в том числе и изменения солнечной постоянной), вулканические выбросы и парниковый эффект. По данным прямых климатических наблюдений (изменение температур в течение последних двухсот лет) средние температуры на Земле повысились, однако причины такого повышения остаются предметом дискуссий, но одной из наиболее широко обсуждаемых является парниковый эффект.

Сенсационными оказались результаты двух крупномасштабных проектов по изучению причин глобального потепления. Авторы исследований доказали, что вклад человечества в общий объем выброса углекислоты составляет хорошо если 10%. Промышленность и сельское хозяйство всего мира постоянно увеличивают выброс углекислоты в атмосферу, которая действует как пленка в парнике и не дает избыточному теплу раствориться в космосе. А выхлопы миллионов автомобилей, производство металлов и строительных материалов сопровождаются выбросом углекислоты и других парниковых газов.

Рост поглощения инфракрасных лучей начался одновременно с промышленной революцией 18 века и продолжается по сей день. За последние 250 лет в атмосферу было выброшено 1100 млрд. тонн углекислоты, причем половина этого количества пришлась на последние 35 лет. В доиндустриальную эпоху ее концентрация равнялась 280 частей на 1 млн., к 1960 году дошла до 315 частей на 1 млн., а в 2005 году составила 380 частей на миллион. Сейчас она увеличивается еще быстрее, примерно на два пункта в год. По данным палеоклиматических исследований, с такой скоростью накопления атмосферной углекислоты наша планета не сталкивалась, как минимум, 650 тыс. лет.

Выбросы парниковых газов

Парниковый эффект был обнаружен Жозефом Фурье в 1824 году и впервые был количественно исследован Сванте Аррениусом в 1896. Это процесс, при котором поглощение и испускание инфракрасного излучения атмосферными газами вызывает нагрев атмосферы и поверхности планеты. На Земле основными парниковыми газами являются: водяной пар, углекислый газ (CO2) , метан (CH4) и озон. Атмосферные концентрации CO2 и CH4 увеличились на 31 % и 149 % соответственно по сравнению с началом промышленной революции в середине XVIII века. Такие уровни концентрации достигнуты впервые за последние 650 тысяч лет — период, в отношении которого достоверные данные были получены из образцов полярного льда. Около половины всех парниковых газов, выброшенных человечеством, остались в атмосфере. Около трёх четвертей всех выбросов парниковых газов за последние 20 лет вызваны использованием нефти, природного газа и угля. Бо́льшая часть остальных выбросов вызвана изменениями ландшафта, в первую очередь вырубкой лесов. В пользу данной теории свидетельствуют и те факты, что наблюдаемое потепление более значимо: 1.зимой, чем летом; 2. ночью, чем днём; 3. в высоких широтах, чем в средних и низких. А также является фактом то, что быстрое нагревание слоёв тропосферы происходит на фоне не очень быстрого охлаждения слоёв стратосферы.

Почему глобальное потепление иногда приводит к похолоданию

Глобальное потепление вовсе не означает потепление везде и в любое время. В частности, в какой-либо местности может увеличиться средняя температура лета и уменьшиться средняя температура зимы, то есть климат станет более континентальным. Глобальное потепление можно выявить, только усреднив температуру по всем географическим локациям и всем сезонам. Согласно одной из гипотез, могут появиться холодные течения (ответвление от течения Эль Ниньо, которое проходит вдоль Северо-западного побережья США и несет похолодание этой территории), превращение течения Гольфстрим из теплого в холодное и т.д. Это вызовет существенное падение средней температуры в Европе (при этом температура в других регионах повысится, но не обязательно во всех), так как Гольфстрим прогревает континент за счёт переноса тёплой воды из тропиков.

Согласно гипотезе климатологов М. Юинга и У. Донна, существует колебательный процесс, в котором оледенение (ледниковый период) порождается потеплением климата, а дегляциация (выход из ледникового периода) — похолоданием. Это связанно с тем, что в Кайнозое, при оттаивании ледяных полярных шапок увеличивается количество осадков в высоких широтах. В дальнейшем происходит снижение температуры глубинных районов континентов северного полушария с последующим образованием ледников. При замерзании ледяных полярных шапок ледники в глубинных районах континентов северного полушария, не получая достаточно подпитки в виде осадков, начинают оттаивать.

Одним из наиболее наглядных процессов, связанных с глобальным потеплением, является таяние ледников.

За последние полвека температура на юго-западе Антарктики, на Антарктическом полуострове, возросла на 2,5 °C. В 2002 году от шельфового ледника Ларсена площадью 3250 км² и толщиной свыше 200 метров, расположенного на Антарктическом полуострове, откололся айсберг площадью свыше 2500 км². Весь процесс разрушения занял всего 35 дней. До этого ледник оставался стабильным в течение 10 тысяч лет, с конца последнего ледникового периода. Таяние шельфового ледника привело к выбросу большого количества айсбергов (свыше тысячи) в море Уэдделла. Тем не менее, площадь оледенения Антарктики растет. Отмечено ускорение процесса деградации вечной мерзлоты.

С начала 1970-х годов температура многолетнемёрзлых грунтов в Западной Сибири повысилась на 1,0 °C, в центральной Якутии — на 1—1,5 °C. На севере Аляски с середины 1980-х годов температура верхнего слоя мёрзлых пород увеличилась на 3 °C.

Последствия глобального потепления

Увеличение частоты и интенсивности опасных погодных явлений, распространении инфекционных заболеваний. Они наносят значительный экономический ущерб, угрожают стабильному существованию экосистем, а также здоровью и жизни людей. Выводы ученых говорят о том, что продолжающиеся климатические изменения могут в будущем привести к еще более опасным последствиям, если человечество не предпримет соответствующих предупредительных мер, также рост среднегодовой температуры на 0.8 градуса Цельсия, и это только начало. Если выбросы углекислоты будут расти прежними темпами, к 2050 году планета станет на 1.5 градуса теплее, чем сейчас, а к концу 21 столетия - на 3 градуса. Чтобы понять, чем это грозит человечеству, достаточно вспомнить, что 3 млн. лет назад, когда среднегодовые температуры превышали нынешние на 2-3 градуса, уровень мирового океана стоял на 25 метров выше, чем сейчас. А увеличение температуры планеты всего лишь на градус поднимет мировой океан на 5-6 метров. Дело не только в самом парниковом эффекте, но и в его вторичных последствиях. Так, повышение температуры запускает многочисленные процессы, которые увеличивают его темпы. Например, полярные снега и льды сильно отражают солнечные лучи и сохраняют холодный климат Арктики и Антарктики. При их таянии оголяется почва или увеличивается водная поверхность, которые гораздо сильнее поглощают солнечную радиацию. Таяние тундровых зон вечной мерзлоты приводит к испарению накопленной там двуокиси углерода, а также метана, который поглощает инфракрасные лучи в 20 раз сильнее. Увеличение температуры поверхностных слоев мирового океана вблизи экватора приводит к тому, что зарождающиеся там ураганы делаются все более частыми и разрушительными. Потепление приведет к более частым и сильным засухам и резко увеличит опасность обширных лесных пожаров.

Также пугают нехваткой питьевой воды, ростом числа инфекционных заболеваний, проблемами у сельского хозяйства из-за засух. Но в долгосрочной перспективе ничего кроме эволюции человека не ожидает. Наши предки столкнулись с проблемой посерьезнее, когда после окончания ледникового периода температура резко поднялась на 10°С, но именно это привело к созданию нашей цивилизации. А то до сих пор бы, возможно, охотились на мамонтов с копьями.

10 мифов о глобальном потеплении.

1). Глобальное потепление - естественный процесс. Человек тут не замешан.

Скорее всего, нет (повышение температуры, особенно с 70-х годов, намного превышают естественные изменения).

2). В любом случае последствия будут постепенными.

Сильные штормы становятся все чаще, а историей доказано, резкое изменение климатических условий может наступить внезапно, буквально за несколько лет.

3). Глобальное потепление приведет к всемирному потопу.

Если потепление будет идти теми же темпами, то уровень мирового океана поднимется на 1 метр. Если же допустить, что все ледники растают, что, конечно же, невозможно, то вода поднимется на 10 метров. И если учесть, что средняя высота суши над уровнем океана - 840 метров, то переживать так сильно по поводу затопления не стоит.

4). Глобальное потепление - единственная причина резких, непредсказуемых изменений погоды.

Далеко не единственная. Существует ряд естественных, циклических процессов, к которым глобальное потепление не имеет никакого отношения. И именно они являются тем, что может вызвать резкое потепление или похолодание. Такими факторами могут послужить океанские течения, циклоны, изменение магнитного поля Земли и просто совпадения.

5). Выбросы углекислого газа слишком незначительны, чтобы спровоцировать глобальное потепление.

Хотелось бы верить, но пока факты это отрицают. По статистическим данным, которым можно доверять были построены графики концентрации углекислого газа в атмосфере и температуры в это время. Они совпадают.

6). Из-за глобального потепления температура скоро вырастет настолько, что мы все погибнем.

Не настолько и не скоро. За последние 100 лет температура выросла на 0,7°С, - 1° С. И по самым смелым прогнозам в ближайшие 100 лет может вырасти еще на 4,6° С, но скорее всего это увеличение не превысит 2°С. С меньшей вероятностью, но есть модели, предсказывающие да же похолодание.

7). Сельскому хозяйству это будет только на руку.

Углекислый газ может повысить урожайность ряда культур, но так же возрастет и количество сорняков и вредителей. Растения не смогут хорошо расти на том же месте из-за климатического сдвига.

8). Причины глобального потепления известны.

Многие верят, что в глобальном потеплении полностью виновен человек и что, только остановив промышленную деятельность, можно избежать катастрофы. В действительности же проблема изменения климата настолько нова, что сейчас невозможно с точностью сказать о ее причинах. То, что оно происходит - это факт, но то, что это результат антропогенной деятельности человека далеко не единственная версия. Так, например, существует версия, что это результат естественных процессов, происходящих в системе Солнце - Земля - Космос.

9). Мы знаем, как бороться с глобальным потеплением, у нас есть технологии

Стратегический план находится в разработке. Существует несколько масштабных вариантов борьбы с глобальным потеплением, но все они из области фантастики, да и требуют колоссальных вложений, сравнимых с бюджетом США, но лучше много мелких изменений, чем одно большое.

10). Мы не можем ничего с этим поделать.

Каждый уже сейчас может внести свой вклад в борьбу с глобальным потеплением, хотя бы просто соблюдая рекомендации в потребительской деятельности.

Решение проблемы глобального потепления

Данной проблемой занимаются такие организации, как ООН, ЮНЕСКО, ВОЗ, Всемирная Метеорологическая организация (ВМО), Всемирная служба погоды (ВСП), Международный Союз охраны природы и природных ресурсов (МСОППР), Всемирная Хартия природы и др. Большую роль играют международные общественные организации (GreenPeace).Было выяснено что основной причиной глобального потепления является накопление в атмосфере Земли CО₂ .Позже, вследствие научных разработок, а также опыта ряда стран было выявлено, что снижение СО₂ в атмосфере может быть достигнуто при:

- уменьшении использования в промышленности природного топлива и замене его новыми видами энергии (ядерная, солнечная, энергия ветра, приливов и отливов, геотермальных источников);

- создании менее энергоемких процессов;

- создании безотходных производств и поточных линий с замкнутым циклом (сейчас показано, что при некоторых процессах отходы составляют 80-90% от исходного сырья).

Поэтому была разработана программа, которая должна привести к достижению ряда главных целей. Во-первых, вся планета перейдет на жесткие стандарты энергосбережения, подобные тем, которые в настоящее время в США действуют только в Калифорнии. Так жев программе ООН рассматриваются экологические проблемы на различных территориях, проблемы здоровья и благосостояния человека, охрана наземных экосистем, Мирового океана, растительности, диких животных, экологические вопросы энергетики, а также экологическое образование и информация, торговые, экономические и технологические аспекты. В программе ВОЗ специальным разделом включены исследования по охране окружающей среды и её влиянию на здоровье человека. Большое внимание уделяется возможности повышения уровня заболеваемости уже известными инфекциями (малярия и другие природно-очаговые инфекции), а также возможности появления новых инфекций. Программа ВМО предусматривает разработку методов долгосрочного прогнозирования возможных изменений климата и его влияния на человека, а также влияние на климат различных факторов. Практическое значение программы состоит в том, что она поможет народам использовать данные о климате при планировании и регулировании всех сторон человеческой деятельности. Программа МСОППР обобщает опыт всех стран в области охраны природы, определяет основные экологические проблемы современности и предлагает систему рациональных методов управления ресурсами биосферы. Программа ВСП координирует деятельность всех заинтересованных стран в области сбора и обмена метеорологической информацией и имеет три мировых центра – в Москве, Вашингтоне и Мельбурне.

Мировая промышленность перейдет на современные энергосберегающие технологии; в частности, удастся вдвое повысить коэффициент полезного действия электростанций на органическом топливе, за счет более полного использования остаточного тепла. Будет введен в действие миллион крупных ветрогенераторов электричества. Будет построено 800 мощных электростанций на угле, выбросы которых будут полностью очищаться от углекислого газа. Будет построено 700 ядерных электростанций, причем ни одна из ныне действующих не будет закрыта. Мировой парк легковых автомобилей и легких грузовиков полностью перейдет на машины, проезжающие не менее 25 км на литр бензина. Со временем все машины получат гибридные двигатели, которые позволят им на коротких маршрутах включать только электромоторы, получающие питание от аккумуляторов. Для их снабжения электричеством будет построено еще 0.5 млн. ветрогенераторов. Будут резко расширены посевные площади под сельскохозяйственные культуры, способные служить сырьем для производства биотоплива из растительной целлюлозы. Государства, расположенные в тропиках, с помощью международного сообщества полностью остановят процесс исчезновения лесов и удвоят нынешние темпы посадки молодых деревьев.

Уже сейчас во многих высокоразвитых индустриальных странах действуют жесткие природоохранные законы: установлены требования к очистке выбросов, разрабатываются новые технологии, предотвращающие загрязнение атмосферы, ужесточены стандарты на выбросы отработанных газов автомобилей и т.д. В одних государствах (США, Канада) создан центральный орган управления природопользованием. Цель его – разработка общенациональных экологических нормативов, обеспечивающих улучшение экологической ситуации и контроль за их выполнением. Специфика японской культуры (культ жилища, человека, здоровья) позволяет решать все проблемы не на уровне государственных агентств, а на уровне города, района, что дает хорошие результаты. В целом, нужно сказать, что в Европе контроль за выбросами в атмосферу не так строг, как в США.

Последствия глобального потепления

Примерная схема последствий глобального потепления.

Велик и социальный аспект этой программы. Изменение климата затронет интересы всех жителей планеты. Причем это может продолжаться в течение длительного периода. Возможное изменение экономики государства может привести к изменению всего уклада жизни людей на той или иной территории. Кроме того, прогнозируемый подъем уровня мирового океана и в связи с этим затопление больших территорий суши, потребует не только строительства защитных сооружений, но и переселения целых народов, что может вызвать социальные потрясения. Большой проблемой этого плана явится влияние изменения климата на здоровье человека, и, прежде всего, необходимость адаптации его к новым климатическим условиям. Возможно появление новых и увеличение уровня существующих заболеваний. Все изменения, которые происходят на Земле, не проходят бесследно для нашего организма. Наше варварское отношение к Земле сделало её агрессивной для нас. Экологическая трагедия Земли перешла в физическую и моральную трагедию человека. Даже по консервативным расчётам прогнозируется, что в течение следующих 60 лет, повышение уровня моря уничтожит четверть всех домов находящиеся в 150-ти метрах от побережья. Последние исследования рисуют более тревожную картину. К концу столетия уровень моря может подняться на целых 6 метров и это всё может произойти со всеми нами из-за таяния. Анализ данных показывает, что в течение последнего столетия наша планета Земля разогрелась на один градус выше среднего показателя. По предположению ученых в ближайшие 50 лет температура поднимется еще на 3-5 градусов, что приведет к тяжелым последствиям, как для Земли, так и для людей и животного мира.

Китай, являющийся одним из основных поставщиков парниковых газов в атмосферу, в то же время максимально ощутит на себе негативные последствия потепления в XXI в. По прогнозам, даже повышение уровня моря на 0,5 м приведет к затоплению около 40 тыс. км² плодородных равнин. Наиболее уязвимыми окажутся обширные низкие низовья крупных рек Хуанхэ, Янцзы и др., где средняя плотность населения иногда достигает 800 чел/км2. Кроме того, значительно активизируются размыв берегов, что приведет к серьезным социально-экономическим последствиям, особенно в крупных городах, расположенных на морских побережьях.Крайне интенсивными могут быть изменения на хорошо освоенных берегах, например — Черного и Азовского морей, где естественное развитие будет сочетаться с интенсивным антропогенным воздействием, т.е. изъятием наносов с пляжей, строительством дамб и плотин на реках, созданием берегозащитных сооружений и т.д. Наиболее интенсивно будут разрушаться песчаные пересыпи, отчленяющие лиманы в Северо-Западном Причерноморье и на Азовском море, а также косы Северного Приазовья. В дельте Кубани ожидается затопление прибрежных низменностей. Быстрее станут отступать береговые склоны, сложенные непрочными лессами. В районе Одессы, Мариуполя, Приморско-Ахтарска помимо размыва уступов усилятся оползневые и обвальные процессы, и разрушение берегов может достичь катастрофических масштабов.Ледяные берега в условиях повышения температуры воздуха и поверхностных вод будут подвержены быстрому разрушению вследствие таяния льда и обрушения нависающих ледяных блоков. Не исключено, что и районах их распространения (Шпицберген. Земля Франца-Иосифа, Новая Земля, Северная Земля), на акваториях морей Баренцева, Карского и Лаптевых увеличится количество айсбергов.

Вечная мерзлота в 2025 и 2050 годах

Если оправдаются приведенные выше прогнозные оценки умеренного (а тем более резкого) потепления климата в северных районах, то к середине нового столетия облик вечной мерзлоты в России существенно изменится.

Сопоставление современных характеристик вечной мерзлоты с прогнозными проводилось путем составления последовательного ряда мелкомасштабных карт. Помимо сугубо мерзлотных характеристик (распространения вечномерзлых пород, их мощности, температуры, льдистости, глубины сезонного протаивания) для оценки возможных изменений вечной мерзлоты приходится учитывать состав горных пород, а также рельеф и весь комплекс ландшафтных условий.На схеме, приведенной в статье, показаны четыре зоны. Первую образуют территории, не входящие в состав современной области вечной мерзлоты. Здесь сезонное промерзание почв до глубин не более 4 — 5 м. К середине XXI в. глубина и площади распространения сезонного промерзания сократятся.Три остальные зоны охватывают современную область вечной мерзлоты и отличаются друг от друга разной степенью и сроками начала повсеместного глубокого оттаивания вечномерзлых пород сверху. За его начало принят момент, когда слой грунтов, оттаявший за лето, следующей зимой промерзает не полностью и кровля многолетнемерзлых пород начинает прогрессивно понижаться. Временной интервал, за который такие породы оттают полностью, зависит не только от потепления климата, но и от состава и льдистости пород, их температуры и мощности, от притока тепла снизу — из глубин Земли. Это таяние может длиться годами, десятилетиями, сотнями и тысячами лет.Вторая с юга зона — это территории, на которых вечная мерзлота к 2020 г. будет повсеместно оттаивать. Она сформируется только в пределах Западносибирской низменности. В настоящее время здесь встречаются только редкие острова. После их оттаивания южная граница мерзлоты отступит к северу на 300 км и более, таяние вспученных льдом торфяников будет сопровождаться интенсивными просадками поверхности, но серьезных изменений в природную обстановку и деятельность человека это не внесет: вечномерзлые торфяники встречаются редко и в хозяйственное освоение практически не вовлечены.Третья зона объединяет две подзоны, границы между которыми весьма прихотливы и на нашей схеме не показаны. В первую (с юга) входят территории, где вечномерзлые породы начнут таять повсеместно только к 2050 г.В четвертую зону относительно стабильных вечномерзлых пород входит северная часть криолитозоны (самый верхний слой земной коры, характеризующийся в течение всего года или хотя бы короткое время (но не менее суток) отрицательной температурой почв и горных пород и наличием или возможностью существования подземных льдов) с самыми низкими температурами пород — от -3 до -1б°С. Мощность их измеряется сотнями метров. При прогнозных масштабах потепления климата глубокое протаивание вечномерзлых пород на этой территории исключается. Незначительно увеличится лишь площадь таликов.

Зимние осадки будут способствовать повышению температуры вечномерзлых пород, а летние — приводить к их разрушению из-за усиления термокарста (процесс неравномерного проседания почв и подстилающих горных пород вследствие вытаивания подземного льда), термоэрозии (сочетание теплового и механического воздействия текущей воды на мёрзлые горные породы и лёд), термоабразии (сочетание процессов теплового и механического разрушения берегов водоёмов при воздействии волноприбоя на участках побережья, сложенных мёрзлыми горными породами, содержащими большое количество подземных ледяных тел), а также оползневых процессов. Наиболее ярко они проявятся на аккумулятивных равнинах, сложенных высокольдистыми породами, т.е. там, где вечномерзлые толщи из-за своих низких температур и большой мощности останутся в целом стабильными. При разрушении верхнего льдистого горизонта поверхность деформируется существенно и, если своевременно не будут приняты защитные меры, нависнет угроза над инженерными сооружениями.

Глобальное потепление климата к середине XXI в. может привести к смещению границ растительных зон (тундра, леса умеренного пояса, степи и др.) потенциально на сотни километров. Так, в северных районах Евразии границы растительных зон передвинутся на север на 500-600 км, а зона тундры значительно сократится в своих размерах. По данным ЮНЕП, прогноз изменения климата появится в ускоренном снижении площадей тропического леса и саванн в Африке.Приведенные данные по изменению природной зональности России в целом благоприятны для развития сельского хозяйства. Это следует из того, что максимальное приращение при потеплении климата получает зона широколиственных лесов, которая ассоциируется с регионом устойчивого и высокопродуктивного земледелия, а также зона степи и лесостепи, где возможно эффективное зерновое хозяйство. Ожидается значительное увеличение площади земель (на 4,7 млн. км2, т.е. в 1,5 раза более современной), потенциально пригодных для земледелия.В ряде стран (США. Великобритания, Швеция, Австрия и др.) проведены эксперименты по изучению ряда культурных растений в условиях повышенных концентраций CO₂. Установлено, что при удвоении концентрации у многих растений уменьшается величина транспирации (испарение воды растением), увеличивается листовая поверхность.В лесном хозяйстве на фоне улучшения условий произрастания лесных формаций могут возникнуть благоприятные экологические параметры для роста и размножения различных насекомых-вредителей, что приведет к возникновению значительных очагов болезней леса. Поэтому уже сейчас принимаемые мероприятия по борьбе с обезлесиванием, по увеличению темпов лесовозобновления с улучшению использования древесины — все это создаст оптимальные условия для развития лесного хозяйства в XXI в.

Перечень источников

1. http://ru.wikipedia.org

2. http://www.worldwarming.info

3. http://www.ecoindustry.ru/

4. http://www.ecologylife.ru/