Причины и последствия изменения климата земли

  Введение

  Мир становится теплее, и человечество в значительной мере ответственно за это, говорят эксперты. Но многие факторы, влияющие на изменение климата, еще  не изучены, а другие и вовсе не изучены.

  Некоторые засушливые места в Африке за последние 25 лет стали еще более сухими. Редкие озера, приносящие людям воду, высыхают. Усиливаются песчаные ветры. Дожди прекратились там еще в 1970-х. Все более острой становится проблема питьевой воды. Согласно компьютерным моделям такие местности продолжат  высушиваться и станут совсем непригодными для жизни.

  Добыча  угля распространена по всей планете. В атмосферу выбрасывается огромное количество углекислого газа (СО₂) при сжигании угля. Так как развивающиеся страны идут по следам своих индустриальных соседей, объем СО₂ удвоится в течение XXI века.

  Большинство специалистов, изучая комплексность  климатической системы Земли, связывают  повышение глобальной температуры  и грядущие изменения климата  с увеличение уровня СО₂ в атмосферном воздухе.

  Жизнь процветает на планете около четырех  миллиардов лет. В течение этого  времени колебания климата были радикальными, от ледникового периода  – длившегося 10 000 лет – до эпохи  стремительного потепления. С каждым изменением неопределенное число видов  жизненных форм изменялись, развивались  и выживали. Другие ослабли или  просто вымерли.

  Сейчас  многие эксперты считают, что человечество подвергает опасности мировую экологическую  систему в связи с глобальным потеплением, вызванное так называемым парниковым эффектом. Испарение продуктов  цивилизации в форме парниковых газов, таких как диоксид углерода (СО₂), задержали достаточно отраженного от земной поверхности тепла, чтоб средняя температура у поверхности Земли повысилась на пол градуса Цельсия в течение ХХ столетия. Если такое направление современной индустрии сохранится, то климатическая система изменится повсеместно – таяние льдов, повышение уровня Мирового океана, уничтожение растений засухами, превращение местностей в пустыни, перемещение зеленых зон.

  Но  этого может и не быть. Климат на планете зависит от комбинации многих факторов, взаимодействующих  по отдельности друг с другом и  в комплексных путях, которые  еще не до конца изучены. Возможно, что потепление, наблюдавшееся в  течение прошлого столетия, произошло  вследствие естественных колебаний, несмотря на то, что его скорости значительно  превышали тех, что наблюдались  в течение последних десяти веков. Более того, компьютерные симуляции  могут быть неточными.

  Тем не менее, в 1995 году, после долгих лет  интенсивного изучения Международная  конференция по проблеме изменения  климата, спонсируемая Объединенными  нациями, ориентировочно заключила, что  «многие доказательства свидетельствуют, что влияния человечества на глобальный климат огромны». Объем этих влияний, как замечают специалисты, неизвестно, так как не определен ключевой фактор, включая степень воздействия  облаков и океанов на изменение  глобальной температуры. Возможно, потребуется  десяток лет или больше дополнительного  исследования, чтобы исключить эти  неопределенности.

  Тем временем, многое уже известно. И  хотя специфика обстоятельств хозяйственной  деятельности человека остаются неясными, наша способность изменять состав атмосферы  бесспорна.

  Цель  данной работы – изучить проблему изменения климата на Земле.

  Задачи  данной работы:

  1. изучить причины изменения климата;

  2. рассмотреть понятие и сущность  парникового эффекта;

  3. дать определение понятию «глобальное  потепление» и показать влияние  на него человечества;

  4. показать последствия ожидающие  человечество в результате глобального  потепления; 5. рассмотреть меры, необходимые  для предотвращения глобального  потепления.

  1. ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ  КЛИМАТА

  Что такое глобальное изменение климата  и почему его часто называют «глобальным  потеплением»?

  Нельзя  не согласиться с тем, что климат на Земле меняется и это становится глобальной проблемой для всего  человечества. Факт глобального изменения  климата подтвержден научными наблюдениями и не оспаривается большинством ученых. И все же вокруг этой темы идут постоянные дискуссии. Одни употребляют термин "глобальное потепление" и делают апокалиптические прогнозы. Другие пророчат наступление нового «ледникового периода» - и тоже делают апокалиптические прогнозы. Третьи считают изменения климата  естественным, а доказательства обеих  сторон о неизбежности катастрофических последствий изменения климата  – спорными… Попробуем разобраться….

  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 +14^оС 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.

  2. ПОНЯТИЕ И СУЩНОСТЬ  ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА

  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.

  Какие газы называют «парниковыми»?

  К наиболее известным и распространенным парниковым газам относятся водяной пар(Н₂О), углекислый газ (CO₂), метан (СН₄) и веселящий газ или закись азота (N₂O). Это парниковые газы прямого действия. Большая часть их образуется образуются в процессе сжигания органического топлива.

  Кроме того, есть еще две группы парниковых газов прямого действия, это галоуглеродыи гексафторид серы (SF6). Их выбросы в атмосферу связанны с современными технологиями и промышленными процессами (электроника и холодильное оборудование). Их количество в атмосфере совсем ничтожно, но они их влияние на парниковый эффект (т.н. потенциал глобального потепления/ПГП), в десятки тысяч раз сильнее, чем CO₂.

  Водяной пар — основной парниковый газ, ответственный  более, чем за 60% естественного парникового  эффекта. Антропогенное увеличение его концентрации в атмосфере  пока не отмечалось. Однако увеличение температуры Земли, вызванное другими  факторами, усиливает испарение  воды океана, что, может привести к  росту концентрации водяного пара в  атмосфере и – к усилению парникового  эффекта. С другой стороны, облака в  атмосфере отражают прямой солнечный  свет, что уменьшает поступление  энергии на Землю и, соответственно, снижает парниковый эффект.

  Углекислый  газ – наиболее известный из парниковых газов. Естественными источниками  СО₂ являются вулканические выбросы, жизнедеятельность организмов. Антропогенными источниками являются сжигание органического топлива (включая лесные пожары), а также целый ряд промышленных процессов (например, производство цемента, стекла). Углекислый газ, по мнению большинства исследователей, несет основную ответственность за глобальное потепление, вызванное «парниковым эффектом». Концентрация CO₂ за два века индустриализации выросла более, чем на 30% и коррелируется с изменением среднемировой температуры.

  Метан - второй по значимости парниковый газ. Выделяется из-за утечки на разработке месторождений каменного угля и  природного газа, из трубопроводов, при  горении биомассы, на свалках (как  составная часть биогаза), а также  в сельском хозяйстве (скотоводство, рисоводство) и т.п. Животноводство, применение удобрений, сжигание угля и  другие источники дают около 250 миллионов  тонн метана в год Количество метана в атмосфере невелико, но его парниковый эффект или потенциал глобального  потепления (ПГП) в 21 раз сильнее, чем  у СO₂.

  Закись  азота –третий по значимости парниковый газ: его воздействие в 310 раз сильнее, чем у СO_2,, но содержится в атмосфере он в очень небольших количествах. В атмосферу попадает в результате жизнедеятельности растений и животных, а также при производстве и применении минеральных удобрений, работе предприятий химической промышленности.

  Галоуглероды (гидрофторуглероды и перфторуглероды) - газы, созданные для замены озоноразрушающих веществ. Используются в основном в  холодильном оборудовании. Имеют  исключительно высокие коэффициенты влияния на парниковый эффект: в 140-11700 раз выше, чем у СО₂.Их эмиссии (выделение в окружающую среду) невелики, но быстро возрастают.

  Гексафторид серы – его поступление в атмосферу  связано с электроникой и производством  изоляционных материалов. Пока оно  невелико, но объем постоянно возрастает. Потенциал глобального потепления равен 23900 ед.

  3. ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ  И ВОЗДЕЙСТВИЕ  НА НЕГО ЧЕЛОВЕКА

  Глобальное  потепление - это постепенное увеличение средней температуры на нашей  планете, вызванное повышением концентрации парниковых газов в атмосфере  Земли.

  По  данным прямых климатических наблюдений (изменение температур в течение  последних двухсот лет) средние  температуры на Земле повысились, и хотя причины такого повышения  все ещё являются предметом дискуссий, но одной из наиболее широко обсуждаемых  и является антропогенный парниковый эффект. Антропогенное увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере  нарушает естественный тепловой баланс планеты, усиливает парникового  эффекта, и как следствие, вызывает глобальное потепление.