На рубеже третьего тысячелетия возник глобальный кризис современной цивилизации. Он выражается в ускоренном росте негативных тенденций во взаимоотношениях общества и природы и в росте социальной напряженности в самом обществе. Конфликт с природой, сопровождаемый ростом числа экологических проблем и их глобализацией, ставит вопрос о сохранении устойчивости сложной системы биосферы и, как следствие, о выживании человечества как вида.
Экологические проблемы имеют давние исторические корни. История развития живой природы служит наглядным тому примером. По палеонтологическим данным в процессе эволюции биоты (животный и растительный мир) шло не только систематическое наращивание ее многообразия и видовое совершенствование, но столь же часто случались кризисы и катастрофы. Так, в истории биосферы насчитывается пять глобальных массовых вымираний биоты и около 15 менее значительных кризисов, зафиксировано 6 максимумов угленакопления, свидетельствующих о катастрофах в растительном мире. Примеров экологических катастроф в процессе эволюции человечества еще больше. Особенно ярко выделяется неолитическая катастрофа, когда на Земле была уничтожена большая часть крупных животных - мамонтов, слонов, бизонов, гигантских ленивцев и т. д.
Современная экологическая угроза заключается в том, что человечество почти полностью вывело себя из системы всеобщего экологического контроля, достигнутого природой. Оно непрерывно наращивает число не утилизируемых природой соединений - их уже более 4000, развивает опасные технологии, хранит и перевозит множество ядохимикатов и взрывчатых веществ, загрязняет атмосферу, гидросферу и почвы, наращивает энергетический потенциал, стимулирует парниковый эффект и т. д.
Вместе с тем, нужно признать печальный факт: современная наука, при всех своих достижениях никак не может спрогнозировать перспективы изменения климата. Телевидение, Интернет, и даже научные издания пестрят всевозможными прогнозами и сценариями, которые обещают все что угодно, как говорится на любой вкус. От всеобщего апокалипсиса в виде превращения планеты в глыбу льда (или наоборот, выжженную пустыню) до обещаний, что в ближайшие тысячелетия ничего не изменится. Вместе с тем, очевидно, что текущие климатические пертурбации носят исключительный характер. Неспособность человечества предвидеть развитие событий в таком важном вопросе как изменение климата чревато для него гибелью.
В данной работе предпринята попытка рассмотрения проблемы глобального изменения климата. С одной стороны, необходимо рассмотреть перспективы и последствия парникового эффекта и глобального потепления. С другой стороны - перспективы наступления нового ледникового периода. Особый вопрос, который по моему мнению, необходимо изучить - климатические последствия ограниченного применения ядерного оружия, перспективы которого в современном мире кажутся мне вполне вероятными.
О глобальном потеплении сейчас говорится и пишется много. Чуть ли ни каждый день появляются новые гипотезы, опровергаются старые. Нас постоянно пугают, тем, что нас ожидает в будущем (Хорошо запомнился комментарий одного из читателей журнала www.priroda.su «Нас так долго и страшно пугают, что уже и не страшно»). Многие высказывания и статьи откровенно противоречат друг другу, вводя нас в заблуждение. Глобальное потепление для многих уже стало «глобальной путаницей», а некоторые и вовсе потеряли всяческий интерес к проблеме изменения климата. Попробуем систематизировать имеющуюся информацию, создав своего рода мини энциклопедию глобального потепления.
1. Что такое глобальное потепление?
5. Человек и парниковый эффект
1. Глобальное потепление — процесс постепенного роста средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана, вследствие всевозможных причин (увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере Земли, изменение солнечной или вулканической активности и т.д.). Очень часто в качестве синонима глобального потепления употребляют словосочетание «парниковый эффект», но между этими понятиями есть небольшая разница. Парниковый эффект - это увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана вследствие роста в атмосфере Земли концентраций парниковых газов (углекислый газ, метан, водяной пар и т.д.). Эти газы выполняют роль плёнки или стекла теплицы (парника), они свободно пропускают солнечные лучи к поверхности Земли и задерживают тепло, покидающее атмосферу планеты. Более детально этот процесс мы рассмотрим ниже.
Впервые о глобальном потеплении и парниковом эффекте заговорили в 60-ых годах XX века, а на уровне ООН проблему глобального изменения климата впервые озвучили в 1980 году. С тех пор над этой проблемой ломают головы многие учёные, зачастую, взаимно опровергая теории и предположения друг друга.
2. Способы получения информации о климатических изменениях
Существующие технологии позволяют достоверно судить об имеющих место климатических изменениях. Учёные при обосновании своих теорий климатических изменений используют следующие «инструменты»:
Исторические летописи и хроники;
Метеорологические наблюдения;
Спутниковые измерения площади льдов, растительности, климатических зон и атмосферных процессов;
Анализ палеонтологических (останки древних животных и растений) и археологических данных;
Анализ осадочных океанических пород и отложений рек;
Анализ древних льдов Арктики и Антарктиды (соотношение изотопов O16 и О18);
Измерение скорости таяния ледников и вечной мерзлоты, интенсивность образования айсбергов;
Наблюдение за морскими течениями Земли;
Наблюдение за химическим составом атмосферы и океана;
Наблюдение за изменениями ареалов (мест обитания) живых организмов;
Анализ годовых колец деревьев и химического состава тканей растительных организмов.
3. Факты, свидетельствующие о глобальном потеплении
Палеонтологические данные свидетельствуют о том, что климат Земли не был постоянным. Тёплые периоды, сменялись холодными ледниковыми. В тёплые периоды среднегодовая температура Арктических широт поднималась до 7 – 13°С, а температура самого холодного месяца января составляла 4-6 градусов, т.е. климатические условия в нашей Арктике мало отличались от климата современного Крыма. На смену тёплым периодам рано или поздно приходили похолодания, во время которых льды достигали современных тропических широт.
Человек был тоже свидетелем ряда климатических изменений. В начале второго тысячелетия (11-13 века) исторические хроники свидетельствуют о том, что большая площадь Гренландии не была покрыта льдами (именно поэтому норвежские мореплаватели её окрестили «зелёной землёй»). Затем климат Земли стал суровей, и Гренландия практически полностью покрылась льдами. В 15-17 века суровые зимы достигли своего апогея. О суровости зим того времени свидетельствуют многие исторические летописи, а также художественные произведения. Так на известной картине голландского художника Ян Ван Гойена «Конькобежцы» (1641) изображено массовое катание на коньках по каналам Амстердама, в настоящее время каналы Голландии уже давным давно не замерзают. В средневековые зимы замерзала даже река Темза в Англии. В 18 веке было отмечено незначительное потепление, которое достигло своего максимума в 1770 году. 19 век снова ознаменовался очередным похолоданием, которое продолжалось вплоть до 1900 года, а с начала 20 века уже началось довольно таки быстрое потепление. Уже к 1940 году в Гренландском море количество льдов сократилось вдвое, в Баренцевом - почти на треть, а в Советском секторе Арктике площадь льдов в сумме сократилась почти на половину (1 млн. км2). В этот период времени даже обычные суда (не ледоколы) спокойно проплывали северным морским путём от западных до восточных окраин страны. Именно тогда было зафиксировано значительное повышение температуры арктических морей, отмечено значительное отступление ледников в Альпах и на Кавказе. Общая площадь льда Кавказа снизилась на 10%, а толщина льда местами уменьшилась на целые 100 метров. Повышение температуры в Гренландии составило 5°С, а на Шпицбергене все 9°С.
В 1940 потепление сменилось кратковременным похолоданием, в скором времени на смену которого, пришло очередное потепление, а с 1979 года начался быстрый рост температуры поверхностного слоя атмосферы Земли, который вызвал очередное ускорение таяния льдов Арктики, Антарктики и повышение зимних температур в умеренных широтах. Так, за последние 50 лет, толщина арктических льдов уменьшилась на 40%, а жители ряда сибирских городов стали для себя отмечать, что крепкие морозы уже давно остались в прошлом. Средняя зимняя температура в Сибири повысилась почти на десять градусов за последние пятьдесят лет. В некоторых областях России безморозный период увеличился на две-три недели. Ареал обитания многих живых организмов сместился к северу вслед за растущими средними зимними температурами, об этих и других последствиях глобального потепления мы поговорим ниже.Особенно наглядно о глобальных изменениях климата свидетельствуют старые фотографии ледников (все фото сделаны в одном и том же месяце).
Фотографии тающего ледника Pasterze в Австрии в 1875 году (слева) и 2004 году (справа). Фотограф Gary Braasch
Фотографии ледника Agassiz в Национальном парке ледников (Канада) в 1913 и 2005 годах. Фотограф W.C. Alden
Фотографии ледника Grinnell в Национальном парке ледников (Канада) в 1938 и 2005 годах. Фотограф: Mt. Gould.
Тот же ледник Grinnell с другого ракурса, фотографии 1940 и 2004 годов. Фотограф: K. Holzer.
В целом за последние сто лет средняя температура поверхностного слоя атмосферы повысилась на 0,3-0,8°С, площадь снежного покрова в северном полушарии снизилась на 8%, а уровень Мирового океана поднялся в среднем на 10-20 сантиметров. Эти факты вызывают определённую озабоченность. Остановится ли глобальное потепление или дальнейший рост среднегодовой температуры на Земле продолжится, ответ на этот вопрос появится только тогда, когда будут точно установлены причины происходящих климатических изменений.
4. Причины глобального потепления
Гипотеза 1- Причиной глобального потепления является изменение солнечной активности
Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности нашего светила - Солнца. Поэтому даже самые малые изменения активности Солнца непременно сказываются на погоде и климате Земли. Выделяют 11-летние, 22-летние, а также 80-90 летние (Глайсберга) циклы солнечной активности.
Вполне вероятно, что наблюдаемое глобальное потепление связано с очередным ростом солнечной активности, которая в будущем может снова пойти на убыль.
Гипотеза 2 – Причина глобального потепление - изменение угла оси вращения Земли и её орбиты
Югославский астроном Миланкович предположил, что циклические изменения климата во многом связаны с изменением орбиты вращения Земли вокруг Солнца, а также изменением угла наклона оси вращения Земли, по отношению к Солнцу. Подобные орбитальные изменения положения и движения планеты вызывают изменение радиационного баланса Земли, а значит и её климата. Миланкович, руководствуясь своей теорией, вполне точно рассчитал времена и протяжённость ледниковых периодов в прошлом нашей планеты. Климатические изменения, вызванные изменением орбиты Земли, происходят обычно в течение десятков, а то и сотен тысяч лет. Наблюдаемое же в настоящий момент времени относительно быстрое изменение климата, по-видимому, происходит в результате действия ещё каких-то факторов.
Гипотеза 3 - Виновник глобальных климатических изменений - океан
Мировой океан - огромный инерционный аккумулятор солнечной энергии. Он во многом определяет направление и скорость движения тёплых океанических, а также воздушных масс на Земле, которые в сильной степени влияют на климат планеты. В настоящий момент времени мало изучена природа циркуляции тепла в водной толщи океана. Так известно, что средняя температура вод океана составляет 3,5°С, а поверхности суши 15°С, поэтому интенсивность теплообмена между толщей океана и приземным слоем атмосферы может приводить к значительным климатическим изменениям. Кроме того, в водах океана растворено большое количество СО2 (около 140 трлн. тонн, что в 60 раз больше, чем в атмосфере) и ряда других парниковых газов, в результате определённых природных процессов эти газы могут поступать в атмосферу, существенным образом оказывая влияние на климат Земли.
Гипотеза 4 - Вулканическая активность
Вулканическая активность является источником поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и большого количества углекислого газа, что также может значительным образом сказаться на климате Земли. Крупные извержения первоначально сопровождаются похолоданием вследствие поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и частиц сажи. Впоследствии, поступивший в ходе извержения CO2 вызывает рост среднегодовой температуры на Земле. Последующее долговременное снижение вулканической активности способствует увеличению прозрачности атмосферы, а значит и повышению температуры на планете.
Гипотеза 5 - Неизвестные взаимодействия между Солнцем и планетами Солнечной системы
В словосочетании «Солнечная система» не зря упоминается слово «система», а в любой системе, как известно, присутствуют связи между её компонентами. Поэтому не исключено, что взаимное положение планет и Солнца может влиять на распределение и силу гравитационных полей, солнечной энергии, а также других видов энергии. Все связи и взаимодействия между Солнцем, планетами и Землёй пока ещё не изучены и не исключено, что они оказывают значительное влияние на процессы, происходящие в атмосфере и гидросфере Земли.
Гипотеза 6 - Изменение климата может происходить само по себе без каких-либо внешних воздействий и деятельности человека
Планета Земля настолько большая и сложная система с огромным количеством структурных элементов, что её глобальные климатические характеристики могут ощутимо изменяться без всяких изменений солнечной активности и химического состава атмосферы. Различные математические модели показывают, что на протяжении века, колебания температуры приземного слоя воздуха (флуктуации) могут достигать 0,4°С. В качестве сравнения можно привести температуру тела здорового человека, которая варьирует течение дня и даже часа.
Гипотеза 7 - Всему виной человек
Самая популярная на сегодняшний день гипотеза. Высокая скорость климатических изменений, происходящих в последние десятилетия, действительно может быть объяснима всё возрастающей интенсификацией антропогенной деятельности, которая оказывает заметное влияние на химический состав атмосферы нашей планеты в сторону увеличения содержания в ней парниковых газов. Действительно повышение средней температуры воздуха нижних слоёв атмосферы Земли на 0,8°С за последние 100 лет - слишком высокая скорость для естественных процессов, ранее в истории Земли такие изменения происходили в течение тысячелетий. Последние десятилетия добавили ещё большей весомости этому аргументу, так как изменения средней температуры воздуха происходили еще большими темпами — 0,3-0,4°С за последние 15 лет!
Вполне вероятно, что имеющее место в настоящее время глобальное потепление результат действия многих факторов. С остальными гипотезами, происходящего глобального потепления Вы можете ознакомиться здесь.
5.Человек и Парниковый эффект
Приверженцы последней гипотезы, отводят ключевую роль в глобальном потеплении человеку, который кардинальным образом меняет состав атмосферы, способствуя росту парникового эффекта атмосферы Земли.
Парниковый эффект в атмосфере нашей планеты вызван тем, что поток энергии в инфракрасном диапазоне спектра, поднимающийся от поверхности Земли, поглощается молекулами газов атмосферы, и излучается обратно в разные стороны, в результате половина поглощенной молекулами парниковых газов энергии возвращается обратно к поверхности Земли, вызывая её разогрев. Следует отметить, что парниковый эффект - это естественное атмосферное явление. Если бы на Земле вообще не было парникового эффекта, то средняя температура на нашей планеты была бы около -21°С, а так, благодаря парниковым газам, она составляет +14°С. Поэтому, чисто теоретически, деятельность человека, сопряжённая с выбросом парниковых газов в атмосферу Земли, должна приводить к дальнейшему разогреву планеты.
Познакомимся подробнее с парниковыми газами, способными потенциально вызвать глобальное потепление. Парниковым газом номер один является водяной пар, его вклад в существующий атмосферный парниковый эффект составляет 20,6 °С. На втором месте находится СО2, его вклад составляет около 7,2°С. Рост содержания в атмосфере Земли углекислого газа сейчас вызывает наибольшую озабоченность, так как растущее активное использование углеводородов человечеством продолжится и в ближайшем будущем. За последние два с половиной века (с начала индустриальной эры) содержание СО2 в атмосфере уже выросло приблизительно на 30%.
На третьем месте нашего «парникового рейтинга» находится озон, его вклад в общее глобальное потепление составляет 2,4 °С. В отличие от других парниковых газов, деятельность человека наоборот вызывает уменьшение содержания озона в атмосфере Земли. Далее следует закись азота, её вклад в парниковый эффект оценивается в 1,4°С. Содержание закиси азота в атмосфере планеты имеет тенденцию к росту, за последние два с половиной века концентрация этого парникового газа в атмосфере выросла на 17%. Большое количество закиси азота поступает в атмосферу Земли в результате сжигания различных отходов. Список основных парниковых газов завершает метан, его вклад в суммарный парниковый эффект составляет 0,8°С. Содержание метана в атмосфере растёт очень быстро, за два с половиной столетия этот рост составил 150%. Основными источниками метана в атмосфере Земли являются разлагающиеся отходы, крупный рогатый скот, а также распад природных соединений, содержащих в своём составе метан. Особое опасение вызывает то, что способность поглощать инфракрасное излучение на единицу массы у метана в 21 раз выше, чем у углекислого газа.
Наибольшая роль в имеющем место глобальном потеплении отводиться водяному пару и углекислому газу. На их долю приходится более 95% всего парникового эффекта. Именно благодаря этим двум газообразным веществам происходит разогрев атмосферы Земли на 33°С. Антропогенная деятельность оказывает наибольшее влияние на рост в атмосфере Земли концентрации углекислого газа, а содержание водяного пара в атмосфере растёт вслед за температурой на планете, вследствие увеличения испаряемости. Общий техногенный выброс СО2 в атмосферу Земли составляет 1.8 млрд. т/год, общее количество углекислого газа, которое связывает растительность Земли в результате фотосинтеза составляет 43 млрд. т/год, но почти всё это количество углерода в результате дыхания растений, пожаров, процессов разложения снова оказывается в атмосфере планеты и только 45 млн.т/год углерода оказывается депонированной в тканях растений, болотах суши и глубинах океана. Эти цифры показывают, что деятельность человека потенциально может являться ощутимой силой, влияющей на климат Земли.
6. Факторы, ускоряющие и замедляющие глобальное потепление
Планета Земля настолько сложная система, что существует множество факторов, которые прямо или косвенно влияют на климат планеты, ускоряя или замедляя глобальное потепление.
Факторы, ускоряющие глобальное потепление:
Эмиссия CO2, метана, закиси азота в результате техногенной деятельности человека;
Разложение, вследствие повышения температуры, геохимических источников карбонатов с выделением СО2. В земной коре содержится в связанном состоянии углекислого газа в 50000 раз больше, чем в атмосфере;
Увеличение содержания в атмосфере Земли водяного пара, вследствие роста температуры, а значит и испаряемости воды океанов;
Выделение CO2 Мировым океаном вследствие его нагревания (растворимость газов при повышении температуры воды падает). С ростом температуры воды на каждый градус растворимость в ней CO2 падает на 3%. В Мировом океане содержится в 60 раз больше CO2, чем в атмосфере Земли (140 триллионов тонн);
Уменьшение альбедо Земли (отражающей способности поверхности планеты), вследствие таяния ледников, смены климатических зон и растительности. Морская гладь отражает значительно меньше солнечных лучей, чем полярные ледники и снега планеты, горы лишённые ледников, также обладаю меньшим альбедо, продвигающая на север древесная растительность обладает меньшим альбедо, чем растения тундр. За последние пять лет альбедо Земли уже уменьшилось на 2,5%;
Выделение метана при таянии вечной мерзлоты;
Разложение метангидратов - кристаллических льдистых соединений воды и метана, содержащихся в приполярных областях Земли.
Факторы, замедляющие глобальное потепление:
Глобальное потепление вызывает замедление скорости океанических течений, замедление тёплого течения Гольфстрим вызовет снижение температуры в Арктике;
С увеличением температуры на Земле растёт испаряемость, а значит и облачность, которая является определённого рода преградой на пути солнечных лучей. Площадь облачности растет приблизительно на 0,4% на каждый градус потепления;
С ростом испаряемости увеличивается количество выпадающих осадков, что способствует заболачиванию земель, а болота, как известно, являются одними из главных депо CO2;
Увеличение температуры, будет способствовать расширению площади тёплых морей, а значит и расширению ареала моллюсков и коралловых рифов, эти организмы принимают активное участие в депонировании CO2, который идёт на постройку раковин;
Увеличение концентрации CO2 в атмосфере стимулирует рост и развитие растений, которые являются активными акцепторами (потребителями) этого парникового газа.
7. Возможные сценарии глобальных климатических изменений
Глобальные климатические изменения очень сложны, поэтому современная наука не может дать однозначного ответа, что же нас ожидает в ближайшем будущем. Существует множество сценариев развития ситуации.
Сценарий 1 - глобальное потепление будет происходить постепенно
Земля очень большая и сложная система, состоящая из большого количества связанных между собой структурных компонентов. На планете есть подвижная атмосфера, движение воздушных масс которой распределяет тепловую энергию по широтам планеты, на Земле есть огромный аккумулятор тепла и газов - Мировой океан (океан накапливает в 1000 раз больше тепла, чем атмосфера) Изменения в такой сложной системе не могут происходить быстро. Пройдут столетия и тысячелетия, прежде чем можно будет судить об сколько-нибудь ощутимом изменении климата.
Сценарий 2 - глобальное потепление будет происходить относительно быстро
Самый «популярный» в настоящее время сценарий. По различным оценкам за последние сто лет средняя температура на нашей планете увеличилась на 0,5-1°С, концентрация – СО2 возросла на 20-24 %, а метана на 100%. В будущем эти процессы получат дальнейшее продолжение и к концу XXI века средняя температура поверхности Земли может увеличиться от 1,1 до 6,4°С, по сравнению с 1990 годом (по прогнозам IPCC от 1,4 до 5,8°С). Дальнейшее таяние Арктических и Антарктических льдов может ускорить процессы глобального потепления из-за изменения альбедо планеты. По утверждению некоторых учёных, только ледяные шапки планеты за счёт отражения солнечного излучения охлаждают нашу Землю на 2°С, а покрывающий поверхность океана лёд существенно замедляет процессы теплообмена между относительно теплыми океаническим водами и более холодным поверхностным слоем атмосферы. Кроме того, над ледяными шапками практически нет главного парникового газа - водяного пара, так как он выморожен.
Глобальное потепление будет сопровождаться подъёмом уровня мирового океана. С 1995 по 2005 год уровень Мирового океана уже поднялся на 4 см, вместо прогнозируемых 2-ух см. Если уровень Мирового океана в дальнейшем будет подниматься с такой же скоростью, то к концу XXI века суммарный подъём его уровня составит 30 – 50 см, что вызовет частичное затопление многих прибрежных территорий, особенно многонаселённого побережья Азии. Следует помнить, что около 100 миллионов человек на Земле живёт на высоте меньше 88 сантиметров над уровнем моря.
Кроме повышения уровня Мирового океана глобальное потепление влияет на силу ветров и распределение осадков на планете. В результате на планете вырастет частота и масштабы различных природных катаклизмов (штормы, ураганы, засухи, наводнения).
В настоящее время от засухи страдает 2% всей суши, по прогнозам некоторых учёных к 2050 году засухой будет охвачено до 10% всех земель материков. Кроме того, изменится распределение количества осадков по сезонам.
В Северной Европе и на западе США увеличится количество осадков и частота штормов, ураганы будут бушевать в 2-а раза чаще, чем в XX веке. Климат Центральной Европы станет переменчивым, в сердце Европы зимы станут теплее, а лето дождливее. Восточную и Южную Европу, включая Средиземноморье, ждёт засуха и жара.
Сценарий 3 - Глобальное потепление в некоторых частях Земли сменится кратковременным похолоданием
Известно, что одним из факторов возникновения океанических течений является градиент (разница) температур между арктическими и тропическими водами. Таяние полярных льдов способствует повышению температуры Арктических вод, а значит, вызывает уменьшение температурной разницы между тропическими и арктическими водами, что неминуемо, в будущем приведёт к замедлению течений.
Одним из самых известных тёплых течений является Гольфстрим, благодаря которому во многих странах Северной Европы среднегодовая температура на 10 градусов выше, чем в других аналогичных климатических зонах Земли. Понятно, что остановка этого океанического конвейера тепла очень сильно повлияет на климат Земли. Уже сейчас течение Гольфстрим, стало слабее на 30% по сравнению с 1957 годом. Математическое моделирование показало, чтобы полностью остановить Гольфстрим достаточно будет повышения температуры на 2-2,5 градуса. В настоящее время температура Северной Атлантики уже прогрелась на 0,2 градуса по сравнению с 70-ми годами. В случае остановки Гольфстрима среднегодовая температура в Европе к 2010 году понизится на 1 градус, а после 2010 года дальнейший рост среднегодовой температуры продолжится. Другие математические модели «сулят» более сильное похолодание Европе.
Согласно этим математическим расчётам полная остановка Гольфстрима произойдёт через 20 лет, в результате чего климат Северной Европы, Ирландии, Исландии и Великобритании может стать холоднее настоящего на 4-6 градусов, усилятся дожди и участятся шторма. Похолодание затронет также и Нидерланды, Бельгию, Скандинавию и север европейской части России. После 2020-2030 года потепление в Европе возобновится по сценарию №2.
Сценарий 4 - Глобальное потепление сменится глобальным похолоданием
Остановка Гольфстрима и других океанических вызовет глобальное похолодание на Земле и наступление очередного ледникового периода.
Сценарий 5 – Парниковая катастрофа
Парниковая катастрофа – самый «неприятный» сценарий развития процессов глобального потепления. Автором теории является наш учёный Карнаухов, суть её в следующем. Рост среднегодовой температуры на Земле, вследствие увеличения в атмосфере Земли содержания антропогенного CO2, вызовет переход в атмосферу растворённого в океане CO2, а также спровоцирует разложение осадочных карбонатных пород с дополнительным выделением углекислого газа, который, в свою очередь, поднимет температуру на Земле ещё выше, что повлечёт за собой дальнейшее разложение карбонатов, лежащих в более глубоких слоях земной коры (в океане содержится углекислого газа в 60 раз больше, чем в атмосфере, а в земной коре почти в 50 000 раз больше). Ледники будут интенсивно таять, уменьшая альбедо Земли. Такое быстрое повышение температуры будет способствовать интенсивному поступлению метана из тающей вечной мерзлоты, а повышение температуры до 1,4-5,8°С к концу столетия будет способствовать разложению метангидратов (льдистых соединений воды и метана), сосредоточенных преимущественно в холодных местах Земли. Если учесть, что метан, является в 21 раз более сильным парниковым газом, чем CO2 рост температуры на Земле будет катастрофическим. Чтобы лучше представить, что будет с Землёй лучше всего обратить внимание на нашего соседа по солнечной системе - планету Венера. При таких же параметрах атмосферы, как на Земле, температура на Венере должна быть выше Земной всего на 60°С (Венера ближе Земли к Солнцу) т.е. быть в районе 75°С, в реальности же температура на Венере почти 500°С. Большинство карбонатных и метано-содержащих соединений на Венере давным давно были разрушены с выделением углекислого газа и метана. В настоящее время атмосфера Венеры состоит на 98% из СО2, что приводит к увеличению температуры планеты почти на 400°С
Если глобальное потепление пойдёт по такому же сценарию, как на Венере, то температура приземных слоев атмосферы на Земле может достигнуть 150 градусов. Повышение температуры Земли даже на 50°С поставит крест, на человеческой цивилизации, а увеличение температуры на 150°С вызовет гибель почти всех живых организмов планеты.
По оптимистическому сценарию Карнаухова, если количество, поступающего в атмосферу CO2, останется на прежнем уровне, то температура 50°С, на Земле установится через 300 лет, а 150°С через 6000 лет. К сожалению, прогресс не остановить, с каждым годом объёмы выбросов CO2 только растут. По реалистическому сценарию, согласно которому выброс CO2 будет расти с такой же скоростью, удваиваясь каждые 50 лет, температура 502 на Земле уже установится через 100 лет, а 150°С через 300 лет.
8. Последствия глобального потепления
Увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы будет сильнее ощущаться над материками, чем над океанами, что в будущем вызовет коренную перестройку природных зон материков. Смещение рада зон в Арктические и Антарктические широты отмечается уже сейчас.
Зона вечной мерзлоты уже сместилась к северу на сотни километров. Некоторые учёные утверждают, что вследствие быстрого таяния вечной мерзлоты и повышения уровня Мирового океана, в последние годы Ледовитый океан наступает на сушу со средней скоростью 3-6 метров за лето, а на арктических островах и мысах высокольдистые породы разрушаются и поглощаются морем в теплый период года со скоростью до 20-30 метров. Исчезают полностью целые арктические острова; так уже в 21 веке исчезнем остров Муостах вблизи устья реки Лены.
При дальнейшем увеличении среднегодовой температуры приземного слоя атмосферы, тундра может практически полностью исчезнуть на Европейской части России и сохранится только лишь на арктическом побережье Сибири.
Зона тайги сместиться к северу на 500-600 километров и сократиться по площади почти на треть, площадь лиственных лесов увеличится в 3-5 раз, и если будет позволять увлажнение, пояс лиственных лесов будет простираться непрерывной полосой от Балтики до Тихого океана.
Лесостепи и степи также продвинутся на север и покроют Смоленскую, Калужскую, Тульскую, Рязанскую области, вплотную подступив к южным границам Московской и Владимирской областям.
Глобальное потепление затронет и места обитания животных. Смена ареалов обитания живых организмов уже отмечается во многих уголках Земного шара. В Гренландии уже стал гнездиться сизоголовый дрозд, в субарктической Исландии появились скворцы и ласточки, в Британии появилась белая цапля. Особенно сильно заметно потепление арктических океанических вод. Теперь многие промысловые рыбы встречаются там, где их раньше не было. В водах Гренландии появилась треска и сельдь в количестве достаточном для осуществления их промышленного лова, в водах Великобритании - обитатели южных широт: красная форель, большеголовая черепаха, в дальневосточном заливе Петра Великого - тихоокеанская сардина, а в Охотском море появилась скумбрия и сайра. Ареал бурого медведя в Северной Америке уже продвинулся на север до такой степени, что стали появляться гибриды белых и бурых медведей, а в южной части своего ареала бурые медведи и вовсе перестали впадать в спячку.
Повышение температуры создаёт благоприятные условия для развития болезней, чему способствуют не только высокая температура и влажность, но и расширение ареала обитания ряда животных – переносчиков болезней. К середине 21 века ожидается, что заболеваемость малярией вырастет на 60%. Усиленное развитие микрофлоры и нехватка чистой питьевой воды будет способствовать росту инфекционных кишечных заболеваний. Быстрое размножение микроорганизмов в воздухе может увеличить заболеваемость астмой, аллергией и различными респираторными болезнями.
Благодаря глобальным климатическим изменениям ближайшие пол века могут оказаться последними в жизни многих видов живых организмов. Уже сейчас белые медведи, моржи и тюлени лишаются важного компонента их среды обитания - арктического льда.
Глобальное потепление для нашей страны влечёт за собой как плюсы, так и минусы. Зимы станут менее суровыми, земли с пригодным для земледелия климатом продвинутся дальше на север (в Европейской части России до Белого и Карского морей, в Сибири до Северного полярного круга), во многих районах страны станет возможным выращивание более южных культур и раннее созревание прежних. Ожидается, что к 2060 году средняя температура в России достигнет 0 градуса по Цельсию, сейчас она пока составляет в -5,3°С.
Не предсказуемые последствия повлечёт за собой таяние вечной мерзлоты, как известно вечная мерзлота покрывает 2/3 площади России и 1/4 площади всего Северного полушария. На вечной мерзлоте Российской Федерации стоит множество городов, проложено тысячи километров трубопроводов, а также автомобильных и железных дорог (80% БАМа проходит по вечной мерзлоте). Таяние мерзлоты может сопровождаться значительными разрушениями. Большие территории могут стать не пригодными для жизни человека. Некоторые учёные высказывают опасение, что Сибирь может вообще оказаться отрезанной от Европейской части России и стать объектом притязаний других стран.
Другие страны мира тоже ждут кардинальные перемены. В целом, согласно большинству моделей, зимой ожидается рост осадков в высоких широтах (выше 50° северной и южной широты), а также и в умеренных широтах. В южных широтах наоборот ожидается снижение количества выпадающих осадков (до 20%), особенно, в летний период. Страны Южной Европы, промышляющие туризмом, ожидают большие экономические потери. Летняя засушливая жара и зимние ливневые дожди поубавят «пыл» у желающих отдохнуть в Италии, Греции, Испании и Франции. Для многих других стран, живущих за счёт туристов, тоже наступят далеко не лучшие времена. Любителей покататься на горных лыжах в Альпах ждёт разочарование, со снегом в горах будет «напряжёнка». Во многих странах мира условия жизни значительно ухудшаться. По оценкам ООН, к середине XXI века в мире будет насчитываться до 200 миллионов климатических беженцев.
9. Способы предотвращения глобального потепления
Есть мнение, что человек в будущем попытается взять климат Земли под свой контроль, насколько это будет успешно, покажет время. Если человечеству это не удастся, и он не изменит свой образ жизни, то вид Homo sapiens ожидает участь динозавров.
Уже сейчас передовые умы размышляют над тем, как нивелировать процессы глобального потепления. Предлагаются такие оригинальные способы предотвращения глобального потепления, как выведение новых сортов растений и пород деревьев, листья которых обладают более высоким альбедо, покраска крыш в белый цвет, установка зеркал на околоземной орбите, укрытие от солнечных лучей ледников и т.д. Много усилий тратится на замену традиционных видов энергии, основанной на сжигании углеродного сырья, на не традиционные, такие как производство солнечных батарей, ветряков, строительство ПЭС (приливных электростанций), ГЭС, АЭС. Предлагаются оригинальные не традиционные способы получения энергии такие, как использование тепла человеческих тел для обогрева помещений, использование солнечного света для предотвращения появления гололёда на дорогах, а также ряд других. Энергетический голод и страх перед угрожающим глобальным потеплением творит чудеса с человеческим мозгом. Новые и оригинальные идеи рождаются, чуть ли не каждый день.
Не малое внимание уделяется рациональному использованию энергоресурсов.
Для уменьшения выбросов CO2 в атмосферу, улучшается КПД двигателей, выпускаются гибридные автомобили.
В будущем планируется уделять большое внимание улавливанию парниковых газов при производстве электроэнергии, а также непосредственно из атмосферы путём захоронения растительных организмов, использования хитроумных искусственных деревьев, закачки углекислого газа на многокилометровую глубину океана, где он будет растворяться в водной толще. Большинство перечисленных способов «нейтрализации» CO2 очень дороги. В настоящее время стоимость улавливания одной тонны СО2 составляет приблизительно 100-300 долларов, что превышает рыночную стоимость тонны нефти, а если учесть, что при сгорании одной тонны приблизительно образуется три тонны CO2, то многие способы связывания углекислого газа оказываются пока не актуальными. Предлагавшиеся ранее способы депонирования углерода с помощью высадки деревьев признаются несостоятельными в связи с тем, бОльшая часть углерода в результате лесных пожаров и разложения органики поступает обратно в атмосферу.
Особое внимание уделяется разработке законодательных нормативов, направленных на снижение выброса парниковых газов. В настоящее время многими странами мира были приняты Рамочная конвенция ООН об изменении климата (1992) и Киотский протокол (1999). Последний не был ратифицирован рядом стран, на которые приходится львиная доля выброса CO2. Так на долю США приходится около 40% от всех выбросов (в последнее время появилась информация, что Китай обогнал США по объёмам выброса CO2). К сожалению, пока человек во главу угла будет ставить собственное благосостояние, прогресса в решении вопросов глобального потепления не предвидится.
О такой проблеме, как глобальное потепление, начали говорить ещё в середине прошлого века. До сих пор этот вопрос является поводом многочисленных дискуссий, темой международных симпозиумов и сюжетов документальных фильмов. Даже далёкий от экологических дисциплин человек знает, что такое глобальное потепление. Оно выражается в увеличении средней температуры климата за 100 прошедших лет.
Но так ли опасно глобальное потепление, как его преподносят учёные и СМИ? Когда оно начнётся? Какие изменения произойдут с планетой из-за потепления климата? Что ждёт человечество в худшем случае? Способно ли мировое сообщество решить проблему глобального потепления?
Документальное фиксирование температуры ведётся в течение 150 лет. За последний век она увеличилась в среднем на 0,5°С. Резкое потепление климата произошло в 1970 годах, когда усилилась индустриальная деятельность. Увеличилась не только температура воздуха, но и воды.
Глобальное потепление привело к интенсивному уменьшению снежного покрова, таянию и отступлению ледников в Антарктике, Гренландии и на высоких горных вершинах. Последствием этого стало поднятие уровня океана примерно на 10 см. Эти и другие явления доказывают то, что глобальное потепление – реальная экологическая проблема .
Однако сам по себе парниковый эффект не представляет угрозы – без него средняя температура Земли составляла бы -18°C. Смысл кроется в том, что человеческая активность за последние несколько десятков лет привела к значительному увеличению концентрации парниковых газов, а, следовательно, и к повышению температуры климата.
Существует ряд других гипотез, объясняющих возникновение глобального потепления на Земле. Спутниковые данные позволяют предположить, что повышение температуры климата вызвано усилением солнечной активности, не характерным для прошлых лет. Однако учёные не располагают полным представлением об изменении активности светила для обнародования конкретных выводов. Основные факты свидетельствуют о том, что причины глобального потепления кроются именно в антропогенной деятельности.
Факторы, значительно увеличивающие концентрацию парниковых газов:
Несмотря на то, что потеплению климата существенно способствовал человек, некоторые учёные всё же предпочитают делить причины глобального потепления на природные и антропогенные.
Глобальное потепление приведёт не только к дальнейшему увеличению температуры поверхности земли, но и к другим изменениям. В результате будет усиливаться выброс парниковых газов. Уровень Мирового океана поднимется на полметра за 100 лет, кроме того, изменится солёность воды. Воздух станет более влажным. Осадки начнут выпадать интенсивнее, их распределение изменится, к тому же повысится порог максимума температур. Ускорится таяние ледников.
Глобальное потепление отразится на протекании погодных явлений: ветры и циклоны усилятся и участятся. Природные катаклизмы, например, наводнения и ураганы, будут происходить регулярнее, а их масштаб увеличится в разы.
Экологи выделяют несколько регионов земли, на которых особенно сильно отразятся последствия глобального потепления:
В тропиках и субтропиках будет выпадать меньше дождей. В результате глобального потепления засушливые районы Земли и пустыни увеличатся в площади, а вечная мерзлота продвинется дальше на север.
Из-за потепления климата сместятся места обитания биологических видов, что в свою очередь поставит под угрозу сохранность живых существ, возникнет серьёзная опасность вымирания организмов.
Одним из противоречивых последствий глобального потепления является . Изменение плотности вод океана, вызванное потеплением климата, приведёт к тому, что картина морских течений станет подобной той, которая была при ледниковом периоде.
Увеличение числа промышленных предприятий, свалок и слив отходов, разработка месторождений нефти и газа будут вести к необратимому изменению состава воздушной оболочки Земли.
По оптимистическому сценарию, согласно которому выброс парниковых газов будет оставаться на прежнем уровне, критическая ситуация настанет на планете через 300 лет. В противном случае необратимые последствия будут наблюдаться уже через 100 лет.
Глобальное потепление приведёт к изменениям не только в биосфере, но и в экономической деятельности и в обществе. Разрастание районов засух повлечёт сокращение посевных площадей, сельское хозяйство придёт в упадок. Развитые страны столкнутся с проблемой голода и нехватки питьевой воды.
Какими бы пессимистичными ни были сценарии развития глобального потепления, человечество ещё в состоянии предпринять меры, для того чтобы Земля не стала похожа на Венеру. Наиболее перспективными на сегодняшний день считаются два основных направления борьбы с глобальным потеплением:
Однако до конца не ясно, внедрение какого метода позволит с большей долей вероятности избежать катастрофических последствий потепления климата. Более того, эффективность применения обеих мер неоднократно ставилась под сомнение.
Радикально уменьшить количество выбросов будет всё сложнее с усилением экономической деятельности развивающихся стран. Для обеспечения стремительных темпов роста ВВП необходимы колоссальные энергетические ресурсы, источником которых выступают нефть, газ и уголь. Сжигание природных ископаемых – основная причина выброса больших количеств углекислого газа. В силу масштаба и финансовых затрат не представляется возможным переоборудовать старые промышленные предприятия по современным экологическим стандартам. Международные соглашения, в частности Киотский протокол 1997 года о контроле парниковых газов, терпят неудачу.
Второе направление по борьбе с глобальным потеплением связано с использованием биоинженерных технологий. В настоящее время создаются установки по закачке углекислого газа в специальные шахты. Учёные работают над неординарными решениями, такими как применение аэрозолей для изменения отражательной способности верхних слоёв атмосферы в сторону повышения. Будет ли это эффективно – пока неизвестно.
Совмещение двух методов в перспективе позволит добиться лучших результатов. Совершенствование нейтрализаторов и систем сжигания топлива в автомобилях не только сократит выброс парниковых газов, но и уменьшит тяжёлыми металлами. Применение альтернативных источников энергии поможет в разы сократить выброс, но на данный момент эти технологии требуют больших финансовых вложений. Важным фактом остаётся то, что производство солнечных батарей и ветряных мельниц также сопровождается колоссальным выбросом.
К менее масштабным, но не менее значимым мерам по устранению глобального потепления можно отнести:
Если международный контроль и масштабные экологические проекты кажутся далёкими от повседневной жизни, то вышеперечисленные методы касаются всех обитателей планеты. Поездка на велосипеде и вегетарианская диета вам не навредят (скорее это будет полезно!), а вовлеченность и неравнодушие тех, кто называет Землю своим домом, поможет предотвратить последствия глобального потепления климата. Как когда-то люди «совместными усилиями» нарушили природный баланс, так и сейчас при заинтересованности каждого будет возможно избежать катастрофических изменений.
Глобальное потепление, вызванное природными и антропогенными причинами, является поистине масштабной проблемой современности. Человек не должен оставаться равнодушным к ней и упускать способы предотвратить изменение климатических условий!
Механизм парникового эффекта заключается в следующем. Солнечные лучи, достигая Земли, поглощаются поверхностью почвы, растительностью, водной поверхностью и др. Нагретые поверхности отдают тепловую энергию снова в атмосферу, но уже в виде длинноволнового излучения.
Атмосферные газы (кислород, азот, аргон) не поглощают тепловое излучение с земной поверхности, а рассеивают его. Однако в результате сжигания горючих ископаемых и других производственных процессов в атмосфере накапливаются: углекислый газ, угарный газ, различные углеводороды (метан, этан, пропан и др.), которые не рассеивают, а поглощают тепловое излучение, идущее от поверхности Земли. Возникающий таким образом экран и приводит к появлению парникового эффекта — глобального потепления.
Кроме парникового эффекта наличие указанных газов обусловливает образование так называемого фотохимического смога. При этом в результате фотохимических реакций углеводороды образуют весьма токсичные продукты — альдегиды и кетоны.
Глобальное потепление является одним из наиболее значимых последствий антропогенного загрязнения биосферы. Оно проявляется как в изменении климата, так и биоты: продукционного процесса в экосистемах, сдвига границ растительных формаций, изменения урожайности сельскохозяйственных культур. Особенно сильные изменения могут коснуться высоких и средних широт. По прогнозам именно здесь наиболее заметно повысится температура атмосферы. Природа этих регионов особенно восприимчива к различным воздействиям и крайне медленно восстанавливается.
В результате потепления зона тайги сдвинется к северу примерно на 100-200 км. Подъем уровня океана за счет потепления (таяния льдов и ледников) может составить до 0,2 м, что приведет к затоплению устьев крупных, особенно сибирских рек.
На проходившей в Риме в 1996 г. очередной конференции стран — участниц Конвенции по предотвращению климатических изменений ешс раз была подтверждена необходимость скоординированных международных действий для решения этой проблемы. В соответствии с Конвенцией индустриально развитые страны и страны с переходной экономикой приняли на себя обязательства стабилизировать производство парниковых газов. Страны, входящие в Европейский союз, включили в свои национальные программы положения о сокращении выбросов углекислого газа на 20% к 2005 г.
В 1997 г. было подписано Киотское (Япония) соглашение, по которому развитые страны обязались к 2000 г. стабилизировать выбросы парниковых газов на уровне 1990 г.
Однако после этого выбросы парниковых газов даже возросли. Этому способствовал выход США из Киотского соглашения 2001 г. Тем самым реализация этого соглашения была поставлена под угрозу срыва, так как нарушалась квота, необходимая для вступления в силу этого соглашения.
В России, в связи с общим падением производства, выброс парниковых газов в 2000 г. составлял 80% от уровня 1990 г. Поэтому Россия в 2004 г. ратифицировала Киотское соглашение, придав ему юридический статус. Сейчас (2012 г.) это соглашение действует, к нему присоединяются и другие государства (например, Австралия), но все же решения Киотского соглашения остаются невыполненными. Однако борьба за выполнение Киотского соглашения продолжается.
Одним из самых известных борцов с глобальным потеплением климата является бывший вице-президент США А. Гор . После поражения на президентских выборах 2000 года он посвящает себя бою с глобальным потеплением. «Спасайте мир, пока не поздно!» — вот его лозунг. Вооруженный набором слайдов он объездил весь мир, разъясняя научную и политическую стороны глобального потепления, возможные серьезные последствия в ближайшем будущем, если не ограничить рост выброса в атмосферу углекислого газа, вызванного деятельностью человека.
А. Гор написал широко известную книгу «Неудобная правда. Глобальное потепление, как остановить планетарную катастрофу». В ней он убежденно и справедливо пишет: «Иногда кажется, что наш климатический кризис протекает медленно, но на самом деле он происходит очень быстро, став воистину планетарной опасностью. И для победы над угрозой мы сначала должны признать факт ее существования. Почему наши лидеры, как нам кажется, не слышат таких громких предупреждений об опасности? Они сопротивляются правде, потому что в момент признания окажутся перед своим моральным долгом — действовать. Просто гораздо удобней игнорировать предупреждение об опасности? Возможно, но неудобная правда не исчезает только потому, что она не замечена».
В 2006 г. за книгу он был награжден американской литературной премией. По книге был создан документальный фильм «Неудобная правда» с А. Гором в главной роли. Фильм в 2007 г. получил Оскар и попал в рубрику «Это должен знать каждый». В том же году А. Гору (вместе с группой экспертов МГЭИК) была присуждена Нобелевская премия мира за работу по защите окружающей среды и исследованиям по проблемам изменения климата.
В настоящее время А. Гор также активно продолжает борьбу с глобальным потеплением, являясь внештатным консультантом Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), созданной Всемирной метеорологической организацией (ВМО) и Программой ООН по окружающей среде (ЮНЭП).
Еще в 1827 г. французский физик Ж. Фурье предположил, что атмосфера Земли выполняет функцию стекла в теплице: воздух пропускает солнечное тепло, но не дает ему испариться обратно в космос. И он был прав. Этот эффект достигается благодаря некоторым атмосферным газам, например водяным испарениям и углекислому газу. Они пропускают видимый и «ближний» инфракрасный свет, излучаемый Солнцем, но поглощают «далекое» инфракрасное излучение, образующееся при нагревании земной поверхности солнечными лучами и имеющее более низкую частоту (рис. 12).
В 1909 г. шведский химик С. Аррениус впервые подчеркнул огромную роль углекислого газа как регулятора температуры приповерхностных слоев воздуха. Углекислота свободно пропускает солнечные лучи к земной поверхности, но поглощает большую часть теплового излучения Земли. Это своего рода колоссальный экран, препятствующий охлаждению нашей планеты.
Температура поверхности Земли неуклонно повышается, увеличившись за XX ст. на 0,6 °С. В 1969 г. она составляла 13,99 °С, в 2000 г. — 14,43 °С. Таким образом, средняя температура Земли в настоящее время составляет около 15 °С. При данной температуре поверхность планеты и атмосфера находятся в тепловом равновесии. Нагреваясь энергией Солнца и инфракрасным излучением атмосферы, поверхность Земли возвращает в атмосферу в среднем эквивалентное количество энергии. Это энергия испарения, конвекции, теплопроводности и инфракрасного излучения.
Рис. 12. Схематичное изображение парникового эффекта, обусловленного присутствием углекислого газа в атмосфере
В последнее время деятельность человека привносит дисбаланс в соотношение поглощаемой и выделяемой энергии. До вмешательства человека в глобальные процессы на планете изменения, происходящие на ее поверхности и в атмосфере, были связаны с содержанием в природе газов, которые с легкой руки ученых были названы «парниковыми». К таким газам относятся диоксид углерода, метан, оксид азота и водяной пар (рис. 13). Сейчас к ним добавились антропогенные хлорфторуглероды (ХФУ). Без газового «одеяла», окутывающего Землю, температура на ее поверхности была бы на 30-40 градусов ниже. Существование живых организмов в таком случае было бы весьма проблематичным.
Парниковые газы временно удерживают тепло в нашей атмосфере, благодаря чему создается так называемый парниковый эффект. В результате техногенной деятельности человека некоторые парниковые газы увеличивают долю своего участия в общем балансе атмосферы. Это касается прежде всего углекислого газа, содержание которого из десятилетия в десятилетие неуклонно растет. Углекислый газ создает 50 % парникового эффекта, на долю ХФУ приходится 15-20 %, на долю метана — 18 %.
Рис. 13. Доля содержания антропогенных газов в атмосфере при парниковом эффекте азота 6 %
В первой половине XX в. содержание углекислого газа в атмосфере оценивалось в 0,03 %. В 1956 г. в рамках первого Международного геофизического года ученые провели специальные исследования. Приведенная цифра была уточнена и составила 0,028 %. В 1985 г. измерения были проведены снова, и оказалось, что количество углекислого газа в атмосфере возросло до 0,034 %. Таким образом, увеличение содержания в атмосфере углекислого газа — доказанный факт.
За последние 200 лет в результате антропогенной деятельности содержание оксида углерода в атмосфере возросло на 25 %. Связано это, с одной стороны, с интенсивным сжиганием ископаемого топлива: газа, нефти, сланцев, угля и др., а с другой — с ежегодным уменьшением площадей лесов, которые являются основными поглотителями углекислого газа. К тому же развитие таких отраслей сельского хозяйства, как рисоводство и животноводство, а также рост площадей городских свалок приводят к увеличению выделения метана, оксида азота и некоторых других газов.
Вторым по значению «парниковым» газом является метан. Его содержание в атмосфере ежегодно увеличивается на I %. Наиболее значимые поставщики метана — свалки, крупный рогатый скот, рисовые поля. Запасы газа на свалках крупных городов можно рассматривать как небольшие газовые месторождения. Что касается рисовых полей, то, как выяснилось, несмотря на большой выход метана, в атмосферу его поступает относительно мало, поскольку большая часть расщепляется бактериями, связанными с корневой системой риса. Так что на поступление метана в атмосферу рисовые сельскохозяйственные экосистемы оказывают в целом умеренное влияние.
Сегодня уже не остается сомнений, что тенденция к использованию преимущественно ископаемого топлива неизбежно ведет к глобальному катастрофическому изменению климата. При нынешних темпах использования угля и нефти в ближайшие 50 лет прогнозируется повышение среднегодовой температуры на планете в пределах от 1,5 °С (близ экватора) до 5 °С (в высоких широтах).
Повышение температуры в результате парникового эффекта грозит небывалыми экологическими, экономическими и социальными последствиями. Уровень воды в океанах может подняться на 1-2 м за счет морской воды и таяния полярных льдов. (Вследствие парникового эффекта уровень Мирового океана в XX в. уже поднялся на 10-20 см.) Установлено, что повышение уровня моря на 1 мм приводит к отступлению береговой линии на 1,5 м.
Если уровень моря поднимется примерно на I м (а это худший сценарий), то к 2100 г. под водой окажутся около 1 % территории Египта, 6 % территории Нидерландов, 17,5 % территории Бангладеш и 80 % атолла Маджуро, входящего в состав Маршал- ловых островов. Это станет началом трагедии для 46 млн людей. По самым пессимистическим прогнозам, повышение уровня Мирового океана в XXI в. может повлечь за собой исчезновение с карты мира таких стран, как Голландия, Пакистан и Израиль, затопление большей части Японии и некоторых других островных государств. Под воду могут уйти Санкт-Петербург, Нью-Йорк и Вашинггон. В то время как одни участки суши рискуют оказаться на дне моря, другие будут страдать от жесточайшей засухи. Исчезновение грозит Азовскому и Аральскому морям и многим рекам. Увеличится площадь пустынь.
Группой шведских климатологов установлено, что с 1978 по 1995 г. площадь плавучих льдов в Северном Ледовитом океане сократилась примерно на 610 тыс. км 2 , т.е. на 5,7 %. Одновременно выяснилось, что через пролив Фрам, отделяющий архипелаг Свальбард (Шпицберген) от Гренландии, ежегодно со средней скоростью около 15 см/с в открытую Атлантику выносится до 2600 км 3 плавучего льда (что примерно в 15-20 раз больше стока такой реки, как Конго).
В июле 2002 г. с маленького островного государства Тувалу, расположенного на девяти атоллах в южной части Тихого океана (26 км 2 , 11,5 тыс. жителей), раздался призыв о помощи. Тувалу медленно, но верно уходит под воду — самая высокая точка в государстве возвышается над уровнем океана всего на 5 м. В начале 2004 г. электронные средства массовой информации распространили заявление о том, что ожидаемые высокие приливные волны, связанные с новолунием, могут на некоторое время поднять уровень моря в этом районе более чем на 3 м, что обусловлено повышением уровня океана вследствие глобального потепления. Если эта тенденция сохранится, крошечное государство будет смыто с лица Земли. Правительство Тувалу принимает меры по переселению граждан в соседнее государство Ниуэ.
Повышение температуры вызовет понижение влажности почвы во многих регионах Земли. Засухи и тайфуны станут привычным явлением. Ледовый покров Арктики сократится на 15 %. В наступившем столетии в Северном полушарии ледовое покрытие рек и озер будет держаться на 2 недели меньше, чем в XX в. Растают льды в горах Южной Америки, Африки, Китая и Тибета.
Глобальное потепление отразится и на состоянии лесов планеты. Лесная растительность, как известно, может существовать в очень узких пределах температуры и влажности. Большая часть ее может погибнуть, сложная экологическая система окажется на стадии разрушения, а это повлечет за собой катастрофическое уменьшение генетического разнообразия растений. В результате всемирного потепления на Земле уже во второй половине XXI в. может исчезнуть от четверти до половины видов сухопутной флоры и фауны. Даже при максимально благоприятных условиях к середине века непосредственная угроза вымирания нависнет почти над 10 % видов сухопутных животных и растений.
Исследования показали: чтобы избежать глобальной катастрофы, необходимо уменьшить выбросы углерода в атмосферу до 2 млрд т в год (одна треть нынешнего объема). Учитывая естественный прирост населения, к 2030-2050 гг. на душу населения должно выбрасываться не более 1/8 объема углерода, приходящегося сегодня в среднем на одного жителя Европы.
В последние десятилетия проблема глобального потепления встает все острее, и если раньше это было какое-то далекое от бытовой жизни словосочетание, понятное лишь ученым — сегодня на себе это явление прочувствовали многие.
Изменяется климат, воздух, состояние природы, людей. Температура мирового океана (а в нем и через него консолидируются тепловые силы всей земли) за последний век поднялась почти на один градус, и особенно активно этот процесс происходил в последние три десятилетия.
Какие негативные последствия для людей и природы таит в себе глобальное потепление, с какими темпами по прогнозам специалистов оно будет происходить дальше, причины данного явления — об этом и поговорим.
«Глобальное потепление - повышение средней температуры климатической системы Земли. Начиная с 1970-х годов, как минимум 90 % энергии потепления аккумулируется в океане. Несмотря на доминирующую роль океана в накоплении тепла, термин глобальное потепление часто используется для обозначения роста средней температуры воздуха у поверхности суши и океана.
С начала XX столетия средняя температура воздуха возросла на 0,74 °C, примерно две трети приходятся на период после 1980 года. Каждое из последних трёх десятилетий было теплее предыдущего, температура воздуха была выше, чем в любое предшествующее десятилетие, начиная с 1850 года.» (Википедия).
Главные негативные проявления ГП: влияние на климат (изменение количества и характера осадков: волны жары, засухи, ливни, увеличение частоты экстремальных погодных явлений), повышение уровня моря, расширение пустынь, в Арктике - отступление ледников, вечной мерзлоты, окисление океана, вымирание биологических видов из-за изменения температуры, снижение урожайности в жарких странах, распространение тропических болезней за пределы их привычной зоны.
Вообще, предположений и версий, почему началось ГП (Глобальное Потепление) было много: и какие-то сдвиги в толщах мирового океана, и разрушение природной оболочки земли, и таинственные версии.
По мнению ученых, исследовавших проблему в начале 2000-х годов, причины глобального потепления с большой вероятностью связаны с повышением концентрации парниковых газов вследствие человеческой деятельности:
«В Четвёртом оценочном докладе МГЭИК (2007) констатировалась 90 % вероятность того, что большая часть изменения температуры вызвана повышением концентрации парниковых газов вследствие человеческой деятельности. В 2010 году этот вывод был подтверждён академиями наук основных индустриальных стран. В Пятом докладе (2013) МГЭИК уточнила эту оценку:
«Было установлено влияние человека на повышение температур атмосферы и океана, изменение глобального гидрологического цикла, уменьшение количества снега и льда, повышение глобального среднего уровня моря и на некоторые экстремальные климатические явления… Свидетельства влияния человека стали еще более весомыми за время, прошедшее после ДО4. Чрезвычайно вероятно, что влияние человека было основной причиной потепления, наблюдаемого с середины ХХ-го века…»».
То есть, можно с уверенностью сказать, что причина ГП в человеке, более того — некоторые ученые так напрямую и называют ГП — следствием человеческой жизнедеятельности:
«Глобальное потепление - побочный процесс существования человека на этой планете, который начался с промышленной революции. Обычно под глобальным потеплением имеются в виду процессы, которые вызывают действия человека на планете (сжигание ископаемого топлива, форсирование парникового эффекта, таяния ледников и, как следствие, повышение температуры на планете Земля), приводящие к общему росту температуры.
Но не стоит забывать, что Земля время от времени испытывала глобальное потепление в своей истории и без участия человека - кажется, это вполне естественный процесс, который мы вызываем своими неестественными действиями. Борьбе с глобальным потеплением уделяется особое внимание на повестке мира, и если мы не хотим, чтобы наша голубая планета превратилась в бесполезную для жизни Венеру, необходимо изменить курс общемировой партии».
Теперь давайте обсудим проблему на простом языке. Текстов, где авторы рассматривают ГП с научной точки зрения, с изобилием специфических терминов (терминов физики, химии, экологии, геофизики и т.д.), — множество. Мало что в этих текстах ясно большинству обычных людей. Они не понимают, какое дело им до «шумихи» по поводу масштабов ГП, когда у них проблемы насущного характера, например, каждодневные пробки на автострадах, головные боли из-за магнитных бурь.
Ну вот какое дело бабушке из пригорода российского мегаполиса до эмиссии СО2 от сжигания ископаемого топлива и производства цемента? У нее на огороде гибнет урожай по причине аномальной погоды, засухи, града летом. А ведь ГП имеет непосредственное отношение ко всем этим вроде бы мелким и земным бедам… но мало кто из людей не просвещенных проведет причинно-следственные связи.
Вы заметили, что лето в последние десятилетия, особенно годы стало странным? Странность выражается в том, что Лето или короткое, но с периодами то сильной засухи, то неуемных ливней, то длинное, но прохладное, лишь с парой жарких дней, которые то и дело прерывались аномалиями погоды: градом, снегом, ураганами, сильным ветром.
Но главное — стало невыносимо душно. По рассказам бывшей жительницы Таджикистана — у них на «родине» бывало и 40 градусов «палит», но жары не ощущается, потому что очень много зелени, воздух мягкий, кислород есть. А у нас, как думаете, почему и 25 градусов стали ощущаться так, что люди в обморок падают? Мало зелени, идет массовая вырубка лесов, на месте парков строятся «высотки».
Города реально превращаются в каменные джунгли. За городом вырубают лесные массивы… а ведь деревья кроме кислорода давали нам защиту от ветров, являлись связующим звеном в долгой логической цепи природных явлений, если в этой цепи убрать один важный компонент — вся гармония рушится словно карточный домик и превращается в хаос. От вырубки лесов погибло множество живых видов, являющихся уникальными в биологической цепочки, что также нарушает законы мира природы.
На территории крупных российских городов есть километровые площади без зеленых площадок, все дома, офисы, дороги, стройка, асфальт, брусчатка. А ведь изгоняя природу из нашей жизни, нарушая ее законы — мы нарушаем баланс во всем. Вот и летом палящая жара начинается уже градусов с 26… Особенно это отмечают люди в возрасте, которым есть с чем сравнивать… Я помню начало 90-х, когда 30 градусов были ни о чем, а в деревне и подавно — под 40 градусов не пахли духотой: концентрация вредного озона и других опасных газов возросла, а жара их просто «кипятит» и этими испарениями мы дышим.. Народ уже привыкает к аномальной жаре и граду вперемешку.
Какая взаимосвязь всего описанного и глобального потепления?
Дело в том, что очень часто кажется будто капля в море — это просто капля в море, однако любое море состоит из бесчисленного количества капель, и иногда, как говорится, каждая капля может стать последней.
На самом деле численность населения Земли увеличивается со стремительной скоростью, каждый по себе - это просто человек не сравнимый с масштабами Земли, но вот 7 млрд человек - это уже толпа, способная перевернуть эту Землю, и ведь рождается и будет рождаться все больше народа - разве можно ждать, что проблемы ГП как-то сгладятся? Проблемы ГП будут только усложняться и набирать обороты, кто бы как оптимистично не заявлял.
Например, в 1820 году на планете было всего 1 млрд человек, чуть больше сотни лет (1927 год) потребовалось, чтобы людей стало 2 млрд. В дальнейшем скорость увеличивается: 3 млрд уже через 30 лет после установления отметки в 2 млрд. Далее каждые 12-13 лет по млрд человек, сегодня народу на планете за 7 млрд. За последние 90 лет население увеличилось на 5 млрд, хотя до этого за всю историю, мгонотысячную историю — людей по итогу было 1-2 млрд. По прогнозам — 8 млрд нас станет примерно в 2024 году.
Нас стало больше, и не просто больше, а значительно больше. И вроде бы, что может сдвинуть в массах мирового океана один маленький человек, однако когда этих маленьких человечков миллиарды, и они живут, дышат, едят, пользуются бытовыми благами, готовят и т.д., ездят на авто по улицам, которые к вечеру набиваются этими авто как селедками в бочке, двигают вперед машину индустриализации, заправляют топливом самолеты, качают нефть, сливают в реки всякую дрянь с заводов. Ставят «вышки» сотовой связи там, где не ступала ранее нога человека, создают и продают миллионными, миллиардными тиражами сотовые телефоны, в российских городах численность машин уже скоро приблизится к численности населения, но и на данный момент как минимум около 100 миллионов российских авто портят атмосферу выхлопными газами.
Все больше становится сотовых, авто, все больше людей пользуются благами цивилизации, возводят заводы, на которых надо работать новым поколениям и создавать революционные товары, способные перевернуть мир в сто первый раз. Кроме отравления биосферы, атмосферы усиливается так называемый парниковый эффект. Парниковые газы, по версии ученых, и являются основной причиной ГП.
«Парниковые газы - газы, которые предположительно вызывают глобальный парниковый эффект. Основными парниковыми газами, в порядке их оцениваемого воздействия на тепловой баланс Земли, являются водяной пар, углекислый газ, метан, озон, сульфурилфторид, галоуглероды и оксид азота.
Водяной пар является основным естественным парниковым газом, который ответственен более чем за 60 % эффекта.
Источниками углекислого газа в атмосфере Земли являются вулканические выбросы, жизнедеятельность биосферы, деятельность человека. Антропогенными источниками являются: сжигание ископаемого топлива; сжигание биомассы, включая сведение лесов; некоторые промышленные процессы приводят к значительному выделению углекислоты (например, производство цемента).
До последнего времени считалось, что парниковый эффект от метана в 25 раз сильнее, чем от углекислого газа. Однако теперь Межправительственная группа экспертов по изменению климата ООН (IPCC) утверждает, что «парниковый потенциал» метана еще опаснее, чем оценивалось раньше. Как следует из свежего доклада IPCC, который цитирует Die Welt, в расчете на 100 лет парниковая активность метана в 28 раза сильнее, чем у углекислого газа, а в 20-летней перспективе — в 84 раза.
Парниковая активность фреонов в 1300-8500 раз выше, чем у углекислого газа. Основным источником фреона являются холодильные установки и аэрозоли».
Так, по наблюдениям ученых концентрация «плохого» (тропосферного) озона увеличилась в Европе по сравнению с доиндустриальной эпохой в 3 раза. «Увеличение концентрации озона вблизи поверхности имеет сильное негативное воздействие на растительность, повреждая листья и угнетая их фотосинтетический потенциал».
В общем, жизнедеятельность человека, его бурное стремление к обустройству своей жизни с комфортом по максимуму, технический прогресс привели к глобальным природными изменениям.
Прогнозы гласят : «Вероятная величина возможного роста температуры на протяжении XXI века на основе климатических моделей составит 1,1-2,9 °C для минимального сценария эмиссии; 2,4-6,4 °C для сценария максимальной эмиссии. Разброс в оценках определяется принятыми в моделях значениями чувствительности климата к изменению концентрации парниковых газов.
Изменение климата и его последствия в разных регионах мира будут различными».
Страдают мишки белые, которые теряют часть дома из-за таяния льдов… Гарантирую - большинство далеких от проблем ГП людей узнали о том, что вообще есть такая проблема от диктора новостей, как заезженную пластинку повторяющего, что белым мишкам плохо из-за таяния снегов вследствие ГП. Поначалу народ то и не боялся, что их это коснется, все сочувствовали мишкам. Ну еще боялись, что льды растают и нас всех затопит.. А потом, когда град размером с куриное яйцо стал сыпаться летом, а ветер по 30 метров в секунду сменялся ливнем как из ведра, это словосочетание стало модным и среди простых смертных.
Самые «аномальные» годы в 20-м и 21-м веках: 2015, 2014 (возможно, рекорд 2015 побьет 2016 год), затем 1998, 2005 и 2010 годы, с небольшой разницей между друг другом.
И хотя приводимые учеными данные нам говорят, что и раньше, в мировой истории, были явления ГП, и что у Земли великолепные компенсаторные возможности - факт остается фактом: самые аномально жаркие годы были в последние десятилетия, последние годы стали самыми жаркими вообще, рост численности населения неизбежен, рост потребления и использования вредных соединений, благ цивилизации неизбежен. Таких периодов еще не было за истории Земли, по-крайней мере официально зарегистрированных.
Медленно, но верно ГП топит нашу землю в духоте, дождях, непогоде… по смелым прогнозам — до катастрофы осталось не так уж много. Кроме как какая то бурная катастрофа есть ухудшение качества жизни, природных условий, как следствие здоровья населения, сокращение жизни.
Все же некоторые меры по контролю выброса парниковых газов в атмосферу были предприняты, а именно таковыми мерами стало Киотское соглашение 1997 года. Например, Россия даже перевыполнила план. Однако несмотря на это — ситуация с глобальным потеплением прогрессирует в негативную сторону. Хотя если бы не протокол — возможно все бы мы уже тонули на маленьком кусочке льдины в мировом океане.
«Киотский протокол - международное соглашение, дополнительный документ к Рамочной конвенции ООН об изменении климата (1992), принятое в Киото (Япония) в декабре 1997 года. Оно обязывает развитые страны и страны с переходной экономикой сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов».
Страны, подписавшие соглашение обязались ограничить, уменьшить в период с 1 января 2008 года по 31 декабря 2012 года количество выбросов 6 типов газов (углекислый газ, метан, фторуглеводороды, фторуглероды, закись азота, гексафторид серы) на 5,2 % по сравнению с уровнем 1990 года.
«Основные обязательства взяли на себя индустриальные страны:
Евросоюз должен сократить выбросы на 8 %
США - на 7 %
Япония и Канада - на 6 %
Страны Восточной Европы и Прибалтики - в среднем на 8 %
Развивающиеся страны, включая Китай и Индию, обязательств на себя не брали».
В 2015 году Сергей Лавров на саммите Глобального развития в рамках Генеральной Ассамблеи ООН сделал заявление о том, что Россия перевыполнила план по Китскому соглашению: наша страна уменьшила количество выбросов от энергетического сектора за последние 20 лет на 37 %.
В 2011 году протокол был продлен вплоть до принятия нового соглашения.
