Екологичните и биологични системи на нашата планета са пряко свързани с характеристиките на нейните климатични зони. С течение на времето в определени региони и природни зони, както и в целия климат като цяло се наблюдават определени колебания или отклонения от статистически фиксираните параметри на времето. Те включват средни температури, слънчеви дни, валежи и други също толкова важни променливи.

Благодарение на дългосрочните наблюдения на учените, документирани, беше отбелязано такова явление като глобалното изменение на климата. Това е един от най-страшните природни процеси, който днес интересува огромното мнозинство от жителите на земята.

Защо времето се променя?

Промяната на метеорологичните параметри на цялата планета е непрестанен процес, който продължава милиони години. Климатичните условия никога не са били постоянни. Например, добре познатите периоди на заледяване са сред ярките прояви на такива природни промени.

Чрез изучаване климатични условияи техните особености от древни времена до наши дни е участвала палеоклиматологията. Учените, провеждащи изследвания в тази научна област, отбелязаха, че няколко важни фактора влияят на времето едновременно. Климатът като цяло се променя поради следните динамични процеси:

• промени в земната орбита (промяна на параметрите на орбитата и земната ос);
• интензитетът на излъчване на слънчевата радиация и осветеността на слънцето;
• процеси, протичащи в океаните и ледниците (те включват топенето на лед на полюсите);
• процеси, причинени от човешка дейност (например увеличаване на съдържанието на газове в атмосферните слоеве, които причиняват парниковия ефект);
• естествена вулканична дейност (прозрачност въздушни масии тях химичен съставсе променя значително, когато вулканите се събудят);
• тектонско разместване на плочи и континенти, върху които се формира климатът.

Най-опустошително въздействие върху климата имаше промишлеността и стопанска дейностчовек. И комбинацията от всички горепосочени фактори, включително естествени естествени процеси, води до затопляне в глобален мащаб (т.нар. радиационно нагряване на атмосферата), което няма най-благоприятен ефект върху повечето екологични системи на земята и предизвиква съвсем разбираемо безпокойство на целия научен свят.

В същото време все още няма единна научна теория, способна да хвърли светлина върху всички причини за промените в климата на Земята.

Цикличността на текущите промени

Естествените колебания в климатичните условия на планетата са циклични. Тази особеност е отбелязана от А. И. Воейков и Е. А. Брикнер още през 19 век. Хладните и доста влажни периоди на земята редовно се редуват с по-сухи и по-топли.

Приблизително на всеки 30-45 години климатичните условия се променят значително. Процесът на затопляне или охлаждане може да се случи както в един век, така и да засегне няколко века (да бъде вековен). В резултат на това зоните на вечно замръзналата земя се променят, границите на растителността се изместват както по меридианите, така и по височината в планините, ареалите на животните се изместват.

Антропогенното влияние върху климата непрекъснато нараства и е свързано преди всичко със социалната еволюция на човечеството. Развитието на енергетиката, промишленото производство, селското стопанство необратимо променя климатичните условия на нашата планета:

• Въглеродният диоксид и други промишлени газове, отделяни в атмосферата, причиняват парниковия ефект.
• Топлинната енергия, генерирана в резултат на промишлени и икономически дейности, също прониква във въздушните маси и ги загрява.
• Съдържанието на аерозолните флакони, разтворителите на детергентите и хладилните газове разрушават озоновия слой. В резултат на това на височина до 35 километра се появяват така наречените атмосферни дупки, позволяващи на ултравиолетовата светлина да преминава свободно през атмосферата.

Последици от глобалните промени

„Воалът“, образуван от концентрацията на газове (опасните вещества включват метан, азотен оксид, въглероден диоксид, хлорфлуорвъглерод), не позволява на земната повърхност да се охлади. Изглежда, че блокира инфрачервеното лъчение в долния слой въздух, което го кара да се затопли.

Последствията от затоплянето, прогнозирани в близко бъдеще, са изключително сериозни. Това:

• Неестествена смесица от предварително установени екологични системи, придружени от миграция на диви животни към северните територии на континентите.
• Промяна в обичайната сезонност на развитието на селскостопанските растения и в резултат на това намаляване на производителността на земята в големи площи.
• Намаляване на качеството на водата и количеството на водните ресурси в много страни по света.
• Промяна в средното количество валежи (например те ще станат повече в северните райони на Европа).
• Повишаване на солеността на водата в устията на някои реки, причинено от увеличаване на общо нивоокеани поради топенето на ледовете.
• изместване на океанските течения. И днес Гълфстрийм постепенно потъва към дъното. По-нататъшното охлаждане на този ток ще доведе до рязко влошаванеклимат в Европа.
• Увеличаването на териториите на блатата и наводняването на плодородни низини, което заплашва с потенциална загуба на бившите места на човешко обитаване.
• Окисляване на океанските води. Днес насищането с въглероден диоксид е около 30% - това са последствията от индустриалната човешка дейност.
• Активно топене на полярни и арктически лед. През последните сто години нивото на Световния океан редовно се покачва средно с 1,7 милиметра годишно. И от 1993 г. това увеличение на океанските води възлиза на 3,5 милиметра годишно.
• Заплахата от глад поради недостиг на храна, причинен от нарастването на населението и загубата на земеделска земя по света поради климатичните условия.

Комбинацията от всички тези неблагоприятни фактори ще има катастрофално въздействие върху човешкото общество и икономика. Глобалната икономика ще пострада, причинявайки социална нестабилност в много региони.

Например, нарастващата честота на сухи периоди ще намали ефективността на селското стопанство и ще увеличи вероятността от глад в африканските и азиатските страни. Проблемът с водоснабдяването в горещите тропически райони ще предизвика опасно разпространение инфекциозни заболявания. Освен това тенденциите за затопляне по цялата планета ще доведат до проблеми с природните бедствия - моделите на времето ще станат по-непредсказуеми и променливи.

Според експертното мнение на членовете на Междуправителствената група (IPCC) неблагоприятни промени в климатичните условия се наблюдават на всички континенти и океански пространства. Експертите очертаха опасенията си в доклад от 31 март 2014 г. Много екологични системи вече са засегнати, което представлява заплаха за човешкото здраве и световната икономика.

Начини за решаване на проблема

През последните десетилетия метеорологичният мониторинг и мониторингът на околната среда бяха засилени, което ще направи възможно събирането на повече точна прогнозаклиматични отклонения в близко бъдеще и избягване на екологични проблеми.

Според най-лошите предположения на учените температурата на планетата може да се повиши с още 11 градуса и тогава промените ще станат необратими. За да се предотвратят възможни проблеми с климата, преди повече от 20 години беше създадена конвенция на ООН, ратифицирана от 186 страни по света. Този договор предвижда всички основни мерки за борба с глобалното затопляне, както и начини за контрол на времето и неговите промени.

Много развити страни, които са признали този документ за уместен, са създали общи програми за борба с емисиите на застрашаващи климата парникови газове във въздуха. Важните проекти включват също систематично увеличаване на зелените площи по света. А държавите с икономики в преход поемат задължения за намаляване на обема на вредните газове, които навлизат в атмосферните слоеве в резултат на промишлената дейност на предприятията (това се доказва от така наречения Протокол от Киото, подписан през 1997 г.).

В Русия до 2020 г. се планира да се намалят емисиите на вредни газове, които причиняват парниковия ефект, с до 25% в сравнение с 1990 г. поради тяхното абсорбиране от специални акумулатори и абсорбери. Предвижда се и въвеждането на технологии за пестене на енергия и използване на нейни алтернативни източници, които се отличават с екологична безопасност. Слънчевата и вятърната енергия, използвани за производство на електричество, отопление на жилищни и промишлени помещения, се доказаха перфектно.

Понастоящем разногласията между държави с различно икономическо развитие не позволяват приемането на единен правен документ, посочващ точните обеми на намаляване на емисиите на вредни газове за всяка страна - страна по споразумението. Затова климатичната доктрина се разработва от държавите в индивидуалносъобразени с техните финансови възможности и интереси.

За съжаление, антропогенното въздействие върху климата често се разглежда в политическа или дори търговска равнина. И вместо да изпълняват на практика задълженията, поети от правителствата на отделните държави, те се занимават само с търговска търговия в различни квоти. И важно международни документислужат като лостове за влияние в търговските войни и като начин за оказване на натиск върху икономиката на дадена страна. Необходимо е спешно да се промени политиката на потребителско отношение към природните ресурси. И всички поръчки на съвременния политически елит трябва да бъдат насочени, наред с други неща, към цялостно решаване на екологичните проблеми.

Въведение

1. Причини за изменението на климата

2. Понятието и същността на парниковия ефект

3. Глобалното затопляне и човешкото въздействие

4. Последици от глобалното затопляне

5. Необходими мерки за предотвратяване на глобалното затопляне

Заключение

Библиография

Въведение

Светът става все по-топъл и човечеството носи голяма отговорност за това, смятат експертите. Но много фактори, влияещи върху изменението на климата, все още не са проучени, а други изобщо не са проучени.

Някои сухи места в Африка са станали още по-сухи през последните 25 години. Редки езера, които носят вода на хората, пресъхват. Пясъчните ветрове се засилват. Дъждовете там спряха през 70-те години на миналия век. Проблемът с питейната вода става все по-остър. Според компютърни модели такива райони ще продължат да изсъхват и ще станат напълно необитаеми.

Добивът на въглища е разпространен по цялата планета. Огромно количество въглероден диоксид (CO 2 ) се отделя в атмосферата при изгаряне на въглища. Докато развиващите се страни следват стъпките на индустриалните си съседи, CO 2 ще се удвои през 21 век.

Повечето специалисти, изучаващи сложността на климатичната система на Земята, свързват повишаването на глобалната температура и бъдещото изменение на климата с повишаване на нивото на CO 2 в атмосферния въздух.

Животът процъфтява на планетата от около четири милиарда години. През това време климатичните колебания бяха радикални, от ледников период - продължил 10 000 години - до епоха на бързо затопляне. С всяка промяна неопределен брой видове форми на живот се променят, еволюират и оцеляват. Други са отслабнали или просто са изчезнали.

Сега много експерти смятат, че човечеството застрашава световната екологична система поради глобалното затопляне, причинено от така наречения парников ефект. Изпарението на продуктите на цивилизацията под формата на парникови газове, като въглероден диоксид (CO 2 ), задържа достатъчно отразена топлина от земната повърхност, за да повиши средната температура на земната повърхност с половин градус по Целзий през 20 век. Ако тази посока на съвременната индустрия продължи, тогава климатичната система ще се промени навсякъде - топенето на ледовете, покачването на нивото на Световния океан, унищожаването на растенията от суша, превръщането на териториите в пустини, преместването на зелени площи .

Но това може да не е така. Климатът на планетата зависи от комбинация от много фактори, взаимодействащи индивидуално един с друг и по сложни начини, които все още не са напълно разбрани. Възможно е затоплянето, наблюдавано през последния век, да се дължи на естествени колебания, въпреки факта, че темповете му значително надвишават тези, наблюдавани през последните десет века. Освен това компютърните симулации могат да бъдат неточни.

Въпреки това, през 1995 г., след години на интензивно проучване международна конференцияотносно изменението на климата, спонсориран от Организацията на обединените нации, заключи условно, че „много доказателства сочат, че човешкото въздействие върху глобалния климат е огромно“. Степента на тези влияния, както отбелязват експертите, е неизвестна, тъй като не е определен ключов фактор, включително степента на влияние на облаците и океаните върху глобалните температурни промени. Може да отнеме десетилетие или повече допълнителни изследвания, за да се изключат тези несигурности.

Междувременно много вече се знае. И въпреки че спецификата на обстоятелствата на човешката икономическа дейност остава неизяснена, способността ни да променяме състава на атмосферата е безспорна.

Целта на тази работа е да проучи проблема с изменението на климата на Земята.

Задачи на тази работа:

1. изследване на причините за изменението на климата;

2. разглежда понятието и същността на парниковия ефект;

3. дефинира понятието "глобално затопляне" и показва влиянието на човечеството върху него;

4. показват последствията, които очакват човечеството в резултат на глобалното затопляне; 5. обмислете необходимите мерки за предотвратяване на глобалното затопляне.

1. ПРИЧИНИ ЗА ИЗМЕНЕНИЕТО НА КЛИМАТА

Какво представлява глобалното изменение на климата и защо често се нарича "глобално затопляне"?

Човек не може да не се съгласи, че климатът на Земята се променя и това се превръща в глобален проблем за цялото човечество. Фактът на глобалното изменение на климата се потвърждава от научни наблюдения и не се оспорва от повечето учени. И въпреки това около тази тема има постоянни дискусии. Някои използват термина "глобално затопляне" и правят апокалиптични прогнози. Други пророкуват настъпването на нова "Ледена епоха" - и също правят апокалиптични прогнози. Трети смятат изменението на климата за естествено, а доказателствата от двете страни за неизбежността на катастрофалните последици от изменението на климата са противоречиви… Нека се опитаме да разберем….

Какви доказателства има за изменението на климата?

Те са добре познати на всички (това вече се забелязва и без инструменти): повишаване на средната глобална температура (по-меки зими, по-горещи и по-сухи летни месеци), топене на ледници и покачване на морското равнище, както и все по-чести и по-разрушителни тайфуни и урагани, наводнения в Европа и суши в Австралия... (вижте също „5 сбъднати се климатични пророчества“). И на някои места, например в Антарктида, има охлаждане.

Ако климатът се е променил преди, защо сега това е проблем?

Наистина, климатът на нашата планета непрекъснато се променя. Всеки знае за ледникови периоди (те са малки и големи), с глобален потоп и т.н. Според геоложки данни средната световна температура в различни геоложки периоди варира от +7 до +27 градуса по Целзий. Сега средната температура на Земята е около +14 o C и все още е доста далеч от максимума. И така, какво тревожи учените, държавните глави и обществеността? Накратко, безпокойството е, че в допълнение към естествените причини за изменението на климата, които винаги са били, се добавя още един фактор - антропогенен (резултат от човешка дейност), влиянието на който върху изменението на климата, според някои изследователи, всяка година става все по-силен.

Какви са причините за изменението на климата?

Основният двигател на климата е Слънцето. Например неравномерното нагряване на земната повърхност (по-силно на екватора) е една от основните причини за ветровете и океанските течения, а периодите на повишена слънчева активност са придружени от затопляне и магнитни бури.

Освен това климатът се влияе от промените в орбитата на Земята, нейната магнитно поле, размери на континенти и океани, вулканични изригвания. Всичко това са естествени причини за изменението на климата. Доскоро те и само те определяха изменението на климата, включително началото и края на дългосрочни климатични цикли като ледникови периоди. Слънчевата и вулканичната активност могат да обяснят половината от температурните промени преди 1950 г. (слънчевата активност води до повишаване на температурата, а вулканичната активност води до намаляване).

IN напоследъккъм естествените фактори се добави още един фактор - антропогенен, т.е. причинени от човешка дейност. Основното антропогенно въздействие е увеличаването на парниковия ефект, чието въздействие върху изменението на климата през последните два века е 8 пъти по-голямо от влиянието на промените в слънчевата активност.

2. ПОНЯТИЕТО И СЪЩНОСТТА НА ПАРНИКОВИЯ ЕФЕКТ

Парниковият ефект е забавянето от земната атмосфера на топлинното излъчване на планетата. Парниковият ефект е наблюдаван от всеки от нас: в оранжерии или оранжерии температурата винаги е по-висока от външната. Същото се наблюдава и в мащаба глобус: слънчевата енергия, преминавайки през атмосферата, нагрява повърхността на Земята, но топлинната енергия, излъчвана от Земята, не може да избяга обратно в космоса, тъй като земната атмосфера я забавя, действайки като полиетилен в оранжерия: преминава кратко светлинни вълниот Слънцето към Земята и забавя дългите топлинни (или инфрачервени) вълни, излъчвани от земната повърхност. Има парников ефект. Парниковият ефект възниква поради наличието на газове в земната атмосфера, които имат способността да забавят дългите вълни. Те се наричат ​​"парникови" или "парникови" газове.

Парниковите газове присъстват в атмосферата в малки количества (около 0,1%) от нейното образуване. Това количество беше достатъчно, за да поддържа топлинния баланс на Земята на ниво, подходящо за живот поради парниковия ефект. Това е така нареченият естествен парников ефект, ако не беше той, средната температура на земната повърхност щеше да бъде 30 ° C не +14°C, както е сега, а -17°C.

Естественият парников ефект не застрашава нито Земята, нито човечеството, тъй като общото количество парникови газове се поддържа на същото ниво поради цикъла на природата, освен това ние дължим живота си на него.

Но увеличаването на концентрацията на парникови газове в атмосферата води до увеличаване на парниковия ефект и нарушаване на топлинния баланс на Земята. Точно това се случи през последните два века от развитието на цивилизацията. Електроцентралите, работещи с въглища, ауспусите на колите, фабричните комини и други изкуствени източници на замърсяване отделят около 22 милиарда тона парникови газове годишно в атмосферата.

Какви газове се наричат ​​"парникови" газове?

Най-известните и най-често срещаните парникови газове са водна пара(H 2 O), въглероден двуокис(CO2), метан(СН 4) и смехотворен газили азотен оксид (N 2 O). Това са директни парникови газове. Повечето от тях се образуват при изгарянето на изкопаеми горива.

Освен това има още две групи директни парникови газове, това са халокарбониИ серен хексафлуорид(SF6). Техните емисии в атмосферата са свързани с модерни технологиии промишлени процеси (електроника и охлаждане). Количеството им в атмосферата е съвсем незначително, но влиянието им върху парниковия ефект (т.нар. потенциал за глобално затопляне / GWP) е десетки хиляди пъти по-силно от CO 2 .

Водната пара е основният парников газ, отговорен за повече от 60% от естествения парников ефект. Все още не е отбелязано антропогенно повишаване на концентрацията му в атмосферата. Но повишаването на температурата на Земята, причинено от други фактори, увеличава изпарението на океанската вода, което може да доведе до увеличаване на концентрацията на водни пари в атмосферата и - до увеличаване на парниковия ефект. От друга страна, облаците в атмосферата отразяват пряката слънчева светлина, което намалява притока на енергия към Земята и съответно намалява парниковия ефект.

Въглеродният диоксид е най-известният сред парниковите газове. Естествени източници на CO 2 са вулканичните емисии, жизнената дейност на организмите. Антропогенните източници са изгарянето на изкопаеми горива (включително горски пожари), както и набор от промишлени процеси (например производство на цимент, производство на стъкло). Според повечето изследователи въглеродният диоксид е отговорен основно за глобалното затопляне, причинено от "парниковия ефект". Концентрациите на CO 2 са се повишили с повече от 30% за два века индустриализация и са свързани с промените в средната глобална температура.

Метанът е вторият по важност парников газ. Изпуска се поради изтичане при разработването на находища на въглища и природен газ, от тръбопроводи, по време на изгаряне на биомаса, в сметища (като компонентбиогаз), както и в селското стопанство (животновъдство, отглеждане на ориз) и др. Животновъдството, прилагането на торове, изгарянето на въглища и други източници осигуряват около 250 милиона тона метан годишно. Количеството метан в атмосферата е малко, но неговият парников ефект или потенциалът за глобално затопляне (GWP) е 21 пъти по-голям от този на CO 2 .

Азотният оксид е третият най-важен парников газ: неговото въздействие е 310 пъти по-силно от това на CO 2, но се намира в атмосферата в много малки количества. Той навлиза в атмосферата в резултат на жизнената дейност на растенията и животните, както и при производството и използването на минерални торове, работата на предприятията на химическата промишленост.

Халокарбони (хидрофлуоровъглеводороди и перфлуоровъглеводороди) са газове, създадени да заменят озоноразрушаващите вещества. Използват се предимно в хладилна техника. Те имат изключително висок коефициент на влияние върху парниковия ефект: 140-11700 пъти по-висок от този на CO 2. Техните емисии (изпускане в заобикаляща среда) са малки, но нарастват бързо.

Серен хексафлуорид – навлизането му в атмосферата се свързва с електрониката и производството на изолационни материали. Въпреки че е малък, но обемът непрекъснато се увеличава. Потенциалът за глобално затопляне е 23900 единици.

3. ГЛОБАЛНО ЗАТОПЛЯНЕ И ЧОВЕШКОТО ВЪЗДЕЙСТВИЕ ВЪРХУ НЕГО

Глобалното затопляне е постепенно повишаване на средната температура на нашата планета, причинено от увеличаване на концентрацията на парникови газове в земната атмосфера.

Според преките климатични наблюдения (температурни промени през последните двеста години) средните температури на Земята са се повишили и въпреки че причините за това увеличение все още са предмет на дискусия, една от най-широко обсъжданите е антропогенният парников ефект. Антропогенното увеличаване на концентрацията на парникови газове в атмосферата нарушава естествения топлинен баланс на планетата, засилва парниковия ефект и в резултат на това причинява глобално затопляне.

Това е бавен и постепенен процес. Така през последните 100 години средната температураЗемята се е увеличила само с 1 o C. Изглежда малко. Какво тогава предизвиква безпокойство у световната общност и принуждава правителствата на много страни да предприемат мерки за намаляване на емисиите на парникови газове?

Първо, това беше достатъчно, за да предизвика топенето на полярния лед и повишаването на нивото на световния океан с всички произтичащи от това последствия.

И второ, някои процеси са по-лесни за стартиране, отколкото за спиране. Например, в резултат на размразяването на субарктическата вечна замръзналост, огромни количества метан навлизат в атмосферата, което допълнително засилва парниковия ефект. А обезсоляването на океана поради топенето на ледовете ще доведе до промяна в топлото течение на Гълфстрийм, което ще се отрази на климата на Европа. По този начин глобалното затопляне ще предизвика промени, които от своя страна ще ускорят изменението на климата. Започнахме верижна реакция...

Колко голямо е човешкото въздействие върху глобалното затопляне?

Идеята за значителен принос на човечеството към парниковия ефект (и оттам към глобалното затопляне) се подкрепя от повечето правителства, учени, обществени организациии медиите, но все още не е категорично установена истина.

Някои твърдят, че: концентрацията на въглероден диоксид и метан в атмосферата от прединдустриалния период (от 1750 г.) се е увеличила съответно с 34% и 160%. Още повече, че не е достигало такова ниво от стотици хиляди години. Това е ясно свързано с нарастването на потреблението на горивни ресурси и развитието на индустрията. И това се потвърждава от съвпадението на графиката на нарастване на концентрацията на въглероден диоксид с графиката на нарастване на температурата.

Други възразяват: в повърхностния слой на Световния океан има 50-60 пъти повече разтворен въглероден диоксид, отколкото в атмосферата. В сравнение с това въздействието на човек е просто незначително. Освен това океанът има способността да абсорбира CO 2 и по този начин да компенсира човешкото въздействие.

Напоследък обаче всичко се появява повече фактив полза на въздействието на човешките дейности върху глобалното изменение на климата. Ето само няколко от тях.

1. южната част на океаните е загубила способността си да абсорбира значителни количества въглероден диоксид и това допълнително ще ускори глобалното затопляне на планетата

2. Потокът от топлина, идваща към Земята от Слънцето, намалява през последните пет години, но не охлаждане, а затопляне се наблюдава на Земята ...

Колко ще се повиши температурата?

При някои сценарии за изменение на климата средните глобални температури могат да се повишат с 1,4 до 5,8 градуса по Целзий до 2100 г., освен ако не бъдат предприети стъпки за намаляване на парниковите емисии в атмосферата. В допълнение, периодите на горещо време могат да станат по-дълги и по-екстремни в температурите. В същото време развитието на ситуацията ще бъде много различно в зависимост от района на Земята и тези разлики са изключително трудни за прогнозиране. Например за Европа първоначално се предвижда не много дълъг период на охлаждане поради забавянето и евентуалната промяна на Гълфстрийм.

4. ПОСЛЕДСТВИЯ ОТ ГЛОБАЛНОТО ЗАТОПЛЯНЕ

Глобалното затопляне ще засегне значително живота на някои животни. Например полярните мечки, тюлените и пингвините ще бъдат принудени да променят местообитанията си полярен ледще изчезне. Много видове животни и растения също ще изчезнат, неспособни да се адаптират към бързо променящата се среда. Преди 250 милиона години глобалното затопляне уби три четвърти от живота на Земята

Глобалното затопляне ще промени климата в глобален мащаб. Очаква се увеличаване на броя на климатичните бедствия, увеличаване на броя на наводненията поради урагани, опустиняване и намаляване на летните валежи с 15-20% в основните земеделски райони, повишаване на нивото и температурата на океана , граници природни зонипреместете се на север.

Освен това, според някои прогнози, глобалното затопляне ще предизвика началото на Малката ледникова епоха. През 19 век причината за такова охлаждане е изригването на вулкани, в нашия век причината вече е друга - обезсоляването на световния океан в резултат на топенето на ледниците

Как глобалното затопляне ще се отрази на хората?

В краткосрочен план: липса на питейна вода, увеличаване на броя на инфекциозните заболявания, проблеми в селското стопанство поради засушавания, увеличаване на броя на смъртните случаи поради наводнения, урагани, жега и суша.

Най-лошият удар може да бъде в най-бедните страни, които са най-малко отговорни за изострянето на проблема и са най-малко подготвени за изменението на климата. Затоплянето и повишаването на температурите в крайна сметка могат да обърнат всичко, което е постигнато с работата на предишните поколения.

Унищожаването на установени и обичайни системи за земеделие под въздействието на суша, нередовни валежи и др. всъщност може да тласне около 600 милиона души на ръба на гладната смърт. До 2080 г. 1,8 милиарда души ще изпитват сериозен недостиг на вода. А в Азия и Китай, поради топенето на ледниците и промените в характера на валежите, може да възникне екологична криза.

Повишаването на температурата с 1,5-4,5°C ще доведе до повишаване на нивото на океана с 40-120 см (според някои изчисления до 5 метра). Това означава наводняване на много малки острови и наводнения в крайбрежните райони. Около 100 милиона жители ще бъдат в райони, застрашени от наводнения, повече от 300 милиона души ще бъдат принудени да мигрират, някои държави ще изчезнат (например Холандия, Дания, част от Германия).

Световната здравна организация (СЗО) смята, че здравето на стотици милиони хора може да бъде изложено на риск от разпространението на малария (поради увеличаването на броя на комарите в наводнените райони), чревни инфекции (поради нарушени водопроводни системи) и т.н.

В дългосрочен план това може да доведе до следващия етап от човешката еволюция. Нашите предци са били изправени пред подобен проблем, когато температурата се е повишила рязко с 10°C след ледниковия период, но това е довело до създаването на нашата цивилизация.

Специалистите нямат точни данни какъв е приносът на човечеството за наблюдаваното повишаване на температурите на Земята и каква може да е верижната реакция.

Освен това не е известна точната връзка между увеличаването на концентрацията на парникови газове в атмосферата и повишаването на температурите. Това е една от причините температурните прогнози да варират толкова много. И това дава храна на скептиците: някои учени смятат проблема с глобалното затопляне за малко преувеличен, както и данните за повишаването на средната температура на Земята.

Учените нямат общо мнение какъв може да бъде окончателният баланс на положителните и отрицателните ефекти от изменението на климата и по какъв сценарий ще се развие ситуацията по-нататък.

Редица учени смятат, че няколко фактора могат да отслабят ефекта от глобалното затопляне: с повишаването на температурите растежът на растенията ще се ускори, което ще позволи на растенията да поемат повече въглероден диоксид от атмосферата.

Други смятат, че възможните негативни ефекти от глобалното изменение на климата са подценени:

сушите, циклоните, бурите и наводненията ще зачестят,

Повишаването на температурата на световния океан също води до увеличаване на силата на ураганите,

· Скоростта на топене на ледниците и покачване на морското равнище също ще бъдат по-бързи... И това се потвърждава от най-новите изследвания.

· Вече нивото на океана се е повишило с 4 см вместо прогнозираните 2 см, скоростта на топене на ледниците се е увеличила 3 ​​пъти (дебелината на ледената покривка е намаляла с 60-70 см, а площта на не -топенето на лед в Северния ледовит океан е намаляло с 14% само през 2005 г.).

· Възможно е човешката дейност вече да е обрекла ледената покривка на пълно изчезване, което да доведе до неколкократно по-голямо покачване на морското равнище (с 5-7 метра вместо с 40-60 cm).

· Нещо повече, според някои доклади глобалното затопляне може да настъпи много по-бързо, отколкото се смяташе досега, поради освобождаването на въглероден диоксид от екосистемите, включително от океаните.

· И накрая, не трябва да забравяме, че след глобалното затопляне може да дойде глобално захлаждане.

Въпреки това, какъвто и да е сценарият, всичко сочи към това, че трябва да спрем да играем опасни игрис планетата и да намали влиянието си върху нея. По-добре е опасността да се надцени, отколкото да се подцени. По-добре е да направите всичко възможно, за да го предотвратите, отколкото да си хапете лактите по-късно. Който е предупреден е въоръжен.

5. НЕОБХОДИМИ МЕРКИ ЗА ПРЕДОТВРАТЯВАНЕ НА ГЛОБАЛНОТО ЗАТОПЛЯНЕ

Международната общност, осъзнавайки опасността, свързана с постоянното нарастване на емисиите на парникови газове през 1992 г. в Рио де Жанейро на Конференцията на ООН за околната среда и развитието, се съгласи да подпише Рамковата конвенция на ООН за изменението на климата (FCCC).

През декември 1997 г. в Киото (Япония) беше приет Протоколът от Киото, който задължава индустриализираните страни да намалят емисиите на парникови газове с 5% до 2008-2012 г. от нивото от 1990 г., включително Европейският съюз трябва да намали емисиите на парникови газове с 8%, САЩ - със 7%, Япония - с 6%. За Русия и Украйна е достатъчно емисиите им да не надвишават нивото от 1990 г., а 3 държави (Австралия, Исландия и Норвегия) дори могат да увеличат емисиите си, защото имат гори, които абсорбират CO 2 .

За да влезе в сила Протоколът от Киото, той трябва да бъде ратифициран от държави, които генерират поне 55% от емисиите на парникови газове. Към днешна дата протоколът е ратифициран от 161 държави (повече от 61% от глобалните емисии). Русия ратифицира Протокола от Киото през 2004 г. Известни изключения бяха САЩ и Австралия, които допринасят значително за парниковия ефект, но отказаха да ратифицират протокола.

През 2007 г. в Бали беше подписан нов протокол, който разширява списъка от мерки, които трябва да се предприемат за намаляване на антропогенното въздействие върху изменението на климата.

Ето някои от тях:

1. Намалете изгарянето на изкопаеми горива

Днес 80% от нашата енергия идва от изкопаеми горива, чието изгаряне е основният източник на парникови газове.

2. По-широко използване на възобновяеми енергийни източници.

Слънчева и вятърна енергия, биомаса и геотермална енергия, енергия от приливи и отливи - днес използването на алтернативни енергийни източници става ключов факторза дългосрочно устойчиво развитие на човечеството.

3. Спрете да унищожавате екосистемите!

Всички атаки срещу недокоснати екосистеми трябва да бъдат спрени. Естествените екосистеми абсорбират CO 2 и са важен елемент за поддържане на CO 2 баланса. Горите са особено добри в това. Но в много региони на света горите продължават да се унищожават с катастрофална скорост.

4. Намаляване на енергийните загуби при производството и транспортирането на енергия

Преходът от мащабна енергетика (ВЕЦ, ТЕЦ, АЕЦ) към малки локални електроцентрали ще намали загубите на енергия. При транспортиране на енергия на голямо разстояние, до 50% от енергията може да бъде загубена по пътя!

5. Използване на нови енергийно ефективни технологии в индустрията

Към момента ефективността на голяма част от използваните технологии е около 30%! Необходимо е въвеждането на нови енергийно ефективни производствени технологии.

6. Намалете потреблението на енергия в строителния и жилищния сектор.

Трябва да се приемат разпоредби, изискващи използването на енергийно ефективни материали и технологии при строителството на нови сгради, което ще намали потреблението на енергия в домовете в пъти.

7. Нови закони и стимули.

Трябва да се приемат закони за налагане на по-високи данъци върху предприятия, които надвишават ограниченията за емисии на CO2, и да се предоставят данъчни стимули за производителите на възобновяема енергия и енергийно ефективни продукти. Пренасочете финансовите потоци към развитието на тези технологии и индустрии.

8. Нови начини за придвижване

Днес в големите градове емисиите от превозни средства представляват 60-80% от всички емисии. Необходимо е да се насърчава използването на нови екологични видове транспорт, да се подкрепят обществен транспорт, развиват инфраструктура за велосипедисти.

9. Да насърчава и стимулира енергоспестяването и внимателното използване на природните ресурси от жителите на всички страни

Тези мерки ще намалят емисиите на парникови газове от развитите страни с 80% до 2050 г. и от развиващите се страни с 30% до 2030 г.

У ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Напоследък проблемът с парниковия ефект става все по-остър. Климатичната ситуация в света изисква спешни действия. Като доказателство за това могат да послужат някои от последствията от парниковия ефект, които вече се проявяват днес.

Мокрите зони стават още по-влажни. Зачестяват непрекъснатите валежи, които предизвикват рязко повишаване на нивото на реките и езерата. Прелелите реки наводняват крайбрежните селища, принуждавайки жителите да напуснат домовете си за живота си.

През март 1997 г. в Съединените щати имаше интензивни дъждове. Много хора загинаха, щетите се оценяват на 400 милиона долара. Такива непрекъснати валежи стават по-интензивни и са причинени от глобалното затопляне. По-топлият въздух може да задържа повече влага и Европа вече има много повече влага в атмосферата си, отколкото преди 25 години. Къде ще паднат новите дъждове? Експерти казват, че районите, предразположени към наводнения, трябва да се подготвят за нови бедствия.

За разлика от това сухите райони са станали още по-сухи. Светът преживява толкова интензивни суши, каквито не са наблюдавани от 69 години. Сушата унищожава царевичните ниви в Америка. През 1998 г. царевицата, която обикновено достига два метра или повече, е нараснала само до кръста на човек.

Въпреки това, въпреки тези естествени предупреждения, човечеството не предприема мерки за намаляване на емисиите в атмосферата. Ако човечеството продължава да се държи толкова безотговорно към своята планета, то не се знае в какви други бедствия ще се превърне.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Барлунд К., Клайн Г. „Средновековни“ болести на съвременна Европа. - М. 2003. - 199 с.;

2. Бобилев С.Н., Грицевич И.Г. Глобалните климатични промени и икономическо развитие. - М .: UNEP, 2005. - 64 с.;

3. Дроздов О.А., Арапов П.П., Лугина К.М., Мосолова Г.И. За особеностите на климата по време на затоплянето през последните векове // Tez. отчет Vseross. научен конф. Казан. 2000. С. 24-26;

4. Кондратиев К.Я. Глобални промени в началото на хилядолетието // Бюлетин на Руската академия на науките. 2000. С. 29-37;

5. Лавров С.Б. Глобални проблемимодерност. - Санкт Петербург: Проспект, 2000. - 341 с.;

6. К. С. Лосев, В. Г. Горшков и К. Я. Проблеми на екологията на Русия - М.: ВИНИТИ, 2001. - 247 с.;

7. Мазуров Г.И., Вишнякова Т.В., Акселевич В.И. Променя ли се климатът на Земята? // Материали на Междунар. научна и практическа. конф. пермски. 2002. С. 57-60;

8. Поръчай Й. Глобална екология. - М.: Мир, 1999 - 377 с.

Промяна на климата- колебания в климата на Земята като цяло или нейните отделни региони във времето, изразени в статистически значими отклонения на метеорологичните параметри от дългосрочните стойности за период от време от десетилетия до милиони години. Вземат се предвид както промените в средните стойности на метеорологичните параметри, така и промените в честотата на екстремните метеорологични явления. Изследването на изменението на климата е науката палеоклиматология. Изменението на климата е причинено от динамични процеси на Земята, външни влияния, като например колебания в интензитета на слънчевата радиация и, според една версия, с наскоро, човешка дейност. Напоследък терминът "промяна на климата" се използва често (особено в контекста на екологичната политика) за обозначаване на промените в текущия климат (вижте глобалното затопляне).

Изменението на климата е причинено от промени в земната атмосфера, процеси, протичащи в други части на земята, като океани, ледници и ефекти, свързани с човешки дейности. Външните процеси, които формират климата, са промените в слънчевата радиация и орбитата на Земята.

• преоразмеряване и относителна позицияконтиненти и океани,
• промяна в яркостта на слънцето
• промени в параметрите на земната орбита,
• промяна в прозрачността на атмосферата и нейния състав в резултат на промени във вулканичната активност на Земята,
• промяна в концентрацията на парникови газове (CO2 и CH4) в атмосферата,
• промяна в отразяващата способност на земната повърхност (албедо),
• промяна в количеството налична топлина в дълбините на океана.

Промяната на климата на Земята

Времето е ежедневното състояние на атмосферата. Времето е хаотична нелинейна динамична система. Климатът е средно състояние на времето и, напротив, той е стабилен и предвидим. Климатът включва неща като средна температура, валежи, брой слънчеви дни и други променливи, които могат да бъдат измерени на определено място. На Земята обаче има и процеси, които могат да повлияят на климата.

24. Химично и радиоактивно замърсяване на околната среда. „Зелени столици“ на Европа.

Представената работа е посветена на темата "Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)".
Проблемът на това изследване е актуален в съвременния свят. Това се доказва от честото проучване на повдигнатите проблеми.
Темата "Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)" се изучава на кръстовището на няколко взаимосвързани дисциплини наведнъж. За състояние на техникатанауката се характеризира с преход към глобално разглеждане на проблемите на предмета "Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)".
Много трудове са посветени на изследователски въпроси. По принцип материалът, представен в образователната литература, е от общ характер, а в множество монографии по тази тема се разглеждат по-тесни въпроси на проблема „Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)“. Въпреки това е необходимо да се вземат предвид съвременните условия при изучаването на проблемите на определената тема.
Високата значимост и недостатъчната практическа разработка на проблема "Замърсяването на околната среда (включително химични, токсични и радиоактивни, биологични и генетични)" определят несъмнената новост на това изследване.
По-нататъшно внимание към въпроса за „Замърсяването на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)“ е необходимо с цел по-задълбочено и по-разумно разрешаване на частните реални проблемитеми на това изследване.
Актуалността на тази работа се дължи, от една страна, на големия интерес към темата "Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)" в съвременна наукаот друга страна, недостатъчното му развитие. Разглеждането на въпроси, свързани с тази тема, има както теоретично, така и практическо значение.
Резултатите могат да бъдат използвани за разработване на методология за анализ „Замърсяване на околната среда (включително химично, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)”.
Теоретичната значимост на изучаването на проблема "Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)" се състои във факта, че въпросите, избрани за разглеждане, са на кръстовището на няколко научни дисциплини едновременно.
Обект на това изследване е анализът на условията "Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)".
В същото време предмет на изследването е разглеждането на отделни въпроси, формулирани като цели на това изследване.
Целта на изследването е да проучи темата "Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)" от гледна точка на най-новите местни и чуждестранни изследвания по подобни въпроси.
Като част от постигането на тази цел авторът постави и реши следните задачи:
1. Изследвайте теоретични аспектии идентифицира естеството на „замърсяването на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)“;
2. Да се ​​каже за актуалността на проблема "Замърсяването на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)" в съвременните условия;
3. Очертайте възможностите за решаване на темата "Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)";
4. Посочете тенденциите в развитието на темата "Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)";
Работата има традиционна структура и включва увод, основна част, състояща се от 3 глави, заключение и библиографски списък.
Във въведението се обосновава уместността на избора на тема, поставя целта и задачите на изследването, характеризира методите на изследване и източниците на информация.
Първа глава разкрива общи въпроси, разкрива историческите аспекти на проблема "Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)". Дефинират се основните понятия, определя се уместността на въпросите „Замърсяване на околната среда (включително химично, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)”.
Глава 2 разглежда по-подробно съдържанието и съвременни проблеми„Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)“.
Глава трета е с практически характер и на базата на индивидуални данни се прави анализ на текущото състояние, както и анализ на перспективите и тенденциите в развитието на „Замърсяване на околната среда (включително химични, токсични и радиоактивни, биологични и генетични)".
Въз основа на резултатите от проучването бяха разкрити редица проблеми, свързани с разглежданата тема, и бяха направени изводи за необходимостта от по-нататъшно проучване / подобряване на състоянието на въпроса.
По този начин уместността на този проблем определи избора на темата на работа „Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)“, обхвата на проблемите и логическата схема на нейното изграждане.
теоретични и методическа основапроучването бяха законодателни актове, регламентипо темата за работата.
Източниците на информация за писане на работа по темата "Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)" бяха основната образователна литература, фундаменталните теоретични трудове на най-големите мислители в разглежданата област, резултатите от практическото изследвания на изтъкнати местни и чуждестранни автори, статии и рецензии в специализирани и периодични издания, посветени на темата "Замърсяване на околната среда (включително химическо, токсично и радиоактивно, биологично и генетично)", справочна литература, други подходящи източници на информация.

Европейската комисия учреди нова награда "Зелена столица на Европа", която да оценява европейските градове по отношение на екологията, състоянието на околната среда и перспективите за развитие на екотуризма.
В резултат на сравняване на много параметри бяха избрани осем финалисти от 35 града, кандидатствали за Green Award: Амстердам, Бристол, Копенхаген, Фрибург, Хамбург, Мюнстер, Осло и Стокхолм.

Но имаше двама абсолютни победители: Стокхолм ще стане „Зелена столица на Европа“ през 2010 г. и Хамбург през 2011 г.

Столицата на Швеция, построена върху архипелаг от 14 острова, е заобиколена от гористи оазиси, които са лесно достъпни от центъра на града благодарение на много ефективната транспортна система. Двете зелени сърца на Стокхолм са Djurgården и Ekoparken. Ecoparken е първият градски парк в света национален парк, с площ от повече от 30 квадратни километра, е от особена стойност за околната среда. До 2050 г. Стокхолм трябва напълно да премине към алтернативни енергийни източници и да стане напълно независим от невъзобновяеми енергийни източници като газ, петрол и въглища.Неслучайно второто по големина европейско пристанище и най-зеленият град в Германия - Хамбург ще носи титлата "Зелена столица" през 2011 г. Еколозите отбелязват ефективните технологии за пестене на природата на градската икономика, а туристите отбелязват изобилието от растения в Хамбург. Освен това паркът Planten un Blomen, разположен в града, включва огромна ботаническа градина, тропическа оранжерия и най-обширната японска градина в Европа. А общинският Standpark се счита за най-големия "зелен театър" - в парка има открита сцена, както и голям планетариум.

Фактори, влияещи върху климата

Климатичните условия играят важна роля в живота на хората. Съществуването на повече от дузина климатообразуващи фактори е общопризнато. Като най-значими се открояват следните:

· концентрация на парникови газове в атмосферата (въглероден диоксид, метан, азотен оксид, озон и др.);

движението на въздушните маси

· концентрация на тропосферни аерозоли;

· слънчева радиация;

· вулканична дейност, причиняваща замърсяване на стратосферата с аерозоли от сярна киселина;

· собствени колебания в системата атмосфера-океан (Ел Ниньо-Южно колебание);

параметри на земната орбита.

Анализирано е влиянието на тези фактори върху радиационния баланс в рамките на едно десетилетие и миналия век.

Един от най-важните фактори, влияещи върху климата на планетите, е слънчевата радиация, падаща върху планетата. Слънчевата радиация, падаща върху планетата, се отразява частично в пространство, се абсорбира частично. Погълнатата енергия нагрява повърхността на планетата.

Изключително важен фактор, влияещ върху климата на планетите, е наличието или отсъствието на атмосфера. Атмосферата на планетата влияе върху топлинния режим на планетата. Плътната атмосфера на планетата влияе на климата по няколко начина:

а) парниковият ефект повишава повърхностната температура;

б) атмосферата изглажда дневните температурни колебания;

в) движението на въздушните маси (атмосферната циркулация) изглажда температурната разлика между екватора и полюса.

При отчитане на вековната променливост на климата се оказва, че именно натрупването на парникови газове в атмосферата определя повишаването на средната глобална температура с 0,5°C. Обяснението на настоящите и бъдещи промени в климата обаче само с антропогенния фактор почива на много нестабилна основа, въпреки че ролята му определено нараства с времето.

Парниковият ефект е повишаване на температурата на повърхността на планетата и долните слоеве на атмосферата на планетата поради факта, че атмосферата пропуска слънчевата радиация (както се казва, атмосферата е прозрачна за слънчевата радиация) и забавя топлинната радиация на планетата. Защо може да се случва това? Топлинното излъчване на планетата се забавя (поглъща) от сложни молекули, като въглероден диоксид CO2, вода H2O и др. (Атмосферата е прозрачна за слънчевата радиация и непрозрачна за топлинната радиация на планетата). Поради парниковия ефект температурата на Венера се повишава от T = -44 C° до T = 462 C°. Венера, така да се каже, е покрита със слой въглероден диоксид, като зеленчуците в оранжерия - с пластмасова обвивка.

Парниковият ефект играе много важна роля при формирането на климата на Земята. Например на Титан, поради парниковия ефект, температурата се повишава с 3 - 5 ° C.

Слънчевата радиация е слънчева радиация. Нивото на слънчевата радиация се измерва на 1 m2 от земната повърхност за единица време (MJ/m2). Разпределението му зависи от географската ширина на района, която определя ъгъла на падане на слънчевите лъчи и продължителността на деня, което от своя страна влияе върху продължителността и интензивността на слънчевото греене, показателите за обща слънчева радиация и средната температура на въздуха за годината.

20% от слънчевата радиация, достигаща Земята, се отразява от атмосферата. Останалата част достига до земната повърхност – това е пряката слънчева радиация. Част от радиацията се абсорбира и разсейва от капки вода, лед, прахови частици, облаци.

Такова излъчване се нарича дифузно. Директно и дифузно образуват общата сума. Част от радиацията, отразена от повърхността на Земята, е отразена радиация.

Движение на въздушни маси. Въздушна маса - голям обем въздух в тропосферата, който има характерни свойства (температура, влажност, прозрачност). Образуването на различни видове въздушни маси възниква в резултат на неравномерно нагряване на земната повърхност. Цялата система на движение на въздуха се нарича атмосферна циркулация.

Между въздушните маси има преходни области с ширина няколко десетки километра. Тези области се наричат ​​атмосферни фронтове. Атмосферните фронтове са в постоянно движение. В същото време времето се променя, въздушните маси се променят. Фронтовете се делят на топли и студени.

Топъл фронт се образува, когато топлият въздух се натиска срещу студения въздух. Студен фронт се образува, когато студеният въздух се движи към топлия въздух и го отблъсква.

Топлият фронт носи затопляне и валежи. Студен фронт носи охлаждане и проясняване. Развитието на циклоните и антициклоните е свързано с атмосферните фронтове.

Подлежащата земна повърхност влияе върху разпределението на слънчевата радиация, движението на въздушните маси.

Анализът на топлата биосфера от креда като аналог на прогнозираното затопляне показа, че въздействието на основните климатообразуващи фактори (различни от въглеродния диоксид) е недостатъчно, за да обясни затопляне от такъв мащаб в миналото. Парниковият ефект с необходимата величина би съответствал на многократно увеличаване на съдържанието на CO2 в атмосферата. Импулсът за грандиозните климатични промени през този период от развитието на Земята най-вероятно е положителната обратна връзка между повишаването на температурата на океаните и моретата и увеличаването на концентрацията на атмосферния въглероден диоксид.

Отговорът на млади борови дървета, млади портокалови дървета, пшеница на повишаване на съдържанието на CO2 в околната среда в диапазона от 400 до 800 ppm е почти линеен и положителен. Тези данни могат лесно да бъдат прехвърлени към различни нива на обогатяване на CO2 и към различни видоверастения. Увеличаването на масата на горите в САЩ (с 30% от 1950 г.) също принадлежи към въздействието на нарастващото количество въглероден диоксид в атмосферата. Растежът на CO2 произвежда по-голям стимулиращ ефект върху растенията, растящи в по-сухи (стресови) условия. Силен растеж растителни съобщества, според авторите на прегледа, неизбежно води до увеличаване на общата маса на животните и има положително въздействие върху биоразнообразието като цяло. Това води до оптимистично заключение: „В резултат на увеличаването на атмосферния CO2 ние живеем във все по-благоприятни екологични условия. Нашите деца ще се радват на живота на Земята с много повече растения и животни. Това е прекрасен и неочакван подарък от индустриалната революция.”

Разбира се, колебания в нивото на CO2 в атмосферата са се случвали в минали епохи, но никога тези промени не са се случвали толкова бързо. Но ако в миналото климатичните и биологични системи на Земята, поради постепенните промени в състава на атмосферата, са „успели” да преминат в ново стабилно състояние и са били в почти равновесие, то в съвременния период, с интензивна, изключително бърза промяна в газовия състав на атмосферата, всички земни системи напускат стационарното състояние. И дори ако приемем позицията на авторите, които отричат ​​хипотезата за глобалното затопляне, трябва да се отбележи, че последствията от подобно „напускане на квазистационарното състояние“, по-специално изменението на климата, могат да бъдат най-сериозни.

Освен това, според някои прогнози, след достигане на максималната концентрация на CO2 в атмосферата, тя ще започне да пада поради намаляване на антропогенните емисии, усвояването на въглероден диоксид от океаните и биотата. В този случай растенията отново ще трябва да се адаптират към промененото местообитание.

В тази връзка някои от резултатите математическо моделиранесложните последици от евентуална промяна в климата на Земята.

Експерименти с триизмерен модел на интегрираната система океан-атмосфера, извършени от американски изследователи, показаха, че термохалинната северноатлантическа циркулация (Северноатлантическото течение) се забавя в отговор на затоплянето. Критичната концентрация на CO2, която причинява този ефект, е между две и четири стойности на CO2 от прединдустриалната епоха в атмосферата (тя е 280 ppm, докато настоящата концентрация е около 360 ppm).

Използвайки по-прост модел на системата океан-атмосфера, специалистите извършиха подробен математически анализ на процесите, описани по-горе. Според техните изчисления, с увеличаване на концентрацията на въглероден диоксид с 1% годишно (което съответства на съвременните темпове), Северноатлантическото течение се забавя и при съдържание на CO2 от 750 ppm настъпва неговият колапс - пълно спиране на циркулацията . При по-бавно нарастване на съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата (и температурата на въздуха) - например с 0,5% годишно, когато концентрацията достигне 750 ppm, циркулацията се забавя, но след това бавно се възстановява. В случай на ускорено нарастване на парниковите газове в атмосферата и свързаното с това затопляне, Северноатлантическото течение се унищожава при по-ниски концентрации на CO2 - 650 ppm. Причините за промяната на течението са, че затоплянето на повърхностния въздух предизвиква повишаване на температурата на повърхностните слоеве на водата, както и повишаване на налягането на наситената пара в северните райони, а оттам и повишена кондензация, което увеличава масата на обезсолена вода на повърхността на океана в Северния Атлантик.

И двата процеса водят до увеличаване на стратификацията на водния стълб и забавят (или дори правят невъзможно) постоянното образуване на студени дълбоки води в северната част на Атлантика, когато повърхностните води, охлаждайки се и натежавайки, потъват в дънни региони и след това бавно се преместете в тропиците.

Проучванията на този вид последици от атмосферното затопляне, проведени наскоро от Р. Ууд и сътрудници, дават дори повече интересна снимкавъзможни събития. В допълнение към намаляването на общия атлантически транспорт с 25%, при сегашния темп на нарастване на парниковите газове, ще има „изключване“ на конвекцията в Лабрадорско море, един от двата северни центъра на образуване на студени дълбоки води . Освен това това може да стане още в периода от 2000 до 2030 г.

Тези колебания в Северноатлантическото течение могат да доведат до много сериозни последствия. По-специално, ако разпределението на топлината и температурните потоци се отклони от сегашното в Атлантическия регион на Северното полукълбо, средните температури на повърхностния въздух над Европа могат да спаднат значително. Освен това промените в скоростта на Северноатлантическото течение и нагряването на повърхностните води могат да намалят абсорбцията на CO2 от океана (според изчисленията на споменатите експерти - с 30% за удвояване на концентрацията на въглероден диоксид във въздуха) , което трябва да се вземе предвид както в прогнозите за бъдещото състояние на атмосферата, така и в сценариите за емисии на парникови газове. Значителни промени могат да настъпят и в морските екосистеми, включително популациите на риби и морски птици, в зависимост не само от специфичните климатични условия, но и от хранителните вещества, които се изнасят на повърхността от студените океански течения. Тук искаме да подчертаем изключително важен момент, споменато по-горе: последиците от нарастването на парниковите газове в атмосферата, както се вижда, могат да бъдат много по-сложни от равномерното затопляне на повърхностната атмосфера.

При моделирането на обмена на въглероден диоксид е необходимо също така да се вземе предвид въздействието върху газопреноса на състоянието на интерфейса между океана и атмосферата. В продължение на няколко години интензивността на преноса на CO2 в системата вода-въздух е изследвана в лабораторни и полеви експерименти. Беше разгледан ефектът върху газообмена на условията на вятърна вълна и диспергирана среда, образувана близо до границата между две фази (пръскане върху повърхността, пяна, въздушни мехурчета във водния стълб). Оказа се, че скоростта на пренос на газ при промяна на природата на вълните от гравитационно-капилярна към гравитационна се увеличава значително. Този ефект (в допълнение към повишаването на температурата на повърхностния слой на океана) може да допринесе допълнително за потока на въглероден диоксид между океана и атмосферата. От друга страна, значителен поглътител на CO2 от атмосферата са валежите, които, както показват нашите изследвания, интензивно измиват, в допълнение към други газообразни примеси, въглероден диоксид. Изчисленията, използващи данни за съдържанието на разтворен въглероден диоксид в дъждовната вода и годишните валежи, показват, че 0,2–1 Gt CO2 може да навлезе в океана с дъждове годишно, а общото количество въглероден диоксид, измит от атмосферата, може да достигне 0,7–2,0 Gt.

Тъй като атмосферният въглероден диоксид се абсорбира частично от валежите и повърхностните пресни води, съдържанието на CO2 в почвения разтвор се увеличава и в резултат на това се получава подкисляване на околната среда. В експерименти, проведени в лабораторията, беше направен опит да се изследват ефектите на CO2, разтворен във вода, върху натрупването на биомаса от растенията. Разсадът на пшеницата се отглежда на стандартна водна хранителна среда, в която, в допълнение към атмосферния въглерод, разтворен молекулярен CO2 и бикарбонатен йон в различни концентрации служат като допълнителни източници на въглерод. Това се постига чрез промяна на времето на насищане на водния разтвор с газообразен въглероден диоксид. Оказа се, че първоначалното повишаване на концентрацията на CO2 в хранителната среда води до стимулиране на земната и кореновата маса на житните растения. Въпреки това, при 2-3-кратно превишаване на съдържанието на разтворен въглероден диоксид над нормалното, се наблюдава инхибиране на растежа на корените на растенията с промяна в тяхната морфология. Може би при значително подкиселяване на околната среда се наблюдава намаляване на усвояването на други хранителни вещества (азот, фосфор, калий, магнезий, калций). По този начин косвените ефекти от повишената концентрация на CO2 трябва да се вземат предвид при оценката на ефекта им върху растежа на растенията.

Данните, дадени в приложението към петицията относно интензификацията на растежа на растения от различни видове и възрасти, оставят без отговор въпроса за условията за осигуряване на обекти на изследване с биогенни елементи. Трябва да се подчертае, че промяната в концентрацията на CO2 трябва да бъде строго балансирана с потреблението на азот, фосфор, други хранителни вещества, светлина, вода в производствения процес, без да се нарушава екологичният баланс. По този начин се наблюдава засилен растеж на растенията при високи концентрации на CO2 в среда, богата на хранителни вещества. Например във влажни зони в устието на залива Чесапийк (югозападна част на САЩ), където растат предимно растения С3, повишаването на CO2 във въздуха до 700 ppm доведе до интензификация на растежа на растенията и увеличаване на тяхната плътност. Анализ на повече от 700 агрономически проучвания показа, че при високи концентрации на CO2 в околната среда, добивът на зърно е средно с 34% по-висок (където в почвата е въведено достатъчно количество тор и вода - ресурси, които са изобилни само в развити страниО). За да се повиши производителността на земеделските култури в условията на повишаване на въглеродния диоксид във въздуха, очевидно ще е необходимо не само значително количество торове, но и продукти за растителна защита (хербициди, инсектициди, фунгициди и др.) , както и мащабни напоителни работи. Разумно е да се страхуваме, че цената на тези дейности и последствията за околната среда ще бъдат твърде значителни и непропорционални.

Изследванията също така разкриха ролята на конкуренцията в екосистемите, която намалява стимулиращия ефект от високите концентрации на CO2. Наистина, разсад на дървета от същия вид в умерен климат (Нова Англия, САЩ) и тропиците обаче се развиват по-добре с висока концентрация на атмосферен CO2, когато се отглеждат разсад заедно различни видовепроизводителността на такива общности не се е увеличила при същите условия. Вероятно конкуренцията за хранителни вещества потиска реакцията на растенията към нарастващия въглероден диоксид.

Проучването на адаптивната стратегия и реакцията на растенията към колебанията в основните фактори, влияещи върху изменението на климата и характеристиките на околната среда, направи възможно прецизиране на някои прогнози. Още през 1987 г. беше изготвен сценарий за агроклиматичните последици от съвременното изменение на климата и нарастването на CO2 в земната атмосфера за Северна Америка. Според изчисленията, при повишаване на концентрацията на CO2 до 400 ppm и повишаване на средната глобална температура в близост до земната повърхност с 0,5°C, добивът на пшеница при тези условия ще се увеличи със 7–10%. Но повишаването на температурата на въздуха в северни ширинище се прояви особено през зимата и ще причини изключително неблагоприятни чести зимни размразявания, което може да доведе до отслабване на устойчивостта на замръзване на зимните култури, замръзване на културите и увреждане на тяхната ледена кора. Прогнозираното увеличение на топлия период ще наложи избор на нови сортове с по-дълъг вегетационен период.

Що се отнася до прогнозите за добивите на основните селскостопански култури за Русия, продължаващото повишаване на средните температури на повърхностния въздух и увеличаването на CO2 в атмосферата, изглежда, трябва да имат положителен ефект. Въздействието само на нарастването на въглеродния диоксид в атмосферата може да осигури увеличение на производителността на водещите селскостопански култури - растения С3 (зърнени култури, картофи, цвекло и др.) - средно с 20-30%, докато за растенията С4 (царевица, просо, сорго, амарант) този ръст е незначителен. Затоплянето обаче очевидно ще доведе до намаляване на нивото на атмосферната влага с около 10%, което ще усложни селското стопанство, особено в южната част на европейската територия, в Поволжието, в степните райони на Западен и Източен Сибир. Тук може да се очаква не само намаляване на събирането на продукти от единица площ, но и развитие на ерозионни процеси (особено вятър), влошаване на качеството на почвата, включително загуба на хумус, засоляване и опустиняване на големи площи. Установено е, че насищането на повърхностния слой на атмосферата с дебелина до 1 m с излишък на CO2 може да реагира на „ефекта на пустинята“. Този слой абсорбира възходящи топлинни потоци, следователно, в резултат на обогатяването му с въглероден диоксид (1,5 пъти в сравнение с настоящата норма), местната температура на въздуха директно на земната повърхност ще стане с няколко градуса по-висока от средната температура. Скоростта на изпаряване на влагата от почвата ще се увеличи, което ще доведе до нейното изсушаване. Поради това като цяло в страната може да намалее производството на зърно, фураж, захарно цвекло, картофи, слънчоглед, зеленчуци и др. В резултат на това ще се променят съотношенията между разпределението на населението и производството на основните видове земеделска продукция.

Поради това земните екосистеми са много чувствителни към увеличаването на CO2 в атмосферата и, като абсорбират излишния въглерод по време на фотосинтезата, те от своя страна допринасят за растежа на атмосферния въглероден диоксид. Не по-малко важна роля при формирането на нивото на CO2 в атмосферата играят процесите на дишане на почвата. Известно е, че съвременното затопляне на климата води до повишено отделяне на неорганичен въглерод от почвите (особено в северните ширини). Моделните изчисления, извършени за оценка на реакцията на земните екосистеми към глобалното изменение на климата и нивото на CO2 в атмосферата, показаха, че в случай само на увеличение на CO2 (без изменение на климата), стимулирането на фотосинтезата намалява при високи стойности на CO2, но освобождаването на въглерод от почвите се увеличава с нарастването му.натрупване в растителността и почвите. Ако атмосферният CO2 се стабилизира, нетното производство на екосистемите (нетният въглероден поток между биотата и атмосферата) бързо пада до нула, тъй като фотосинтезата се компенсира от дишането на растенията и почвите. Отговорът на сухоземните екосистеми на изменението на климата без въздействието на растежа на CO2, според тези изчисления, може да бъде намаляване на глобалния въглероден поток от атмосферата към биотата поради повишено дишане на почвата в северните екосистеми и намаляване на нетното първично производство в тропиците в резултат на намаляване на влажността на почвата. Този резултат се подкрепя от оценките, че ефектът от затоплянето върху почвеното дишане превъзхожда ефекта му върху растежа на растенията и намалява запасите от въглерод в почвата. Комбинираният ефект от глобалното затопляне и повишаването на атмосферния CO2 може да увеличи глобалното нетно производство на екосистеми и поглъщанията на въглерод в биотата, но значително увеличаване на дишането на почвата може да компенсира това поглъщане през зимата и пролетта. Важно е, че тези прогнози за реакцията на сухоземните екосистеми зависят значително от видов съставрастителни съобщества, наличие на хранителни вещества, възраст на дървесните видове и варират значително в рамките на климатичните зони.

Неклиматични фактори и тяхното влияние върху изменението на климата

Парникови газове

Парниковите газове се считат за главната причинаглобално затопляне. Парниковите газове също са важни за разбирането на климатичната история на Земята. Според изследвания парниковият ефект, произтичащ от затоплянето на атмосферата от топлинната енергия, задържана от парниковите газове, е ключов процес, който регулира температурата на Земята.

През последните 600 милиона години концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата варира от 200 до повече от 5000 ppm поради влиянието на геоложки и биологични процеси. Въпреки това през 1999 г. Weiser et al показаха, че през последните десетки милиони години няма строга връзка между концентрациите на парникови газове и изменението на климата и че тектоничното движение на литосферните плочи играе по-важна роля. Съвсем наскоро Royer et al., използваха корелацията CO2-климат, за да извлекат стойност на „климатична чувствителност“. Има няколко примера за бързи промени в концентрацията на парникови газове в земната атмосфера, които са тясно свързани със силното затопляне, включително палеоценско-еоценския топлинен максимум, пермско-триаското изчезване на видове и края на Варяжкото земно събитие снежна топка .

Покачващите се нива на въглероден диоксид се считат за основна причина за глобалното затопляне от 50-те години на миналия век. Според данни на Междудържавната група по изменение на климата (IPCC) от 2007 г., концентрацията на CO2 в атмосферата през 2005 г. е била 379 ppm, в прединдустриалния период е била 280 ppm.

За да се предотврати драматичното затопляне през следващите години, концентрацията на въглероден диоксид трябва да бъде намалена до нивата от прединдустриалната епоха от 350 части на милион (0,035%) (сега 385 части на милион и нараства с 2 части на милион (0,0002%) през година, главно поради изгарянето на изкопаеми горива и обезлесяването).

Съществува скептицизъм относно геоинженерните методи за извличане на въглероден диоксид от атмосферата, по-специално предложенията въглеродният диоксид да се заравя в тектонични пукнатини или да се изпомпва в скали на океанското дъно: премахването на 50 милионни части от газ с помощта на тази технология би струвало поне 20 трилиона долара, което е двойно повече от държавния дълг на САЩ.

Тектоника на плочите

В дълги периоди от време тектоничните движения на плочите преместват континенти, оформят океани, създават и разрушават планински вериги, т.е. те създават повърхност, върху която има климат. Скорошни проучванияпоказват, че тектоничните движения са влошили условията на последната ледникова епоха: преди около 3 милиона години плочите на Северна и Южна Америка се сблъскват, образувайки Панамския провлак и блокирайки директното смесване на водите на Атлантическия и Тихия океан.

Слънчева радиация:

Слънцето е основният източник на топлина в климатичната система. Слънчевата енергия, преобразувана в топлина на земната повърхност, е неделима съставка, която формира климата на Земята. Ако вземем предвид дълъг период от време, тогава в тази рамка Слънцето става по-ярко и освобождава повече енергия, тъй като се развива според основната последователност. Това бавно развитие се отразява и на земната атмосфера. Смята се, че в ранните етапи от историята на Земята Слънцето е било твърде студено, за да бъде водата на земната повърхност течна, което е довело до т.нар. „парадокс на слабото младо слънце.” В по-кратки интервали от време се наблюдават и промени в слънчевата активност: 11-годишен слънчев цикъл и по-дълги модулации. Въпреки това, 11-годишният цикъл на поява и изчезване на слънчеви петна не се проследява изрично в климатологичните данни. Промените в слънчевата активност се считат за важен фактор за началото на Малката ледникова епоха, както и част от затоплянето, наблюдавано между 1900 и 1950 г. Цикличният характер на слънчевата активност все още не е напълно разбран; тя се различава от тези бавни промени, които съпътстват развитието и стареенето на Слънцето.

Промени в орбитата: Промените в орбитата на Земята са подобни по своя ефект на климата и колебанията на слънчевата активност, тъй като малките отклонения в позицията на орбитата водят до преразпределение на слънчевата радиация върху земната повърхност. Такива промени в позицията на орбитата се наричат Миланкович цикли, те са предвидими с висока точност, тъй като са резултат от физическото взаимодействие на Земята, нейния спътник Лунаи други планети. Промените в орбитата се считат за основните причини за редуването на ледникови и междуледникови цикли на последния ледников период. резултат прецесияОрбитата на Земята също е по-малко мащабна промяна, като периодично увеличаване и намаляване на площта на пустинята Сахара.

Вулканизъм:Едно силно вулканично изригване може да повлияе на климата, причинявайки охлаждане, което продължава няколко години. Например изригването на връх Пинатубо през 1991 г. значително повлия на климата. Гигантски изригвания, които се образуват големи магмени провинции, се случват само няколко пъти на всеки сто милиона години, но те влияят на климата в продължение на милиони години и са причината изчезваневидове. Първоначално учените смятаха, че вулканичният прах, изхвърлен в атмосферата, е причината за охлаждането, тъй като пречи на слънчевата радиация да достигне земната повърхност. Измерванията обаче показват, че по-голямата част от праха се утаява на повърхността на Земята в рамките на шест месеца.

Вулканите също са част от геохимичния въглероден цикъл. В продължение на много геоложки периоди въглеродният диоксид се освобождава от вътрешността на Земята в атмосферата, като по този начин неутрализира количеството CO2, отстранено от атмосферата и свързано от седиментни скали и други геоложки поглътители на CO2. Този принос обаче не е сравним по големина с антропогенните емисии на въглероден окис, които според Геоложката служба на САЩ са 130 пъти по-големи от количеството CO2, отделяно от вулканите.

Антропогенно въздействие върху изменението на климата:

Антропогенните фактори включват човешка дейност, която променя околната среда и влияе върху климата. В някои случаи причинно-следствената връзка е пряка и недвусмислена, като например ефекта от напояването върху температурата и влажността, в други случаи връзката е по-малко ясна. През годините са обсъждани различни хипотези за влиянието на човека върху климата. В края на 19 век в западната част на САЩ и Австралия например е била популярна теорията „дъждът следва плуга". Основните проблеми днес са: нарастващата концентрация на CO2 в атмосферата поради изгаряне на гориво, аерозоли в атмосферата, засягащи нейното охлаждане, и циментовата промишленост. Други фактори като използване на земята, изтъняване на озоновия слой, добитък и обезлесяване също оказват влияние върху климата.

Изгаряне на гориво:Започвайки да нараства по време на индустриалната революция през 1850 г. и постепенно да се ускорява, потреблението на гориво от човека доведе до повишаване на концентрацията на CO2 в атмосферата от ~280 ppm до 380 ppm. С този ръст концентрацията, прогнозирана до края на 21 век, ще бъде над 560 ppm. Сега е известно, че атмосферните нива на CO2 са по-високи от всякога през последните 750 000 години. Заедно с нарастващите концентрации на метан, тези промени предвещават повишаване на температурата с 1,4-5,6°C между 1990 г. и 2040 г.

Аерозоли: Смята се, че антропогенните аерозоли, особено сулфатите, отделяни от изгарянето на гориво, допринасят за охлаждането на атмосферата. Смята се, че това свойство е причината за относителното "плато" на температурната диаграма в средата на 20 век.

Циментова промишленост: Производството на цимент е интензивен източник на емисии на CO2. Въглеродният диоксид се образува, когато калциев карбонат(CaCO3) се нагрява, за да се получи циментова съставка калциев оксид(CaO или негасена вар). Производството на цимент е отговорно за приблизително 5% от емисиите на CO2 от промишлени процеси (енергиен и индустриален сектор). Когато циментът се смеси, същото количество CO2 се абсорбира от атмосферата по време на обратната реакция CaO + CO2 = CaCO3. Следователно производството и потреблението на цимент променя само локалните концентрации на CO2 в атмосферата, без да променя средната стойност.

земеползването : Земеползването оказва значително влияние върху климата.

Напояването, обезлесяването и селското стопанство фундаментално променят околната среда. Например в напоявана зона водният баланс се променя. Земеползването може да промени албедото на определена област, тъй като променя свойствата на подлежащата повърхност и по този начин количеството погълната слънчева радиация. Например има основание да се смята, че климатът на Гърция и други средиземноморски страни се е променил поради обширното обезлесяване между 700 г. пр. н. е. и 700 г. пр. н. е. д. и началото на n. д. (дървесината е била използвана за строителство, корабостроене и гориво), ставайки по-горещи и по-сухи, а видовете дървета, използвани в корабостроенето, вече не растат в района.Според проучване от 2007 г. на Лабораторията за реактивни двигатели (Лаборатория за реактивни двигатели) , средната температура в Калифорния се е повишила с 2°C през последните 50 години, а в градовете това увеличение е много по-високо. Това е следствие главно от антропогенни промени в ландшафта.

Говедовъдство:Животновъдството е отговорно за 18% от световните емисии на парникови газове, според доклада на UN Livestock Long Shadow от 2006 г. Това включва промени в използването на земята, т.е. изсичане на гори за пасища. IN тропически гориАмазонки 70% от обезлесяването е за пасища, което беше основната причина, поради която Организацията по прехрана и земеделие (FAO) в своя селскостопански доклад от 2006 г. включи използването на земята под влиянието на пашата. В допълнение към емисиите на CO2, животновъдството е отговорно за 65% от емисиите на азотен оксид и 37% от емисиите на метан, които са с антропогенен произход. Тази цифра беше преразгледана през 2009 г. от двама учени от Worldwatch Institute: те оцениха приноса на животновъдството към емисиите на парникови газове на 51% от глобалните

Взаимодействие на факторите: Въздействието върху климата на всички фактори, както природни, така и антропогенни, се изразява с една единствена стойност - радиационно нагряване на атмосферата във W / m2.

Вулканичните изригвания, заледяванията, дрейфът на континентите и изместването на полюсите на Земята са мощни природни процеси, които влияят върху климата на Земята. В мащаб от няколко години вулканите могат да играят водеща роля. В резултат на изригването на планината Пинатубо във Филипините през 1991 г. толкова много пепел беше изхвърлено на височина от 35 км, че средно нивослънчевата радиация намалява с 2,5 W/m2. Тези промени обаче не са дългосрочни, частиците се утаяват относително бързо. В мащаб на хилядолетието процесът, определящ климата, вероятно ще бъде бавното движение от една ледникова епоха към друга.

В многовековен мащаб за 2005 г. спрямо 1750 г. има комбинация от разнопосочни фактори, всеки от които е много по-слаб от резултата от повишаване на концентрацията на парникови газове в атмосферата, оценено като затопляне от 2,4–3,0 W/m2. Човешкото влияние е по-малко от 1% от общия радиационен баланс, а антропогенното увеличение на естествения парников ефект е около 2%, от 33 до 33,7 градуса C. Така средната температура на въздуха в близост до земната повърхност се е повишила от преди -индустриална епоха (от около 1750 г.) с 0,7 °С

Биосфера. Нейните граници.

Биосфера - сложна обвивка на Земята, обхващаща цялата хидросфера, горната част на литосферата и долната част на атмосферата, обитавана от живи организми и трансформирана от тях. Биосферата е глобална екосистема с взаимовръзки, циркулация на веществата и трансформация на енергия.

Биосферата се състои от живи, или биотични, и неживи, или абиотични компоненти. Биотичният компонент е съвкупността от живи организми (според Вернадски - "жива материя"). Абиотичен компонент - комбинация от енергия, вода, определени химически елементии други неорганични условия, в които съществуват живите организми.

Животът в биосферата зависи от потока на енергия и циркулацията на веществата между биотичните и абиотичните компоненти. Циклите на материята се наричат ​​биогеохимични цикли. Съществуването на тези цикли се осигурява от енергията на Слънцето. Земята получава от Слънцето ок. 1,3×1024 калории на година. Около 40% от тази енергия се излъчва обратно в космоса; 15% се усвояват от атмосферата, почвата и водата; останалата част от енергията е Видима светлина, основният източник на енергия за целия живот на Земята.

Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсенето в Google на сайта:

Влияние на растенията върху климата и водния режим

Фотосинтезата е основният източник на кислород в земята атмосфера. Растенията осигуряват условия за дишане на милиарди живи същества, включително хората. Нуждите от кислород само на един човек за 70-80 години живот са няколко десетки тона. Ако си го представим фотосинтезана планетата ще спре, целият кислород в атмосферата ще бъде изразходван само за 2000 години.

Поглъщането и изпарението на вода от сухоземните растения влияе върху водния режим на техните местообитания и климата като цяло. От всеки квадратен дециметър листна маса се отделя до 2,5 g вода на час. Това възлиза на много тонове вода на хектар всеки час. Само една бреза изпарява до 100 литра вода на ден.

Овлажняване на въздуха, забавяне на движението на вятъра, растителност създава специален микроклимат , смекчавайки условията за съществуване на много видове. В гората температурните колебания през годината и деня са по-малки, отколкото в откритите пространства. Горите също значително променят условията на влажност: те понижават нивото на подземните води, забавят валежите, допринасят за валежите от роса и мъгла и предотвратяват ерозията на почвата. В тях възниква специален светлинен режим, който позволява на сенколюбивите видове да растат под навеса на по-светлолюбивите.

Климатът на нашата планета непрекъснато се променя, като напоследък скоростта на тези промени се ускорява.

Глобалната температура се покачва и това има Отрицателно влияниена света като цяло.

В този преглед има "десет" факта, които ще дадат представа колко опасни са промените, които се случват на планетата.

1. Парников ефект

Горещите вълни се увеличават както по брой, така и по продължителност, както и свързаните с тях топлинни удари и смъртни случаи. Тъй като градовете по цялата планета изпитват парниковия ефект през лятото, те са особено уязвими.

2. Треска от денга

Изглежда, че развитите страни отдавна са забравили за редица заболявания. Но американските учени започнаха да бият тревога: хората в Съединените щати стават по-податливи на треска от денга и малария.

3. Прясна вода

Въпреки че нивото на морето се покачва, наличието на прясна вода непрекъснато намалява. Това се случва поради топенето на ледените полета, както и поради сушата.

4. Екстремно време

Очаква се честотата на екстремните метеорологични явления да нараства всяка година. Например тропическите бури ще се случват по-често и ще бъдат по-разрушителни. Ако климатът продължи да се променя със сегашната скорост, до 2050 г. броят на кораловите рифове в океана ще намалее значително.

5. Приземен смог

Топлият застоял въздух в градовете увеличава образуването на приземен смог. Половината от населението в развитите страни вече живее в градове, които не отговарят на общоприетите стандарти за качество на въздуха, а в Китай това вече се превърна в национална катастрофа.

6. Споразумение между Тувалу и Нова Зеландия

Някои островни държави вече обмислят планове за евакуация. Например Тувалу също сключи споразумение с Нова Зеландия относно презаселването в тази страна в случай на пълно наводняване на островите Тувалу, които всяка година се потапят все повече и повече.

7. 700 милиарда долара изчезнаха

Изменението на климата удря силно много страни. До 2030 г. се очаква световната икономика да загуби 700 милиарда долара поради разходите, свързани с изменението на климата.

8. Сезонът на алергиите

Сезонът на алергиите се удължава. Това има неблагоприятен ефект върху респираторното здраве на хората, страдащи от алергии (които са почти половината от населението).

9. Хранителен проблем

Скоро може да започнат проблеми с храната. Първо, по-високите температури увеличават разпространението на болести, пренасяни с храни, като салмонелоза. И второ, растениевъдството по света е силно засегнато от сушите. Глобалните реколти от пшеница и царевица вече намаляват по целия свят.

10. Демография

Екстремните климатични условия и намаляващото селскостопанско производство в развиващите се страни ще започнат да причиняват повече конфликти и миграция. А отварянето на морските пътища в Арктика поради отдръпването на ледовете може да доведе до проблеми със суверенитета и международни конфликти. Разширяването на пустинята и покачването на морското равнище също ще доведат до демографски и политически проблеми поради по-високите нива на миграция.

11. Флора и фауна

Много от промените, през които преминава планетата, са необратими. Например различни видове флора и фауна напълно изчезват.

12. Арктика

До 2050 г. Арктика ще бъде почти напълно свободна от лед през лятото. Още сега, поради топенето на ледовете, полярните мечки не могат да ловуват за храна. Това води до тяхното гладуване и намаляване на местообитанията,

13. CO2

Нивото на киселинност на океанската вода се повишава поради увеличаването на нивата на въглеродна киселина (поради CO2 в атмосферата). Това ще има отрицателни последици за много видове морски живот.

14. Поляризация на обществото

Най-лошите въздействия от изменението на климата ще бъдат върху децата, възрастните и бедните, тъй като те няма да могат да се справят с драстичните промени в наличността на храна и драстичните промени в условията на живот. Изменението на климата вероятно ще поляризира обществото между тези, които ще могат да се справят с него (по-богатите страни) и тези, които няма да могат да го направят (бедните страни).

15. Смъртта на 30% от растителните и животински видове

IPCC (Междуправителствен панел по изменение на климата) публикува доста ужасна прогноза. Ако техните прогнози за температурата се окажат верни, то до края на 21 век до 30% от растителните и животински видове ще изчезнат напълно.

Промяна на климата- колебания в климата на Земята като цяло или нейните отделни региони във времето, изразени в статистически значими отклонения на метеорологичните параметри от дългосрочните стойности за период от време от десетилетия до милиони години. Вземат се предвид както промените в средните стойности на метеорологичните параметри, така и промените в честотата на екстремните метеорологични явления. Изследването на изменението на климата е науката палеоклиматология. Причината за изменението на климата са динамични процеси на Земята, външни влияния като колебания в интензитета на слънчевата радиация и, според една версия, по-скоро човешка дейност. Напоследък терминът "промяна на климата" се използва често (особено в контекста на политиката за околната среда) за обозначаване на промените в текущия климат.

Двигатели на изменението на климата

Изменението на климата е причинено от промени в земната атмосфера, процеси, протичащи в други части на земята, като океани, ледници и ефекти, свързани с човешки дейности. Външните процеси, които формират климата, са промените в слънчевата радиация и орбитата на Земята.

• промяна в размера, топографията и относителната позиция на континентите и океаните,
• промяна в яркостта на слънцето
• промени в параметрите на земната орбита и оста,
• промяна в прозрачността на атмосферата и нейния състав в резултат на промени във вулканичната активност на Земята,
• промяна в концентрацията на парникови газове (CO 2 и CH 4 ) в атмосферата,
• промяна в отразяващата способност на земната повърхност (албедо),
• промяна в количеството налична топлина в дълбините на океана.
• промяна в естествения подслой на Земята между ядрото и земната кора, поради изпомпването на нефт и газ.

Промяната на климата на Земята

Времето е ежедневното състояние на атмосферата. Времето е хаотична нелинейна динамична система. Климатът е средното състояние на времето и е предвидим. Климатът включва такива променливи като средна температура, валежи, брой слънчеви дни и други променливи, които могат да бъдат измерени на определено място. На Земята обаче има и процеси, които могат да повлияят на климата.

заледяване

Ледниците са признати за един от най-чувствителните индикатори за изменението на климата. Те значително увеличават размерите си по време на застудяване на климата (т.нар. „малки ледникови периоди“) и намаляват по време на затопляне на климата. Ледниците растат и се топят поради естествени промени и под въздействието на външни влияния. През миналия век ледниците не са успели да регенерират достатъчно лед през зимата, за да заместят загубата на лед през летните месеци.

Най-значимите климатични процеси през последните няколко милиона години са смяната на ледникови (ледникови епохи) и междуледникови (междуледникови) епохи на настоящата ледникова епоха, поради промени в орбитата и оста на Земята. Промените в състоянието на континенталния лед и колебанията в морското равнище в рамките на 130 метра са в повечето региони основните последици от изменението на климата.

Променливост на океана

В десетилетен мащаб изменението на климата може да е резултат от взаимодействията между атмосферата и световните океани. Много колебания на климата, включително най-известната южна осцилация Ел Ниньо, както и колебанията в Северния Атлантик и Арктика, се дължат отчасти на способността на световните океани да съхраняват топлинна енергия и да пренасят тази енергия в различни части на океана. В по-дълъг мащаб термохалинната циркулация възниква в океаните, която играе ключова роля в преразпределението на топлината и може значително да повлияе на климата.

климатична памет

По-общо казано, променливостта на климатичната система е форма на хистерезис, което означава, че текущото състояние на климата е не само резултат от влиянието на определени фактори, но и цялата история на неговото състояние. Например, по време на десет години суша езерата частично пресъхват, растенията умират и площта на пустините се увеличава. Тези условия на свой ред причиняват по-малко обилни валежи в годините след сушата. Че. изменението на климата е саморегулиращ се процес, тъй като околната среда реагира по определен начин на външни въздействия и променяйки се, самата тя е в състояние да повлияе на климата.

Неклиматични фактори и тяхното влияние върху изменението на климата

Парникови газове

Общоприето е, че парниковите газове са основната причина за глобалното затопляне. Парниковите газове също са важни за разбирането на климатичната история на Земята. Според изследвания парниковият ефект, произтичащ от затоплянето на атмосферата от топлинната енергия, задържана от парниковите газове, е ключов процес, който регулира температурата на Земята.

През последните 500 милиона години концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата варира от 200 до повече от 5000 ppm поради влиянието на геоложки и биологични процеси. Въпреки това през 1999 г. Weiser et al показаха, че през последните десетки милиони години няма строга връзка между концентрациите на парникови газове и изменението на климата и че тектоничното движение на литосферните плочи играе по-важна роля. По-късно Royer et al., използваха корелацията CO 2 -климат, за да извлекат стойност на "климатична чувствителност". Има няколко примера за бързи промени в концентрацията на парникови газове в земната атмосфера, които са тясно свързани със силното затопляне, включително палеоценско-еоценския топлинен максимум, пермско-триаското изчезване на видове и края на Варяжкото земно събитие снежна топка .

Покачващите се нива на въглероден диоксид се считат за основна причина за глобалното затопляне от 50-те години на миналия век. Според данните на Междудържавния панел по изменение на климата (IPCC) от 2007 г., концентрацията на CO 2 в атмосферата през 2005 г. е била 379 ppm, в прединдустриалния период е била 280 ppm.

За да се предотврати драматичното затопляне през следващите години, концентрацията на въглероден диоксид трябва да бъде намалена до нива от прединдустриалната епоха от 350 части на милион (0,035%) (в момента 385 части на милион и нараства с 2 ppm (0,0002%) на година, главно поради изгарянето на изкопаеми горива и обезлесяването).

Съществува скептицизъм относно геоинженерните методи за извличане на въглероден диоксид от атмосферата, по-специално предложенията въглеродният диоксид да се заравя в тектонични пукнатини или да се изпомпва в скали на океанското дъно: премахването на 50 милионни части от газ с помощта на тази технология би струвало поне 20 трилиона долара, което е двойно повече от държавния дълг на САЩ.

Тектоника на плочите

За дълги периоди от време тектоничните движения на плочите преместват континенти, образуват океани, създават и унищожават планински вериги, тоест създават повърхност, върху която има климат. Последните проучвания показват, че тектоничните движения са влошили условията на последния ледников период: преди около 3 милиона години плочите на Северна и Южна Америка се сблъскват, образувайки Панамския провлак и блокирайки директното смесване на водите на Атлантическия и Тихия океан.

слънчева радиация

Слънцето е основният източник на топлина в климатичната система. Слънчевата енергия, преобразувана в топлина на земната повърхност, е неделима съставка, която формира климата на Земята. Ако вземем предвид дълъг период от време, тогава в тази рамка Слънцето става по-ярко и освобождава повече енергия, тъй като се развива според основната последователност. Това бавно развитие се отразява и на земната атмосфера. Смята се, че в ранните етапи от историята на Земята Слънцето е било твърде студено, за да бъде водата на земната повърхност течна, което е довело до т.нар. "Парадоксът на слабото младо слънце".

На по-кратки интервали от време се наблюдават и промени в слънчевата активност: 11-годишен слънчев цикъл и по-дълги модулации. Въпреки това, 11-годишният цикъл на поява и изчезване на слънчеви петна не се проследява изрично в климатологичните данни. Промените в слънчевата активност се считат за важен фактор за началото на Малката ледникова епоха, както и част от затоплянето, наблюдавано между 1900 и 1950 г. Цикличният характер на слънчевата активност все още не е напълно разбран; тя се различава от тези бавни промени, които съпътстват развитието и стареенето на Слънцето.

Промени в орбитата

По отношение на влиянието си върху климата, промените в орбитата на Земята са подобни на колебанията в слънчевата активност, тъй като малките отклонения в положението на орбитата водят до преразпределение на слънчевата радиация върху земната повърхност. Такива промени в позицията на орбитата се наричат ​​цикли на Миланкович, те са предвидими с висока точност, тъй като са резултат от физическото взаимодействие на Земята, нейния спътник на Луната и други планети. Промените в орбитата се считат за основните причини за редуването на ледникови и междуледникови цикли на последния ледников период. Резултатът от прецесията на земната орбита също е по-малко мащабни промени, като периодичното увеличаване и намаляване на площта на пустинята Сахара.

Вулканизъм

Едно силно вулканично изригване може да повлияе на климата, причинявайки охлаждане, което продължава няколко години. Например изригването на връх Пинатубо през 1991 г. значително повлия на климата. Гигантските изригвания, които образуват най-големите вулканични провинции, се случват само няколко пъти на всеки сто милиона години, но те влияят на климата за милиони години и причиняват изчезването на видове. Първоначално се предполагаше, че причината за охлаждането е вулканичен прах, изхвърлен в атмосферата, тъй като той пречи на слънчевата радиация да достигне земната повърхност. Измерванията обаче показват, че по-голямата част от праха се утаява на повърхността на Земята в рамките на шест месеца.

Вулканите също са част от геохимичния въглероден цикъл. В продължение на много геоложки периоди въглеродният диоксид е бил изпускан от вътрешността на Земята в атмосферата, като по този начин е неутрализирал количеството CO 2, отстранен от атмосферата и свързан от седиментни скали и други геоложки поглътители на CO 2 . Въпреки това, този принос не е сравним по големина с антропогенните емисии на въглероден окис, които според Геоложката служба на САЩ са 130 пъти по-големи от количеството CO 2, отделяно от вулканите.

Антропогенно въздействие върху изменението на климата

Антропогенните фактори включват човешка дейност, която променя околната среда и влияе върху климата. В някои случаи причинно-следствената връзка е пряка и недвусмислена, като например ефекта от напояването върху температурата и влажността, в други случаи връзката е по-малко ясна. През годините са обсъждани различни хипотези за влиянието на човека върху климата.

Основните проблеми днес са: нарастващата концентрация на CO 2 в атмосферата поради изгарянето на гориво, аерозолите в атмосферата, които влияят на нейното охлаждане, и циментовата промишленост. Други фактори като използване на земята, изтъняване на озоновия слой, добитък и обезлесяване също оказват влияние върху климата.

Изгаряне на гориво

Започвайки да расте по време на индустриалната революция през 1850-те години и постепенно да се ускорява, потреблението на гориво от човека доведе до повишаване на концентрацията на CO 2 в атмосферата от ~280 ppm до 380 ppm. С този ръст концентрацията, прогнозирана до края на 21 век, ще бъде над 560 ppm. Сега е известно, че атмосферните нива на CO 2 са по-високи от всякога през последните 750 000 години. Заедно с нарастващите концентрации на метан, тези промени предвещават повишаване на температурата с 1,4-5,6°C между 1990 г. и 2040 г.

Аерозоли

Смята се, че антропогенните аерозоли, особено сулфатите, отделяни от изгарянето на гориво, допринасят за охлаждането на атмосферата. Смята се, че това свойство е причината за относителното "плато" на температурната диаграма в средата на 20 век.

циментова индустрия

Производството на цимент е интензивен източник на CO 2 емисии. Въглеродният диоксид се образува, когато калциевият карбонат (CaCO 3 ) се нагрява, за да се получи циментовата съставка калциев оксид (CaO или негасена вар). Производството на цимент е отговорно за приблизително 5% от емисиите на CO 2 от промишлени процеси (енергиен и индустриален сектор). Когато циментът се смеси, същото количество CO 2 се абсорбира от атмосферата по време на обратната реакция CaO + CO 2 = CaCO 3. Следователно производството и потреблението на цимент променя само локалните концентрации на CO 2 в атмосферата, без да променя средната стойност.

земеползването

Земеползването оказва значително влияние върху климата. Напояването, обезлесяването и селското стопанство фундаментално променят околната среда. Например в напоявана зона водният баланс се променя. Земеползването може да промени албедото на определена област, тъй като променя свойствата на подлежащата повърхност и по този начин количеството погълната слънчева радиация.

Говедовъдство

Животновъдството е отговорно за 18% от световните емисии на парникови газове, според доклада на UN Livestock Long Shadow от 2006 г. Това включва промени в използването на земята, т.е. изсичане на гори за пасища. В тропическите гори на Амазонка 70% от обезлесяването е за пасища, което беше основната причина, поради която Организацията по прехрана и земеделие на Обединените нации (FAO) в своя селскостопански доклад от 2006 г. включи използването на земята под влиянието на скотовъдството. В допълнение към емисиите на CO 2, животновъдството е отговорно за 65% от емисиите на азотен оксид и 37% от емисиите на метан с антропогенен произход.

Тази цифра беше преразгледана през 2009 г. от двама учени от Worldwatch Institute: те оцениха приноса на добитъка за емисиите на парникови газове на 81% от световните.

Взаимодействие на факторите

Въздействието върху климата на всички фактори, както природни, така и антропогенни, се изразява с една величина - радиационно нагряване на атмосферата във W/m 2 .

Вулканичните изригвания, заледяванията, дрейфът на континентите и изместването на полюсите на Земята са мощни природни процеси, които влияят върху климата на Земята. В мащаб от няколко години вулканите може да играят важна роля. В резултат на изригването на вулкана Пинатубо във Филипините през 1991 г. толкова много пепел беше изхвърлено на височина от 35 km, че средното ниво на слънчева радиация намаля с 2,5 W / m 2. Тези промени обаче не са дългосрочни, частиците се утаяват относително бързо. В мащаб на хилядолетието процесът, определящ климата, вероятно ще бъде бавното движение от една ледникова епоха към друга.

В мащаб от няколко века, през 2005 г. спрямо 1750 г. има комбинация от многопосочни фактори, всеки от които е много по-слаб от резултата от повишаване на концентрацията на парникови газове в атмосферата, оценено като затопляне от 2,4-3,0 W/m 2 . Човешкото влияние е по-малко от 1% от общия радиационен баланс, а антропогенното увеличение на естествения парников ефект е приблизително 2%, от 33 до 33,7 градуса C. Така средната температура на въздуха на земната повърхност се е увеличила от преди -индустриална епоха (от около 1750 г.) с 0,7 °С

Избрана библиография

Споразумения на глобално и регионално ниво

Порфириев Б.Н., Кацов В.М., Рогинко С.А. - Изменението на климата и международната сигурност (2011 г.)

Сафонов Г.В. - Опасни последици от глобалното изменение на климата (2006)

Статии

Авдеева Т.Г. - Перспективи за международните преговори относно изменението на климата: след конференцията на ООН в Копенхаген (2010 г.)

Айдаралиев А.А. - Глобално изменение на климата и устойчиво развитие на планинските райони на Република Киргизстан (2013 г.)

Агалцева Н. - Въздействие на изменението на климата върху водните ресурси на Узбекистан (2010)

Астафиева Н.М., Раев М.Д., Комарова Н.Ю. - Регионална хетерогенност на изменението на климата (2008 г.)

Артикова Ф.Я., Азимова Г.У., Ишниязова Ф.А. - За факторите, влияещи върху метеорологичните условия и водните ресурси на урбанизираните територии (2018 г.)

Борисова Е.А. - Еволюция на възгледите за изменението на климата в Централна Азия (2013 г.)

Василцов V.S., Яшалова N.N. - Политика за климата в иновативна икономика: национални и международни аспекти (2018 г.)

Virt D.A. - Глобално управление в сферата на изменението на климата. Парижкото споразумение: Нов компонент от климатичния режим на ООН (2017 г.)

Гетман А.П., Лозо В.И. - Правна защита на климата на Земята: историческа динамика, основни компоненти и перспективи за развитие на процеса от Киото (2012 г.)

Демирчян К.С., Кондратиев К.Я., Демирчян К.К. - Глобалното затопляне и "Политиката" за предотвратяването му (2010 г.)

Добрецов Н.Л. - Климат във времето и пространството (2010)