Klimato pasikeitimas- visos Žemės ar atskirų jos regionų klimato svyravimai laikui bėgant, išreikšti statistiškai reikšmingais oro parametrų nuokrypiais nuo ilgalaikių verčių per laikotarpį nuo dešimtmečių iki milijonų metų. Atsižvelgiama ir į vidutinių oro parametrų verčių, ir į ekstremalių oro reiškinių dažnio pokyčius. Klimato kaitos tyrimas yra paleoklimatologijos mokslas. Klimato kaitos priežastis – dinamiški procesai Žemėje, išorinės įtakos, pavyzdžiui, saulės spinduliuotės intensyvumo svyravimai, o pastaruoju metu – ir žmogaus veikla. Šiuolaikinio klimato pokyčiai (atšilimo kryptimi) vadinami globalinis atšilimas.
Enciklopedinis „YouTube“.
1 / 5
✪ Leonidas Zotovas – Klimato kaita Žemės planetoje
✪ Ką aš žinau - KLIMATO KAITA / Pavel Konstantinov
✪ Ekstremalūs įvykiai ir klimato kaita – Aleksandras Kislovas
✪ Klimato kaita Arktyje – Jaroslavas Hovsepjanas
✪ Antropogeninės klimato kaitos teorija – Nikolajus Droninas
Subtitrai
Klimato kaitos apraiškos
Oras – tai apatinių atmosferos sluoksnių būsena tam tikru laiku, tam tikroje vietoje. Oras yra chaotiška nelinijinė dinaminė sistema. Klimatas yra vidutinė oro būklė ir yra nuspėjama. Klimatas apima tokius kintamuosius kaip vidutinė temperatūra, kritulių kiekis, saulėtų dienų skaičius ir kiti kintamieji, kuriuos galima išmatuoti konkrečioje vietoje. Tačiau Žemėje vyksta ir procesų, kurie gali turėti įtakos klimatui.
apledėjimas
- žemynų ir vandenynų dydžio, topografijos ir santykinės padėties pasikeitimas,
- Saulės šviesumo pasikeitimas,
- Žemės orbitos ir ašies parametrų pokyčiai,
- atmosferos skaidrumo ir sudėties pokyčiai, įskaitant šiltnamio efektą sukeliančių dujų (CO 2 ir CH 4) koncentracijos pokyčius,
- Žemės paviršiaus atspindžio pokytis (albedas),
- šilumos kiekio pasikeitimas vandenyno gelmėse, [ ]
Ne antropogeniniai veiksniai ir jų įtaka klimato kaitai
Plokštės tektonika
Ilgą laiką tektoniniai judesiai plokštės perkelia žemynus, formuoja vandenynus, kuria ir naikina kalnų grandines, tai yra, sukuria paviršių, ant kurio yra klimatas. Naujausi tyrimai rodo, kad tektoniniai judėjimai paaštrino paskutinio ledynmečio sąlygas: maždaug prieš 3 milijonus metų susidūrė Šiaurės ir Pietų Amerikos plokštės, susiformavo Panamos sąsmauka ir buvo užblokuotas tiesioginis Atlanto ir Ramiojo vandenynų vandenų maišymasis.
saulės radiacija
Trumpesniais laiko intervalais taip pat stebimi saulės aktyvumo pokyčiai: 11 metų saulės ciklas ir ilgesnės pasaulietinės bei tūkstantmečio moduliacijos. Tačiau 11 metų saulės dėmių atsiradimo ir išnykimo ciklas nėra aiškiai stebimas klimatologiniuose duomenyse. Saulės aktyvumo pokyčiai laikomi svarbiu veiksniu prasidėjus mažajam ledynmečiui, taip pat kai kurie atšilimai, pastebėti 1900–1950 m. Saulės aktyvumo cikliškumas dar nėra visiškai suprantamas; ji skiriasi nuo tų lėtų pokyčių, kurie lydi Saulės vystymąsi ir senėjimą.
Milankovitch ciklai
Per savo istoriją Žemės planeta reguliariai keičia savo orbitos ekscentriškumą, taip pat savo ašies kryptį ir pasvirimo kampą, o tai lemia saulės spinduliuotės persiskirstymą Žemės paviršiuje. Šie pokyčiai vadinami „Milankovitch ciklais“, jie nuspėjami labai tiksliai. Yra 4 Milankovitch ciklai:
- Precesija- Žemės ašies sukimasis, veikiant mėnulio, taip pat (mažesniu mastu) saulės traukai. Kaip išsiaiškino Niutonas savo „Principuose“, Žemės palenkimas ties ašigaliais lemia tai, kad išorinių kūnų trauka pasuka žemės ašį, kuri apibūdina kūgį, kurio periodas (šiuolaikiniais duomenimis) yra maždaug 25 776 metai. , dėl to Saulės srauto intensyvumo sezoninė amplitudė kinta šiauriniais ir pietiniais Žemės pusrutuliais;
- Nutacija- ilgalaikiai (vadinamieji pasaulietiniai) žemės ašies pasvirimo kampo į jos orbitos plokštumą svyravimai, kurių laikotarpis yra apie 41 000 metų;
- Ilgalaikiai Žemės orbitos ekscentriškumo svyravimai, kurių laikotarpis yra apie 93 000 metų;
- Žemės orbitos perihelio ir kylančiojo orbitos mazgo judėjimas atitinkamai 10 ir 26 tūkst.
Kadangi aprašyti efektai yra periodiški su nedaugkartiniu periodu, reguliariai atsiranda gana ilgos epochos, kai jos turi kumuliacinį poveikį, sustiprindamos viena kitą. Jie laikomi pagrindinėmis paskutiniojo ledynmečio ledyninių ir tarpledyninių ciklų kaitos priežastimis, įskaitant holoceno klimato optimumo paaiškinimą. Žemės orbitos precesijos rezultatas taip pat yra mažesnio masto pokyčiai, tokie kaip periodiškas Sacharos dykumos ploto padidėjimas ir sumažėjimas.
Vulkanizmas
Vienas stiprus ugnikalnio išsiveržimas gali paveikti klimatą ir sukelti kelerius metus trunkantį atšalimą. Pavyzdžiui, 1991 m. Pinatubo kalno išsiveržimas smarkiai paveikė klimatą. Milžiniški išsiveržimai, sudarantys didžiausias dumblo provincijas, įvyksta tik kelis kartus per šimtą milijonų metų, tačiau jie daro įtaką klimatui milijonus metų ir sukelia rūšių išnykimą. Iš pradžių buvo manoma, kad atšalimo priežastis buvo į atmosferą išmestos vulkaninės dulkės, nes jos neleidžia saulės spinduliuotei patekti į Žemės paviršių. Tačiau matavimai rodo, kad didžioji dalis dulkių ant Žemės paviršiaus nusėda per šešis mėnesius.
Vulkanai taip pat yra geocheminio anglies ciklo dalis. Per daugelį geologinių laikotarpių anglies dioksidas buvo išleistas iš Žemės vidaus į atmosferą, taip neutralizuodamas CO 2 kiekį, pašalintą iš atmosferos ir surištą nuosėdinių uolienų bei kitų geologinių CO 2 absorbentų. Tačiau šis indėlis savo dydžiu nepalyginamas su antropogenine anglies monoksido emisija, kuri, JAV geologijos tarnybos duomenimis, yra 130 kartų didesnė už ugnikalnių išmetamą CO 2 kiekį.
Antropogeninis poveikis klimato kaitai
Antropogeniniai veiksniai apima žmogaus veiklą, kuri keičia aplinką ir daro įtaką klimatui. Kai kuriais atvejais priežastinis ryšys yra tiesioginis ir nedviprasmiškas, pavyzdžiui, drėkinimo įtaka temperatūrai ir drėgmei, kitais atvejais ryšys ne toks aiškus. Per daugelį metų buvo aptariamos įvairios hipotezės apie žmogaus įtaką klimatui. Pavyzdžiui, XIX amžiaus pabaigoje JAV vakaruose ir Australijoje buvo populiari teorija „lietus seka plūgą“.
Pagrindinės problemos šiandien yra šios: didėjanti CO 2 koncentracija atmosferoje dėl kuro degimo, atmosferoje esantys aerozoliai, turintys įtakos jo vėsinimui, cemento pramonė. Kiti veiksniai, tokie kaip žemės naudojimas, ozono sluoksnio ardymas, gyvuliai ir miškų naikinimas, taip pat turi įtakos klimatui.
Veiksnių sąveika
Visų veiksnių, tiek natūralių, tiek antropogeninių, poveikis klimatui išreiškiamas viena verte – atmosferos radiaciniu šildymu W/m 2 . [ ] Vulkanų išsiveržimai, apledėjimai, žemynų dreifas ir Žemės ašigalių poslinkis yra galingi gamtos procesai, turintys įtakos Žemės klimatui. Kelerių metų mastu ugnikalniai gali atlikti svarbų vaidmenį. 1991 m. Filipinuose išsiveržus Pinatubo ugnikalniui, į 35 km aukštį buvo išmesta tiek pelenų, kad vidutinis saulės spinduliuotės lygis sumažėjo 2,5 W/m 2. Tačiau šie pokyčiai nėra ilgalaikiai, dalelės gana greitai nusėda. Tūkstantmečio mastu klimatą lemiantis procesas greičiausiai bus lėtas judėjimas iš vieno ledynmečio į kitą.
Kelių šimtmečių mastu 2005 m., palyginti su 1750 m., egzistuoja daugiakrypčių veiksnių derinys, kurių kiekvienas yra daug silpnesnis už šiltnamio efektą sukeliančių dujų koncentracijos atmosferoje padidėjimą, įvertintą kaip 2,4–3,0 atšilimo. W/m 2 . Žmogaus įtaka yra mažesnė nei 1% viso radiacijos balanso, o antropogeninis natūralaus šiltnamio efekto padidėjimas yra maždaug 2%, nuo 33 iki 33,7 laipsnių C. Taigi vidutinė oro temperatūra prie Žemės paviršiaus pakilo nuo iki 2010 m. -pramonės eros (maždaug nuo 1750 m.) 0,7 °С
Klimato kaitos ciklas
35–45 metų klimato kaitos ciklai
Vėsaus-šlapio ir šilto-sauso periodų kaitaliojimas 35-45 metų intervalu, pasiūlytas XIX amžiaus pabaigoje. Rusijos mokslininkai E. A. Brikneris ir A. I. Voeikovas. Vėliau šias mokslines nuostatas iš esmės išplėtojo A. V. Shnitnikovas kaip nuosekli teorija apie klimato kintamumą tarp ir kelių šimtmečių bei bendro drėgnumo Šiaurės pusrutulio žemynuose. Įrodymų sistema pagrįsta faktais apie Eurazijos ir Šiaurės Amerikos kalnų apledėjimo pokyčių pobūdį, vidaus vandens telkinių, įskaitant Kaspijos jūrą, užpildymo lygius, Pasaulio vandenyno lygį, ledo padėties kintamumą. Arktyje ir istorinę informaciją apie klimatą. .
- tai nustatyta XX-XXI a. tiesioginiai instrumentiniai globalinio ir regioninio klimato atšilimo stebėjimai, veikiami gamtinių ir antropogeninių veiksnių.
Yra du požiūriai, lemiantys pagrindines visuotinio atšilimo priežastis.
Pagal pirmąjį požiūrį , postindustrinis atšilimas (vidutinės pasaulinės temperatūros padidėjimas per pastaruosius 150 metų 0,5–0,7 °C) yra natūralus procesas, kurio amplitudė ir greitis yra palyginami su temperatūros svyravimų parametrais, kurie vyko tam tikrais laiko tarpais. Holocenas ir vėlyvasis ledynas. Teigiama, kad temperatūros svyravimai ir šiltnamio efektą sukeliančių dujų koncentracijos svyravimai šiuolaikinėje klimato epochoje neviršija klimato parametrų verčių kintamumo amplitudės, įvykusios Žemės istorijoje per pastaruosius 400 tūkstančių metų. .
Antras požiūris laikosi daugumos mokslininkų, kurie globalinį atšilimą aiškina antropogeniniu šiltnamio efektą sukeliančių dujų kaupimu atmosferoje – anglies dioksidu CO 2, metanu CH 4, azoto oksidu N 2 O, ozonu, freonais, troposferos ozonu O 3, taip pat kai kuriomis kitomis dujomis ir vandeniu. garai. Šiltnamio efektą skatina anglies dioksidas (%) - 66%, metanas - 18, freonai - 8, oksidas - 3, kitos dujos - 5%. Remiantis duomenimis, nuo priešindustrinių laikų (1750 m.) šiltnamio efektą sukeliančių dujų koncentracijos ore padidėjo: CO 2 nuo 280 iki beveik 360 ppmv, CH 4 nuo 700 iki 1720 ppmv, o N 2 O nuo maždaug 275 iki beveik 310 ppmv. ppmv. Pagrindinis CO 2 šaltinis yra pramoninės emisijos. XX amžiaus pabaigoje. žmonija kasmet sudegino 4,5 milijardo tonų anglies, 3,2 milijardo tonų naftos ir naftos produktų, taip pat gamtines dujas, durpes, naftą ir malkas. Visa tai virto anglies dioksidu, kurio kiekis atmosferoje nuo 0,031 % 1956 m. padidėjo iki 0,035 % 1992 m. ir toliau auga.
Taip pat labai padidėjo kitų šiltnamio efektą sukeliančių dujų – metano – išmetimas į atmosferą. Metanas iki XVIII amžiaus pradžios. koncentracija buvo artima 0,7 ppmv, tačiau per pastaruosius 300 metų pirmą kartą buvo pastebėtas lėtas, o vėliau spartėjantis augimas. Šiandien CO 2 koncentracijos augimo greitis yra 1,5-1,8 ppmv/metus, o CH 4 koncentracija – 1,72 ppmv/metus. N 2 O koncentracijos didėjimo greitis – vidutiniškai 0,75 ppmv per metus (1980-1990 m. laikotarpiu). Paskutiniame XX amžiaus ketvirtyje prasidėjo staigus pasaulinio klimato atšilimas, kuris borealiniuose regionuose atsispindėjo sumažėjusiu šaltų žiemų skaičiumi. Vidutinė paviršinio oro sluoksnio temperatūra per pastaruosius 25 metus pakilo 0,7 °C. Pusiaujo zonoje jis nepakito, bet kuo arčiau ašigalių, tuo labiau pastebimas atšilimas. Po ledo vandens temperatūra Šiaurės ašigalio regione pakilo beveik 2 °C, dėl to ledas pradėjo tirpti iš apačios. Per pastaruosius šimtą metų pasaulio vidutinė temperatūra pakilo beveik vienu laipsniu Celsijaus. Tačiau didžioji dalis šio atšilimo įvyko iki XX amžiaus trečiojo dešimtmečio pabaigos. Tada, maždaug nuo 1940 iki 1975 m., sumažėjo apie 0,2 °C. Nuo 1975 m. temperatūra vėl pradėjo kilti (didžiausias pakilimas buvo 1998 ir 2000 m.). Visuotinis klimato atšilimas Arktyje pasireiškia 2–3 kartus stipriau nei likusioje planetos dalyje. Jei dabartinės tendencijos išliks, tai po 20 metų dėl ledo dangos sumažėjimo Hadsono įlanka gali tapti netinkama baltiesiems lokiams. O iki amžiaus vidurio laivyba Šiaurės jūros keliu gali išaugti iki 100 dienų per metus. Dabar tai trunka apie 20 dienų. Per pastaruosius 10-15 metų pagrindinių klimato ypatybių tyrimai parodė, kad šis laikotarpis yra šilčiausias ir drėgniausias ne tik per pastaruosius 100, bet ir per pastaruosius 1000 metų.
Veiksniai, iš tikrųjų lemiantys pasaulinę klimato kaitą, yra šie:
- saulės radiacija;
- Žemės orbitos parametrai;
- tektoniniai judesiai, keičiantys Žemės ir sausumos vandens paviršiaus plotų santykį;
- atmosferos dujų sudėtis ir, svarbiausia, šiltnamio efektą sukeliančių dujų – anglies dioksido ir metano – koncentracija;
- atmosferos skaidrumas, dėl ugnikalnių išsiveržimų keičiantis Žemės albedas;
- technogeniniai procesai ir kt.
Pasaulinės klimato kaitos prognozės XXI amžiuje. parodykite toliau pateiktą informaciją.
Oro temperatūra. Remiantis IPCC (Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos) nuspėjamųjų modelių visuma, iki XXI amžiaus vidurio vidutinis pasaulinis atšilimas bus 1,3 °C. (2041-2060) ir 2,1 °C jo pabaigoje (2080-2099). Rusijos teritorijoje skirtingais metų laikais temperatūra keisis gana plačiu diapazonu. Bendro klimato atšilimo fone didžiausias paviršiaus temperatūros padidėjimas XXI a. bus žiema Sibire ir Tolimuosiuose Rytuose. Arkties vandenyno pakrantėje temperatūra XXI amžiaus viduryje pakils iki 4 °C. o pabaigoje – 7–8 °C.
Krituliai. Remiantis IPCC AOGCM modelių visuma, vidutiniai pasaulinio metinio kritulių kiekio padidėjimo vidurkiai yra atitinkamai 1,8% ir 2,9% XXI amžiaus viduryje ir pabaigoje. Vidutinis metinis kritulių kiekio padidėjimas visoje Rusijoje gerokai viršys šiuos pasaulinius pokyčius. Daugelyje Rusijos baseinų kritulių padaugės ne tik žiemą, bet ir vasarą. Šiltuoju metų laiku kritulių padaugės pastebimai mažiau ir daugiausia bus stebimi šiauriniuose rajonuose, Sibire ir Tolimuosiuose Rytuose. Vasarą sustiprės vyraujantys konvekciniai krituliai, o tai rodo, kad gali padažnėti lietus ir su tuo susiję ekstremalūs orai. Vasarą Rusijos europinės teritorijos pietiniuose rajonuose ir Ukrainoje kritulių kiekis mažės. Žiemą skystų kritulių dalis didės europinėje Rusijos dalyje ir jos pietiniuose regionuose, o kietųjų – Rytų Sibire ir Čiukotkoje. Dėl to sumažės per žiemą susikaupusio sniego masė vakarų ir pietų Rusijoje ir atitinkamai papildomas sniego kaupimasis centriniame ir rytų Sibire. Tuo pačiu metu, atsižvelgiant į dienų su krituliais skaičių, jų kintamumas padidės XXI amžiuje. palyginti su XX a. Stipriausių kritulių indėlis labai padidės.
Dirvožemio vandens balansas. Šiltėjant klimatui, kartu padidėjus kritulių kiekiui šiltuoju metų laiku, padidės garavimas nuo žemės paviršiaus, dėl to pastebimai sumažės aktyvaus dirvožemio sluoksnio drėgnumas ir nuotėkis visoje nagrinėjamoje teritorijoje. Remiantis kritulių ir garavimo skirtumu, apskaičiuotu esamam klimatui ir XXI amžiaus klimatui, galima nustatyti bendrą dirvožemio sluoksnio drėgmės pokytį ir nuotėkį, kurie paprastai turi tą patį ženklą. (t.y. sumažėjus dirvožemio drėgmei, sumažėjus bendram drenavimui ir atvirkščiai). Regionuose, kuriuose nėra sniego dangos, dirvožemio drėgmės mažėjimo tendencija atsiskleis jau pavasarį ir bus labiau pastebima visoje Rusijoje.
Upės nuotėkis. Dėl visuotinio klimato atšilimo padidėjus metiniam kritulių kiekiui, pastebimai padidės upių nuotėkis daugumoje baseinų, išskyrus tik pietinių upių baseinus (Dneprą – Doną), kur metinis nuotėkis iki XXI amžiaus pabaigos. padidės. sumažės apie 6 proc.
Požeminis vanduo. Dėl globalinio atšilimo GS (XXI a. pradžioje), požeminio vandens tiekimo srityje reikšmingų pokyčių, palyginti su šiuolaikinėmis sąlygomis, nebus. Didžiojoje šalies dalyje jie neviršys ± 5-10%, o tik dalyje Rytų Sibiro teritorijos gali siekti + 20-30% dabartinės požeminio vandens išteklių normos. Tačiau jau iki šio laikotarpio pastebima tendencija, kad požeminio vandens nuotėkis šiaurėje didės, o pietuose ir pietvakariuose mažės, o tai gerai sutampa su šiuolaikinėmis tendencijomis, pastebėtomis ilgomis stebėjimų serijomis.
Kriolitozonas. Remiantis prognozėmis, sudarytomis naudojant penkis skirtingus klimato kaitos modelius, per artimiausius 25–30 metų „amžinojo įšalo“ plotas gali sumažėti 10–18 proc., o iki amžiaus vidurio – 15–30 proc. siena pasislinks į šiaurės rytus 150-200 km. Sezoninio atlydžio gylis visur padidės, vidutiniškai 15-25%, o Arkties pakrantėje ir tam tikrose Vakarų Sibiro vietose iki 50%. Vakarų Sibire (Jamalyje, Gydane) įšalusių dirvų temperatūra vidutiniškai pakils 1,5-2 °C, nuo -6 ... -5 °С iki -4 ... -3 °С, bus aukštoje temperatūroje užšalusių dirvožemių susidarymo pavojus net Arkties regionuose. Amžinojo įšalo degradacijos zonose pietinėje periferinėje zonoje amžinojo įšalo salos atitirps. Kadangi čia esantys įšalę sluoksniai yra nedidelio storio (nuo kelių metrų iki kelių dešimčių metrų), daugumos amžinojo įšalo salų visiškas atitirpimas galimas maždaug per kelis dešimtmečius. Šalčiausioje šiaurinėje zonoje, kur "amžinasis įšalas" dengia daugiau nei 90% paviršiaus, sezoninio atlydžio gylis daugiausia padidės. Čia taip pat gali atsirasti ir vystytis didelės nepertirpimo salos, daugiausia po vandens telkiniais, kurių amžinojo įšalo stogas atitrūkęs nuo paviršiaus ir išsaugotas gilesniuose sluoksniuose. Tarpinei zonai bus būdingas nenutrūkstamas įšalusių uolienų pasiskirstymas, kurių tankis atšilimo procese mažės, o sezoninio atlydžio gylis padidės.
Globalūs Žemės klimato pokyčiai turės didelę įtaką pagrindiniams ekonomikos sektoriams.
Žemdirbystė. Klimato kaita sumažins galimą derlių daugumoje tropinių ir subtropinių regionų. Jei vidutinė pasaulinė temperatūra pakils daugiau nei keliais laipsniais, vidutinėse platumose sumažės derlius (to negali kompensuoti pokyčiai didelėse platumose). Pirmieji nukentės sausuoliai. CO 2 koncentracijos padidėjimas gali būti teigiamas veiksnys, tačiau greičiausiai jį daugiau nei „kompensuos“ antrinis neigiamas poveikis, ypač kai žemės ūkis vykdomas ekstensyviais metodais.
Miškininkystė. Tikėtini klimato pokyčiai 30–40 metų laikotarpiu yra priimtinų medžių floros augimo sąlygų natūraliuose miškuose ribose. Tačiau numatomi klimato pokyčiai gali sutrikdyti nusistovėjusią medžių rūšių santykių eigą natūralaus miško atkūrimo stadijoje po kirtimų, gaisrų, ligų ir kenkėjų židiniuose. Netiesioginis klimato kaitos poveikis medžių rūšims, ypač jaunuolynams, yra trumpalaikių ekstremalių oro sąlygų (stiprių snygių, krušos, audrų, sausrų, vėlyvų pavasario šalnų ir kt.) padažnėjimas. Dėl visuotinio atšilimo spygliuočių medynų augimo tempas padidės apie 0,5-0,6% per metus.
Vandens tiekimas. Bet kuriuo atveju nepalankios vandens tiekimo tendencijos apims palyginti nedidelę Rusijos teritorijos dalį, tačiau didžiojoje jos dalyje pagerės bet kokios rūšies ūkinės veiklos vandens tiekimo galimybės dėl nekenksmingo vandens išėmimo padidėjimo. iš požeminio vandens telkinių ir visų didžiųjų upių.
Žmogaus sveikata ir gyvybinė veikla. Daugumos rusų sveikata ir gyvenimo kokybė turėtų pagerėti. Padidės klimato komfortas ir padidės palankios gyvenamosios zonos plotas. Didės darbo jėgos potencialas, ypač bus pastebimi teigiami darbo sąlygų pokyčiai šiauriniuose regionuose. Dėl visuotinio atšilimo kartu su Arkties plėtros strategijos racionalizavimu vidutinė gyvenimo trukmė ten pailgės maždaug vieneriais metais. Didžiausias tiesioginis šilumos streso poveikis bus jaučiamas miestuose, kur pažeidžiamiausios (seno amžiaus žmonės, vaikai, sergantys širdies ligomis ir kt.) ir mažas pajamas gaunančių gyventojų grupių padėtis bus prasčiausia.
Šaltiniai: Pasaulinių ir regioninių klimato pokyčių XIX–XXI amžiais vertinimai pagal IAP RAS modelį, atsižvelgiant į antropogeninį poveikį. Anisimovas O.A. ir kt., Izv. RAN, 2002, FAO, 3, Nr. 5; Kovalevskis V.S., Kovalevskis Yu.V., Semenovas S.M. Klimato kaitos poveikis požeminiam vandeniui ir tarpusavyje susijusiai aplinkai // Geoekologija, 1997, nr.5; Artėjantys klimato pokyčiai, 1991 m.
Žemė yra trečia planeta nuo Saulės ir penkta pagal dydį tarp visų Saulės sistemos planetų. Ji taip pat yra didžiausia skersmuo, masė ir tankis tarp antžeminių planetų. Apytikslė Žemės susidarymo data yra prieš 4,54 mlrd. Visas planetos formavimosi procesas truko apie 10-20 milijonų metų.
Planeta Žemė yra unikali: didžiulis akmeninis rutulys, kurio apimtis siekia 40 tūkstančių kilometrų, trečdalis sausumos, du trečdaliai vandens ir deguonies turtinga atmosfera sukūrė vienintelę žinomą vietą visatoje, kur egzistuoja gyvybė! Tačiau ši melsvai žalia oazė ne visada buvo tokia svetinga. Planeta išsaugojo savo atšiaurios praeities pėdsakus – tuomet, kai ją draskė siaubingos katastrofos, o gyvenimo sąlygos joje buvo nepakeliamos.
Per 4,5 milijardo metų šis pasaulis pasikeitė – degė ugnyje ir sustingo lede, jį užliejo vandenynai ir nuodingas dangus buvo užnuodytas. Šiandien mūsų planetoje gyvenantiems organizmams pasisekė. Jie sugebėjo išgyventi masinį išnykimą. Mokslininkai Žemės paslaptis suvokia du šimtmečius.
Klimato pasikeitimas
Klimatas – tai ilgalaikis statistinis oro režimas, būdingas tam tikrai vietovei dėl jos geografinės padėties.
Taigi, norint nuspėti orus, reikia žinoti visos Žemės atmosferos temperatūros režimą, o šiluma ateina iš dviejų šaltinių: iš Saulės ir iš Žemės žarnų. Saulė yra išorinis šilumos šaltinis, Žemės pluta, kurioje yra daug radioaktyvių medžiagų, yra vidinis šilumos šaltinis.
Trumpas pagrindinių klimato kaitos priežasčių Žemėje sąrašas:
1) Pagrindiniai (nuolatiniai) klimato formavimosi veiksniai (veikiantys 5 milijardus metų), kurie 80% įtakoja visos planetos klimatą. Tai kosminiai ir geofiziniai veiksniai, turintys įtakos Žemės klimatui pasauliniu mastu ir 5 mlrd.
Saulės atšalimas, evoliucinio saulės aktyvumo mažėjimas;
Aušinant visą Žemės rutulio tūrį,
Evoliucinis drėgmės kiekio atmosferoje mažėjimas.
Evoliucinis Žemės atmosferos praradimas per 3 milijardus metų.
2) Trumpalaikio poveikio klimato formavimosi procesams veiksniai (100 - 10 000 metų), kurie visos planetos klimatą paveikia 19 proc.
Periodiškas saulės aktyvumo padidėjimas kas 12 metų,
Žemės sukimosi ašies posvyrio pokytis. Žemės ašis į orbitos plokštumą pasvirusi 66,33 laipsnių kampu. Taigi kampas tarp statmens ir orbitos plokštumos (90° - 66,33° =) yra 23,77°. Ašies pakreipimas priklauso tik nuo sezonų kaitos.
Žemės sukimosi plokštumos pokrypio pokytis ekliptikos atžvilgiu,
Žemės orbitos ekscentriškumo pokytis; Žemės orbita aplink Saulę yra elipsė, kurios viename iš židinių yra Saulė.
3) Vietiniai klimato kaitos veiksniai, turintys įtakos visos planetos klimatui 1%, kurie veikia atskirą regioną, ir neturi įtakos visos planetos klimato formavimuisi. Tai technogeniniai ir antropogeniniai veiksniai, tai yra procesai, kylantys dėl technologijų ir žmonijos veikimo, kai šiek tiek pakinta klimatas lokaliu, o ne pasauliniu mastu.
Dabar trumpai populiaria forma apibūdinkime visus kosminius mechanizmus, kurie stipriai arba silpnai įtakoja Žemės klimato formavimąsi.
4. Pagrindinis (nuolatinis) klimato formavimosi veiksnys: evoliucinis Žemės rutulio atšalimas. Visos planetos savo evoliucijos pradžioje susideda iš radioaktyvių elementų, todėl greitai įšyla ir švyti kaip mažos žvaigždės. Pirmajai planetų evoliucinei stadijai būdingas stiprus jų materijos įkaitimas (iki kelių tūkstančių laipsnių). Priežastis žinoma – didelis pirminės medžiagos radioaktyvumas. Geofizika nustatė, kad vienintelė planetų vidaus šildymo priežastis yra radioaktyvus izotopų skilimas. Šiluma yra atsitiktinis atomų judėjimas. Radioaktyvieji izotopai periodiškai išskiria elementarias daleles, o nuo dalelės emisijos atatrankos atomai patys pradeda atlikti svyruojančius šiluminius judesius „kristalinės gardelės“ viduje. Skrydžio metu elementarioji dalelė susiduria su kaimyniniais atomais, perduoda jiems vienodą judesį, taip pat jie pradeda svyruoti. Chaotiškas svyruojantis milijonų atomų judėjimas yra šilumos ir temperatūros priežastis, atspindi šildomos, karštos medžiagos fizinę prasmę. Taip iš radioaktyvių uolienų sklinda šiluma.
Šiuo metu Žemės, kurios masė yra 10 24 kg, tūryje yra tik 1014 kg radioaktyviųjų elementų, o prieš 5 milijardus metų jų masė buvo milijonus kartų didesnė. Radioaktyvieji elementai šildo aplinką. Todėl jaunų planetų paviršius visada karštas (siekia 1-4 tūkst. laipsnių). Radioaktyviųjų elementų skaičiaus sumažėjimo priežastis yra jų perėjimas prie stabilių izotopų po keleto radioaktyvių transformacijų. Stabilūs elementai neturi kaloringumo funkcijos. Visos senosios planetos, kurių amžius yra 6–8 milijardai metų, susideda tik iš stabilių elementų, todėl jos yra šaltos tiek išorėje, tiek viduje. Ant jų paviršiaus pradeda formuotis ledas ir sniegas.
Ne paslaptis, kad mūsų planetos klimatas keičiasi, o pastaruoju metu tai vyksta labai greitai. Afrikoje iškrenta sniegas, o vasarą mūsų platumose stebimas neįtikėtinas karštis. Jau buvo pateikta daug skirtingų teorijų apie tokio pokyčio priežastis ir galimas pasekmes. Vieni kalba apie artėjančią apokalipsę, o kiti tikina, kad tame nėra nieko blogo. Pažiūrėkime, kokios yra klimato kaitos priežastys, kas kaltas ir ką daryti?
Jakutija prisijaukino ekstremalų klimatą
Viskas dėl tirpstančio Arkties ledo...
Arkties ledas, dengiantis Arkties vandenyną, neleido žiemą sušalti vidutinio klimato platumų gyventojams. „Arkties ledo masto sumažėjimas yra tiesiogiai susijęs su gausiu žiemos sniegu vidutinėse platumose ir neįtikėtinu karščiu vasarą“, – sakė Nelsono aplinkos studijų instituto vyresnysis bendradarbis Stephenas Vavrusas.
Mokslininkas paaiškino, kad šildomi regionai virš vidutinių platumų regionų ir šaltas arktinis oras sukūrė tam tikrą atmosferos slėgio skirtumą. Oro masės judėjo iš vakarų į rytus, todėl vandenynų srovės judėjo ir kilo stiprūs vėjai. „Dabar Arktis pereina į naują būseną“, – sako mokslininkas Davidas Titley, dirbęs JAV kariniame jūrų laivyne. Jis pažymėjo, kad ledo tirpimo procesas vyksta labai greitai, o iki 2020 metų Arktis vasarą bus visiškai be ledo.
Prisiminkite, kad Antarktida ir Arktis veikia kaip didžiuliai oro kondicionieriai: bet kokios oro anomalijos greitai persikėlė ir jas sunaikino vėjai ir srovės. Pastaruoju metu dėl ledo tirpimo oro temperatūra poliariniuose regionuose kyla, todėl sustoja natūralus orų „maišymo“ mechanizmas. Dėl to oro anomalijos (karštis, sniegas, šalnos ar lietus) vienoje vietoje „įstringa“ daug ilgiau nei anksčiau
Visuotinis atšilimas žemėje
JT specialistai artimiausiu metu mūsų planetai prognozuoja nelaimes dėl globalinio atšilimo. Šiandien visi jau pradėjo priprasti prie beprotiškų orų gudrybių, supratę, kad kažkas visiškai vyksta su klimatu. Pagrindinė grėsmė yra žmogaus gamybinė veikla, nes į atmosferą išmetama daug anglies dvideginio. Remiantis kai kurių ekspertų teorijomis, tai atitolina Žemės šiluminę spinduliuotę, sukelia perkaitimą, panašų į šiltnamio efektą.
Per pastaruosius 200 metų anglies dvideginio koncentracija atmosferoje padidėjo trečdaliu, o vidutinė temperatūra planetoje pakilo 0,6 laipsnio. Temperatūra šiauriniame planetos pusrutulyje per šimtmetį pakilo daugiau nei per ankstesnį tūkstantį metų. Jeigu Žemėje ir toliau tęsis tokie pat pramonės augimo tempai, tai iki šio amžiaus pabaigos žmonijai gresia globali klimato kaita – temperatūra kils 2-6 laipsniais, o vandenynai – 1,6 metro.
Kad taip nenutiktų, buvo sukurtas Kioto protokolas, kurio pagrindinis tikslas – apriboti anglies dvideginio išmetimą į atmosferą. Reikėtų pažymėti, kad pats atšilimas nėra toks pavojingas. Klimatas, buvęs 50 amžių prieš Kristų, grįš pas mus. Mūsų civilizacija tomis patogiomis sąlygomis vystėsi normaliai. Pavojingas ne atšilimas, o jo staigumas. Klimato kaita vyksta taip greitai, kad žmonijai nebelieka laiko prisitaikyti prie šių naujų sąlygų.
Afrikos ir Azijos žmonės, kurie, be to, dabar išgyvena demografinį bumą, labiausiai nukentės nuo klimato kaitos. Kaip pažymėjo JT ekspertų grupės vadovas Robertas Watsonas, atšilimas neigiamai paveiks žemės ūkį, kils baisios sausros, dėl kurių trūks geriamojo vandens, kils įvairios epidemijos. Be to, dėl staigios klimato kaitos formuojasi destruktyvūs taifūnai, kurie pastaraisiais metais padažnėjo.
Visuotinio atšilimo pasekmės
Pasekmės gali būti tikrai katastrofiškos. Plėsis dykumos, dažnės potvyniai ir audros, plis karščiavimas ir maliarija. Azijoje ir Afrikoje derlingumas gerokai sumažės, tačiau Pietryčių Azijoje – kils. Europoje potvyniai dažnės, Olandija ir Venecija pateks į jūros gelmes. Naujoji Zelandija ir Australija bus ištroškę, o rytinė JAV pakrantė atsidurs niokojančių audrų zonoje, bus pakrančių erozija. Ledo dreifavimas Šiaurės pusrutulyje prasidės dviem savaitėmis anksčiau. Arkties ledo danga sumažės apie 15 procentų. Antarktidoje ledas atslūgs 7–9 laipsniais. Atogrąžų ledas ištirps ir Pietų Amerikos, Afrikos bei Tibeto kalnuose. Migruojantys paukščiai daugiau laiko praleis šiaurėje.
Ko Rusija turėtų tikėtis?
Kai kurių mokslininkų teigimu, Rusija nuo globalinio atšilimo nukentės 2–2,5 karto labiau nei likusi planetos dalis. Taip yra dėl to, kad Rusijos Federacija yra palaidota sniege. Balta spalva atspindi saulę, o juoda – priešingai, traukia. Išplitęs sniego tirpimas pakeis atspindį ir sukels papildomą žemės atšilimą. Dėl to kviečiai bus auginami Archangelske, o arbūzai – Sankt Peterburge. Pasaulinis atšilimas taip pat gali suduoti stiprų smūgį Rusijos ekonomikai, nes amžinasis įšalas pradeda tirpti po Tolimosios Šiaurės miestais, kur yra mūsų ekonomiką palaikantys vamzdynai.
Ką daryti?
Dabar anglies dvideginio išmetimo į atmosferą kontrolės problema sprendžiama pasitelkus Kioto protokole numatytą kvotų sistemą. Pagal šią sistemą įvairių šalių vyriausybės energetikos ir kitoms įmonėms nustato atmosferą teršiančių medžiagų emisijos limitus. Visų pirma, tai susiję su anglies dioksidu. Šiuos leidimus galima laisvai pirkti ir parduoti. Pavyzdžiui, tam tikra pramonės įmonė sumažino išmetamų teršalų kiekį, dėl to joms susidaro kvotos „perteklius“.
Šį perteklių jie parduoda kitoms įmonėms, kurioms pigiau juos nusipirkti, nei imtis realių priemonių išmetamiesiems teršalams mažinti. Nesąžiningi verslininkai uždirba daug pinigų. Šis požiūris mažai pagerina situaciją dėl klimato kaitos. Todėl kai kurie ekspertai pasiūlė įvesti tiesioginį mokestį už išmetamą anglies dvideginio kiekį.
Tačiau šis sprendimas niekada nebuvo priimtas. Daugelis sutinka, kad kvotos ar mokesčiai yra neveiksmingi. Reikia skatinti perėjimą nuo iškastinio kuro prie naujoviškų energetikos technologijų, kurios į atmosferą įneša mažai arba visai nepadidina šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Du ekonomistai iš McGill universiteto,
Christopheris Greenas ir Isabelle Galyana neseniai pristatė projektą, pagal kurį energijos technologijų tyrimams kasmet buvo pasiūlyta 100 mlrd. Pinigai tam gali būti paimti iš anglies dvideginio išmetimo mokesčio. Šių lėšų pakaktų naujoms gamybos technologijoms, kurios neterštų atmosferos, įdiegti. Pasak ekonomistų, kiekvienas moksliniams tyrimams išleistas doleris padės išvengti 11 USD. žalą dėl klimato kaitos.
Yra ir kitas būdas. Sunku ir brangu, tačiau ledynų tirpimo problemą galima visiškai išspręsti, jei visos Šiaurės pusrutulio šalys veiks ryžtingai ir kartu. Kai kurie ekspertai siūlo Beringo sąsiauryje sukurti hidraulinę struktūrą, galinčią reguliuoti vandens mainus tarp Arkties,
Ramusis ir Atlanto vandenynai. Tam tikromis aplinkybėmis ji turėtų veikti kaip užtvanka ir neleisti vandeniui iš Ramiojo vandenyno patekti į Arkties vandenyną, o kitomis aplinkybėmis – kaip galinga siurblinė, kuri pumpuos vandenį iš Arkties vandenyno į Ramųjį vandenyną. Šis manevras dirbtinai sukuria ledynmečio pabaigos režimą. Klimatas keičiasi, tai jaučia kiekvienas mūsų Žemės gyventojas. Ir tai labai greitai keičiasi. Todėl būtina, kad šalys susivienytų ir rastų optimalius sprendimus šiai problemai įveikti. Juk visi kentės nuo klimato kaitos.
Rusijos mokslininkai ne visada sutinka su Vakarų kolegų prognozėmis ir hipotezėmis. Pravda.Ru paprašė Rusijos mokslų akademijos Geografijos instituto Klimatologijos laboratorijos vadovo, geografijos daktaro Andrejaus Šmakino pakomentuoti šią temą:
– Apie atšalimą kalba tik ne specialistai, ne meteorologai. Jei perskaitysite mūsų hidrometeorologijos tarnybos ataskaitas, jose aiškiai parašyta, kad artėja atšilimas.
Kas mūsų visų laukia, niekas nežino. Dabar jau šildo. Pasekmės labai skirtingos. Yra teigiamų, yra ir neigiamų. Rusijoje atšilimas tiesiog ryškesnis nei daugelyje kitų pasaulio regionų, tai tiesa, o pasekmės gali būti ir teigiamos, ir neigiamos. Koks poveikis, kokie privalumai - tai reikia atidžiai apsvarstyti.
Tarkime, neigiamas reiškinys – taip, amžinojo įšalo atšilimas, ligų plitimas, gali šiek tiek padaugėti miškų gaisrų. Tačiau yra ir teigiamų dalykų. Tai šaltojo sezono mažinimas, žemės ūkio sezono ilginimas, žolių ir žolių bendrijų, miškų produktyvumo didinimas. Daug įvairių pasekmių. Šiaurės jūros maršruto atvėrimas laivybai, šios navigacijos pailginimas. Ir tai daroma ne remiantis kažkokiais skubotais pareiškimais.
- Kaip greitas eina procesas pokyčius klimatas?
„Tai lėtas procesas. Bet kokiu atveju galite prie to prisitaikyti ir sukurti prisitaikymo priemones. Tai mažiausiai kelių dešimtmečių ir net daugiau trunkantis procesas. Nėra taip, kaip rytoj – „tai tiek, durneliai, čiupkit lagaminus – stotis išvažiuoja“, nieko tokio.
– U mūsų mokslininkai daug darbai ant tai tema?
- Daug. Pirmiausia, prieš kelerius metus buvo paskelbta ataskaita „Klimato kaitos Rusijoje vertinimo ataskaita“. Ją paskelbė Rusijos hidrometeorologijos tarnyba, dalyvaujant Rusijos mokslų akademijos ir universitetų mokslininkams. Tai rimtas analitinis darbas, ten viskas apgalvojama, kaip keičiasi klimatas, kokios pasekmės įvairiems Rusijos regionams.
- Gali ar kaip- tada lėčiau tai yra procesas? Kioto protokolas, pavyzdžiui?
– Kioto protokolas praktine prasme duoda labai mažai rezultatų, būtent tų, kurie jame deklaruoti – daryti įtaką klimato kaitai, tai praktiškai neefektyvu. Paprasčiausiai dėl to, kad išmetamųjų teršalų sumažinimas yra labai mažas, jis mažai veikia bendrą šių rinkimų vaizdą. Tai tiesiog nėra efektyvu.
Kitas dalykas – jis atvėrė kelią susitarimams šioje srityje. Tai buvo pirmasis tokio pobūdžio susitarimas. Jei šalys tada veiktų aktyviai ir stengtųsi sudaryti naujus susitarimus, tai galėtų duoti tam tikrų rezultatų. Dabar vietoj Kioto protokolo įsigaliojo nauji dokumentai, jis pasibaigęs. Ir jie vis dar yra tokie pat veiksmingi iš esmės. Kai kurios šalys iš viso netaiko jokių apribojimų, kai kuriose yra labai nedideli emisijų apribojimai. Apskritai tai sunku technologiškai, nes praktiškai neįmanoma visiškai pereiti prie tokių technologijų, kad į atmosferą nebūtų išmetamų teršalų. Tai labai brangus reikalas, niekas to nesiims. Todėl pasikliaukite tik šiuo...
- Kokio tipo- tada kitas priemones?
– Pirma, nelaikoma absoliučiai nustatyta, kad apskritai žmogus klimato sistemai daro tiek daug įtakos. Žinoma, tai daro įtaką, tai neabejotina, tačiau šios įtakos laipsnis yra diskusijų objektas. Skirtingi mokslininkai laikosi skirtingų požiūrių.
Priemonės iš esmės turėtų būti pritaikomos. Nes ir be jokio žmogaus klimatas vis tiek keičiasi pagal savo vidinius dėsnius. Tiesiog žmonija turėtų būti pasirengusi klimato kaitai įvairiomis kryptimis ir atsižvelgti į jos galimus padarinius.
Žemės klimatas sparčiai keičiasi. Mokslininkai bando išsiaiškinti, kas sukelia klimato kaitą, rinkdami įrodymus, kad pašalintų neteisingas priežastis ir išsiaiškintų, kas yra atsakingas.
Remiantis daugiau nei šimtu mokslinių tyrimų, aišku, kad žmonės yra atsakingi už didžiąją dalį klimato kaitos per pastaruosius 150 metų.
Žmonės daro įtaką klimato kaitai
Žmonės nėra vienintelė klimato kaitos priežastis. Orai keitėsi per visą Žemės istoriją, gerokai anksčiau nei išsivystė žmonės. Saulė yra pagrindinis klimato veiksnys. Grubiai tariant, pasaulinė temperatūra padidės, kai į atmosferą pateks daugiau saulės energijos, nei per atmosferą grįš į kosmosą. Žemė bet kuriuo metu atšąla, jei į kosmosą grįžta daugiau energijos, nei gaunama iš Saulės, o žmonės gali paveikti šią pusiausvyrą. Taip pat yra ir kitų veiksnių – nuo žemynų dreifo ir Žemės orbitos formos pokyčių iki saulės aktyvumo pokyčių ir reiškinių, tokių kaip El Ninjo procesas (vandens temperatūros svyravimas Ramiojo vandenyno pusiaujo dalyje), kurie gali turėti įtakos klimatui. Atsižvelgiant į šiandienos klimato kaitos greitį, mokslininkai iš daugumos gali išskirti kai kurias priežastis, kurios vyksta per lėtai, kad paaiškintų dabartinius klimato pokyčius, o kitos turi mažus ciklus, o ne ilgalaikes klimato kaitos tendencijas dalyje planetos. Mokslininkai žino šiuos veiksnius ir gali į juos atsižvelgti vertindami žmogaus sukeltus oro pokyčius.
Žmogaus poveikis klimato kaitai pirmą kartą buvo aprašytas daugiau nei prieš šimtą metų, remiantis anglų fiziko Johno Tyndallo 1850-aisiais atliktais tyrimais.
Saulės šviesa šildo Žemės paviršių, kuris vėliau skleidžia energiją infraraudonosios spinduliuotės pavidalu, kuri jaučiama saulėtą dieną. Šiltnamio efektą sukeliančios dujos, tokios kaip vandens garai ir anglies dioksidas (CO2), sugeria šią spinduliuojamą energiją, sušildydamos atmosferą ir paviršių. Šis procesas lemia aukštesnę Žemės temperatūrą nei tuo atveju, jei ji būtų šildoma tik tiesioginiais saulės spinduliais.
Daugiau nei 100 metų mokslininkai žmones laikė pagrindine dabartinių klimato pokyčių priežastimi. XX amžiaus sandūroje švedų fizikinis chemikas Svante Arrheniusas pasiūlė, kad žmonės, degindami anglį, padidino šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį atmosferoje ir padidino natūralų atšilimo efektą, todėl atmosfera įšyla labiau nei tuo atveju visi vyko per griežtai natūralius procesus.
Kai žmonės degina benziną, anglį, gamtines dujas ir kitą kurą, kad gamintų elektrą arba vairuotų automobilius, į atmosferą išskiria daug anglies dvideginio. Sudeginus litrą benzino išsiskiria 2 kg CO2. Šiltnamio efektą sukeliančios dujos išsiskiria iš elektrinių ir automobilių, iš sąvartynų, fermų ir iškirstų miškų bei kitų subtilių procesų.
Nuo šeštojo dešimtmečio mokslininkai pradėjo metodiškai matuoti pasaulinį anglies dioksido padidėjimą. Nuo tada jie patvirtino, kad padidėjimas visų pirma kyla dėl iškastinio kuro deginimo (ir dėl kitos žmogaus veiklos, tokios kaip žemės valymas). Šis padidėjimas ir CO2 pokytis pridedamas prie atmosferos ir sukuria „rūkantį ginklą“, kuris rodo, kad žmonės yra atsakingi už padidėjusį anglies dioksido kiekį atmosferoje.