Klimato kaita praeitis ir dabartis. Kai kurių veiksnių įtaka klimato kaitai. Šiltnamio efektas. Klimato kaitos pasekmės. Kioto protokolas
11.1. Klimato kaita praeitis ir dabartis
Klimatas – tai ilgalaikis oro režimas, nulemtas vietovės geografinės platumos, aukščio virš jūros lygio, vietovės atokumo nuo vandenyno, sausumos reljefo ir kitų veiksnių.
1935 m. Varšuvoje vykusiame meteorologų kongrese buvo nurodyta klimato vertėmis imti tas vertes, kurios buvo vidutinės per pastaruosius trisdešimt metų. Todėl 1935 m. standartiniu klimatu buvo imtasi, pavyzdžiui, vidutinės mėnesio ar vidutinės metinės temperatūros arba kritulių kiekio 1901–1930 m. Dabar laikomi 1971–2000 m.
Klimato sistema yra sudėtingiausia fizinė sistema planetoje. Ji apima visas judrias Žemės geosferas, t.y. atmosferą, hidrosferą, litosferą, biosferą, kartu su žmogumi ir visa jo jau gana didelio masto antropogenine veikla.
Planetos klimatą lemia jos masė, atstumas nuo Saulės ir atmosferos sudėtis. Žemės atmosferą sudaro 78% azoto ir 21% deguonies. Likęs 1% yra vandens garai, CO 2 (0,03–0,04 %), ozonas, metanas, azoto oksidas ir kt. Jie sulaiko dalį šilumos, kurią skleidžia Saulės įkaitintas žemės paviršius, ir taip veikia kaip antklodė, išlaikydama Žemės paviršiaus temperatūra yra maždaug 30 °C aukštesnė nei būtų, jei atmosferą sudarytų tik deguonis ir azotas. Ši natūrali temperatūros valdymo sistema Žemėje vadinama natūralus šiltnamio efektas. Tačiau pastaruoju metu antropogeninė veikla didina pagrindinių šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį, o tai keičia atmosferos gebėjimą absorbuoti energiją. Tankesnė šiltnamio efektą sukeliančių dujų antklodė pažeidžia pusiausvyrą tarp gaunamos ir išeinančios energijos. Dėl to planeta yra sustiprintas šiltnamio efektas su itin nepalankiomis pasekmėmis.
Maždaug trys ketvirtadaliai atmosferos CO 2 koncentracijos padidėjimo 1990 m. iš iškastinio kuro deginimo, o likusi dalis – dėl žemės paskirties keitimo, įskaitant miškų naikinimą (įskaitant žemės ūkį, miestų plėtrą, kelius ir kt.).
Anksčiau Žemės klimatas keitėsi ne kartą. Žemės plutos nuosėdų nuosėdų tyrimai, atmosferos oro sudėties nustatymas iš mikroskopinių oro burbuliukų, patekusių į ledyninį ledyną, rodo, kad per šimtus milijonų metų praeities geologinėse epochose mūsų planetos klimatas labai skyrėsi nuo dabartinio. Vos prieš 10 000 metų Šiaurės Europa ir didžioji Šiaurės Amerikos dalis buvo padengta ledu. Tuo metu virš Europos gulėjo ledo sluoksnis, kuriame buvo maždaug toks pat ledo tūris kaip ir dabartinėje Antarktidoje. Virš Maskvos didžiausias ledo storis siekė 300–400 m, o geležies lakšto centras buvo virš Skandinavijos. Antroji tokia Antarktida buvo virš Šiaurės Amerikos. Šie ledo sluoksniai nusodino tokį didžiulį vandens kiekį, kad Pasaulio vandenyno lygis buvo 120 m žemesnis nei šiandien. Tai reiškia, kad visi žemynai, išskyrus Antarktidą, buvo sujungti vienas su kitu sausumos tiltais ir tai buvo tiesioginė Australijos ir Amerikos įsikūrimo priežastis. Dabar tikrai įrodyta, kad Amerikos įsikūrimas įvyko per vadinamąjį Beringo tiltą.
Šiuolaikiniai klimatologai mano, kad Beringo sąsiauris kontroliuoja ledynmečių pradžią ir atsitraukimą. Tai atsitinka tokiu būdu. Dėl kai kurių iki šiol neaiškių priežasčių – greičiausiai dėl sumažėjusio Saulės aktyvumo – temperatūra planetoje mažėja, dalis vandens vandenynuose užšąla. Sumažėjus skysto vandens kiekiui Pasaulio vandenyne, sąsiauris atsiskleidžia ir virsta Beringo sąsmauka, kuri neleidžia Ramiojo vandenyno vandenims tekėti į Arktį. Kartu krenta Arkties vandenų lygis, kurį iš karto pasipildo šiltesnis vanduo iš Atlanto vandenyno – tirpsta Arkties ledas, o sąsmauka vėl tampa sąsiauriu. Ledynmetis baigiasi. Ciklai „uždaryti-atviri“ sąsiaurį tęsiasi daugelį tūkstančių metų.
Žemei išsivaduojant iš žemyninių skydų, prasidėjo gana ilgas laikotarpis, per kurį temperatūra buvo žymiai aukštesnė nei dabartinė: 1–1,5 ºC. Šis laikotarpis vadinamas holoceno klimato optimaliu. Dar prieš pasirodant mokslui, tas pats laikotarpis daugelio kartų atmintyje buvo įspaustas kaip „aukso“ amžius, paimtas iš žmonių už jų nuodėmes. Bet kurių pasaulio žmonių epuose, bet kurioje pasaulio kultūroje yra „aukso“ amžiaus idėja. Tai itin palankių gamtos ir klimato sąlygų amžius, būtent toks ir buvo prieš žmonijos civilizacijos atsiradimą, tas pats klimatas, kuris planetoje dominavo apie 4 tūkstančius metų (prieš 9000–5000 metų).
Kiti išskirtiniai klimato įvykiai yra vadinamasis romėnų laikų atšilimas, tada vėl reikšmingas Didžiosios tautų kraustymosi eros atšalimas ir toliau (iš to, kas daugiau ar mažiau žinoma) – tai viršūnė tų laikų sandūroje. II ir II tūkstantmetis, vadinamasis viduramžių klimato optimalumas. Jis išgarsėjo visų pirma dėl to, kad tuo metu Grenlandijoje buvo normanų gyvenvietė.
Šiaurės pusrutulio temperatūrų dinamika holocene (nukrypstant nuo normos 1951–1980 m.) parodyta 3 pav. 21.Kaip matote iš paveikslėlio , visi temperatūros pokyčiai susitelkę gana siaurame diapazone – 6 °C – dviejų Žemės būsenų (ledynmečio ir tarpledynmečio) pasaulinės temperatūros skirtumas. Taip yra dėl planetos klimato sistemos darbo.
Ryžiai. 21 pav. Šiaurės pusrutulio temperatūros dinamika holoceno laikotarpiu (nukrypimais nuo normos 1951–1980 m.) (pagal V. Klimenko, 2010)
Tačiau planetos klimatas sparčiai keičiasi. JT Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos (IPCC) duomenimis, 1906–2005 metais vidutinė Žemės temperatūra pakilo 0,74 laipsnio Celsijaus. IPCC taip pat įsitikinusi, kad šis augimas tęsis ir ateityje. Nuo paskutinių dvidešimtojo amžiaus dvidešimties metų. septyniolika buvo šilčiausi meteorologinių stebėjimų istorijoje (pradedant nuo XVII a. vidurio), o 1995-ieji buvo 0,75 °C šiltesni už praėjusio amžiaus pabaigos klimato normą. Atšilimo realumą šiuo metu patvirtina Žemės poliarinių kepurių būklės stebėjimai. Visų pirma amerikiečių mokslininkai pastebi, kad per pastaruosius 40 metų ištirpo daugiau nei 40 000 km3 poliarinio ledo. Yra ir kitų klimato atšilimo įrodymų. Pavyzdžiui, grupė Švedijos klimatologų ir okeanologų išanalizavo 1978–1995 metų laikotarpio palydovinius duomenis, kurie leidžia nustatyti jūros ledo būklę Arktyje. Nustatyta, kad bėgant metams Arkties vandenyne plūduriuojančio ledo plotas sumažėjo maždaug 610 tūkst. km2. Šiaurės pusrutulio vidutinių ir aukštųjų platumų ežeruose ir upėse užšalimo laikas per pastarąjį šimtmetį sutrumpėjo 1–2 savaitėmis. Taigi Baikalo ežeras užšąla po 11 dienų ir iš ledo išlaisvinamas penkiomis dienomis anksčiau nei prieš 100 metų.
Vidutiniškai Rusijoje per 100 metų (1901–2000 m.) atšilo 0,9 °C. Per pastaruosius 50 metų atšilimo tempas išaugo iki 2,7°C/100 metų, o po 1970 metų atšilimo tendencija jau buvo 4°C/100 metų. Sibire atšilimas vyksta sparčiau. Tik per pastaruosius 100 metų 70% pakrančių atsitraukė į gelmes, o Pasaulio vandenyno lygis pakilo vidutiniškai 10–20 cm.Šylant klimatui didėja taifūnų skaičius ir naikinamoji galia. Laikotarpiu nuo 1920 iki 1970 metų pasaulyje buvo užfiksuojama apie 40 uraganų per metus. Tačiau maždaug nuo devintojo dešimtmečio vidurio. uraganų skaičius padvigubėjo.
Daugelyje planetos regionų tęsiasi nepakeliamas nenormalus karštis. Fiksuojami nauji temperatūros rekordai. Miškų gaisrai užfiksuoja anksčiau nepasiektas teritorijas. Mokslininkų teigimu, per artimiausius 5 metus planetoje oro temperatūra pakils, o vandenyne ši tendencija gali išsilaikyti dar ilgiau. Kaip visuotinis atšilimas veikia Didįjį barjerinį rifą?
Šiluma! Kokios priežastys? Nenormalus oras! Kas šiuo metu vyksta Žemėje? Mokslininkai pastebi, kad klimato reiškiniai planetoje yra cikliški ir, remiantis įvairiais šaltiniais, kartojasi kas 9-13 000 metų.
Klimatologai nebeturi laiko prognozuoti orų dėl daugybės anomalijų.
Rossby banguoja. Jų reikšmingas poveikis planetos klimatui. Kodėl pastaraisiais metais pasikeitė Rossby bangos? Mokslininkų nuomonė. Žiūrėkite programą „Klimato kontrolė. 107" numeris per ALLATRA televiziją.
Daugelyje planetos regionų tęsiasi nepakeliamas karštis. Fiksuojami nauji temperatūros rekordai. Miškų gaisrai užfiksuoja anksčiau nepasiektas teritorijas. Tuo pačiu metu kitose Žemės vietose ištisi miestai ir regionai yra po vandeniu, o didelė kruša mala pasėlius laukuose.
Klimatologai Florianas Sevelle iš Bresto universiteto (Prancūzija) ir Sybren Drijfhout iš Nyderlandų Meteorologijos instituto prognozuoja, kad per ateinančius 5 metus planetoje oro temperatūra kils, o vandenyne ši tendencija gali tęstis dar ilgiau. Tai parodė modeliavimo, naudojant naują klimato svyravimų skaičiavimo metodą, rezultatas.
Viena iš globalinio atšilimo pasekmių yra vadinamieji „ekstremalūs oro reiškiniai“ – neįprasto karščio žiemą arba šalto vasarą periodai, karščio bangos, savaitę trunkančios smarkios liūtys, sausros ir kiti reiškiniai, susiję su nebūdingais orais. Vienas ryškiausių tokių reiškinių pavyzdžių – 2010-ųjų vasaros karštis Rusijoje arba 2012-ųjų potvynis Krymske, apie kurį kalbėjome paskutiniame Klimato kontrolės numeryje.
Viena iš nusistovėjusio nenormalaus karščio priežasčių – 8–11 km aukštyje virš žemės iš vakarų į rytus pučiančios didelės oro srovės, vadinamieji Jet Streams arba didelio aukščio reaktyviniai srautai.
Bristolio universiteto vyresnysis dėstytojas Dannas Mitchellas britų leidiniui „The Guardian“ sakė, kad 2018 metais šios srovės buvo itin susilpnėjusios, todėl aukšto slėgio sritys ilgai išliko vienoje vietoje.
Specialistai pastebi, kad virš šiaurės Europos esantis anticiklonas (aukšto slėgio sritis) blokuoja oro masių judėjimą ir tai daro didelę įtaką orams.
Dėl šių atmosferos pokyčių Šiaurės Atlanto vandenyne pakilo jūros paviršiaus temperatūra. Dėl neįprasto Pasaulio vandenyno vandenų atšilimo 2018 metais buvo sustabdytas vienas didžiausios Švedijos atominės elektrinės Ringhalso reaktorių. Sustabdymą lėmė itin pakilusi Baltijos jūros temperatūra, nes iki 25 ℃ įšilęs vanduo negali tinkamai atvėsinti reaktorių.
O prie Floridos krantų Jungtinėse Valstijose vyksta didžiausias dumblių žydėjimas per pastarąjį dešimtmetį. Fitoplanktono žydėjimą, suteikiantį vandeniui raudoną spalvą, skatina aukšta vandens temperatūra ir dėl to sumažėja deguonies kiekis vandenyje. Šis reiškinys, vadinamas „raudonuoju potvyniu“, sukelia masinę gyvų organizmų mirtį nuo uždusimo. Šiemet dėl deguonies bado žuvų miršta tiek, kad pakrantės plotus dengia ištisiniu kilimu. Po šių metų „Raudonosios bangos“ Floridos pakrantėje pražydo melsvadės bakterijos, gaminančios toksinus, kurie neigiamai veikia žmones ir gyvūnus iki apsinuodijimo, uždusimo ir rimtų alerginių pasekmių. Tai dar labiau apsunkino katastrofą tiek Meksikos įlankos faunai, tiek ten plaukusiems žmonėms. Įdomu tai, kad panašus melsvadumblių žydėjimas stebimas ir Baltijos jūroje.
Ir dar viena katastrofiška kylančios temperatūros pasekmė jau kelerius metus stebima Australijoje. Dėl vandenyno įkaitimo Didysis barjerinis rifas greitai griūva. Ekspertai praneša, kad maždaug pusė rifo mirė maždaug per 2 metus. Negrįžimo taškas peržengtas, o naikinimo proceso sustabdyti nebeįmanoma. Mokslininkų teigimu, iki 2030 metų 60% visų planetos rifų bus sunaikinta, o iki 2050 metų jų nebeliks. Rifai yra jautrūs vandens temperatūrai, o jai kylant, jie pradeda keisti spalvą ir griūti. Tačiau rifai yra svarbus vandenyno ekosistemos komponentas, su jais susijęs 25% žuvų gyvenimo ciklas. Be to, rifai apsaugo pakrantę nuo jūros bangų ir apsaugo nuo dirvožemio erozijos. Rifų išnykimas sukels neišvengiamus pokyčius visoje vandenyno ekosistemoje.
Ekstremalūs oro ir klimato reiškiniai, tokie kaip sausra, stiprus lietus ir karščio bangos, yra natūrali Žemės klimato sistemos dalis. Taigi, esant klimato stabilumui esant ekstremalioms temperatūroms, kurios atsiranda per tam tikrą laikotarpį, biosfera nenukentės, nes turės laiko aklimatizuotis prie palyginti nedidelių klimato situacijos nukrypimų. Tačiau keičiantis visam planetos klimatui, šios temperatūros kraštutinumai gali gerokai viršyti jau pažįstamus kraštutinumus. Tai visų pirma lemia žmonių visuomenės pažeidžiamumą oro ir klimato reiškinių akivaizdoje. Remiantis Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos IV vertinimo ataskaita, kai kurie oro ir klimato reiškiniai XXI amžiuje taps dažnesni.
Šių reiškinių pagausėjimą galime stebėti ir dabar. Pavyzdžiui, remiantis išankstine analize, 2017 m. vidutinė metinė temperatūra Jungtinėse Valstijose buvo 54,6 °F, o tai 2,6 laipsnio viršija XX amžiaus vidurkį. Tai buvo 3-i šilčiausi metai nuo 1895 m. po 2012 m. (55,3 °F) ir 2016 m. (54,9 °F) ir 21-i metai iš eilės šiltesni nei JAV vidurkis (1997–2017 m.).
2017 m. JAV ekstremalių klimato sąlygų indeksas buvo daugiau nei 2 kartus didesnis už vidurkį ir užėmė antrąją vietą USCEI 108 metus trukusiame metiniame tyrime.
Be to, ši diagrama rodo statistinius duomenis apie metines pasaulinės sausumos ir vandenynų temperatūros anomalijas nuo 1880 iki 2017 m., remiantis temperatūros nuokrypiu nuo XX amžiaus vidurkio. 2017 metais sausumos ir vandenynų paviršiaus temperatūra buvo apie 0,84 ℃ aukštesnė už vidutinę.
Mokslininkai perspėja, kad dėl klimato kaitos trumpalaikės karščio bangos vis dažnės ir stiprės, o viena pagrindinių šio pokyčio priežasčių vadinama visuotiniu atšilimu. Tačiau kas slypi už šios neaiškios ir pažįstamos formuluotės? Kokia pati globalinio atšilimo priežastis? Šiame numeryje apžvelgsime reiškinį, kuris labai prisideda prie planetos klimato formavimosi. Pakalbėkime apie Rossby bangas.
2013 metais Izraelio mokslininkai įrodė, kad temperatūra ir vėjas planetoje nėra chaotiški, o juda pagal Rossby bangas. Tai rodo, kad Rossby bangos yra vienas iš pagrindinių klimato formavimosi veiksnių. Tai labai didelio ilgio bangos, besitęsiančios šimtus ir net tūkstančius kilometrų. Atmosferoje jie susidaro dėl temperatūros skirtumo tarp subpoliarinių ir tropinių platumų, veikiant Koriolio jėgai. Viena iš Rossby bangų apraiškų atmosferoje yra ciklonų ir anticiklonų susidarymas.
Ciklonai yra žemo slėgio zonos, dėl kurių pučia vėjai, perkūnija ir lietus. Anticiklonai – aukšto slėgio sritys, kuriose, priklausomai nuo sezono, vyrauja giedras, iš dalies debesuotas oras, karštis ar šaltis.
Rossby bangų charakteristikos priklauso nuo daugelio veiksnių. Kaip minėta anksčiau, jie susidaro dėl temperatūrų skirtumo tarp tropikų ir poliarinės zonos. Ledynai tirpsta greičiau ir mažesni, o tai lemia dar didesnį saulės šilumos sugėrimą. Temperatūra poliarinėse platumose kyla greičiau nei ties pusiauju. Atitinkamai Rossby bangos keičiasi.
Rossby bangos egzistuoja todėl, kad egzistuoja Koriolio jėga, kuri veikia visus kūnus, judančius ant besisukančio objekto, mūsų atveju – Žemės. Pavyzdžiui, oro srovės šiauriniame pusrutulyje šiek tiek nukrypsta į dešinę, o pietų pusrutulyje – į kairę. Važiuojant mažu greičiu šis nuokrypis yra nepastebimas, tačiau kuo didesnis greitis, tuo nuokrypis yra reikšmingesnis.
Koriolio jėga nukreipia Rossby bangas vakarų kryptimi. Pati Koriolio jėga priklauso nuo Žemės sukimosi aplink savo ašį greičio. Daugybė tyrimų, tarp jų ir Durhamo universiteto, patvirtina Žemės sukimosi sulėtėjimą. Tai keičia Koriolio jėgos vertę, taigi pasikeičia Rossby bangos. Gali būti, kad pastaruoju metu pastebėtas sausros ir lietaus zonų poslinkis susijęs būtent su planetos sukimosi greičio sulėtėjimu.
Be atmosferos, Rossby bangos yra visur vandenyne. Jie vaidina pagrindinį vaidmenį formuojant visas pagrindines jūros sroves, tokias kaip Golfo srovė, Kuroshio, Vakarų vėjo srovė, taip pat tokie reiškiniai kaip El Niño ir La Niña. Apibendrinant galima teigti, kad Rossby bangos daro didžiulį poveikį planetos klimatui ir priklauso nuo atmosferos temperatūros bei Koriolio jėgos, kurios pastaruoju metu pasikeitė dėl objektyvių planetos ir astronominio masto procesų.
Klimato kaita pastebima įvairiose mokslinės veiklos srityse ne tik klimatologijoje ir meteorologijoje, bet ir okeanologijoje, astrofizikoje, geofizikoje. Mokslininkai pastebi, kad klimato reiškiniai planetoje yra cikliški ir, remiantis įvairiais šaltiniais, kartojasi kas 9-13 000 metų. Atrandama vis daugiau įrodymų, kad mūsų planetą ne kartą veikė pasaulinė klimato kaita.
Kokia tokio modelio priežastis? Kodėl istorija kartojasi? Priežastys ir pasekmės. Kaip mes galime išeiti iš šios situacijos?
Polkanovas Jurijus Aleksejevičius (Fizikas. Signalų struktūra, triukšmą primenanti struktūra, savaime besitvarkanti sistema, jos stabilumas ir persitvarkymas, nuotolinio stebėjimo algoritmai. Baltarusijos valstybinis medicinos universitetas, Medicinos ir biologinės fizikos katedra, laboratorijos vedėjas): Praktiškai yra bangos. atmosferoje dėl sluoksniuotos sluoksniuotos struktūros visada. Jei atmosfera yra daugiau ar mažiau stabili, procesai panašūs į vykstančius, tarkime, vandenyno paviršiuje, tai yra, visada yra kokių nors bangų. Problema ta, kad ten esančios Rossby bangos yra labai didelės, suderinamos su planetų masteliais. Tačiau čia yra visa gradacija ir piramidė bangų, kurios sąveikauja tarpusavyje, o Rossby bangos yra tarsi ledkalnio viršūnė. Dvi savaites Murmanske daugiau nei 30 ℃. Ir tai yra sąlygomis, kai nėra nakties, grubiai tariant. Akivaizdu, kad kai kurie su žmogaus veikla susiję poveikiai jau buvo, tačiau tuo pat metu negalima paneigti, kad yra tam tikrų natūralių ciklų. Jie turi įtakos bendrai situacijai, o mes jas vertiname kaip katastrofiškas. Bet tai buvo maždaug prieš 10 000 metų. Tiesiog atėjo ciklas, tarsi tas, kurio mes vėl nepažinome. Tačiau šie įkalčiai buvo, pavyzdžiui, senovės Indijoje. Epas sako, kad kažkas panašaus buvo, įskaitant net branduolinius karus. Pasekmės yra stebimos. Tai yra, manau, kad taip, tai ne pirmi faktai. Informacijos yra, bet ji yra metraščiuose. Meteorologo ar vulkanologo požiūriu kronikos nėra informacija, ir jos nesidomi, nežiūri. O reikalas yra tas, kad šitą tų kartų grandinę, kurios įrašė šią informaciją, taip pat reikia sekti. Kyla klausimas, jei netyčia neužduosime šių klausimų, na, tada viskas pasikartos, kaip buvo epochoje. Ten viskas blogai baigėsi, ir mes vėl užkliūvame ant to paties grėblio.
Programos „Nuo ateisto iki šventumo“ fragmentas
Igoris Michailovičius Danilovas: Yra vienas, kuris atstovauja dvasiniam pasauliui. O kai viskas eina per kraštus, tada... ir nebegalima atsigręžti, kai žmonės kurčia ir akli, žinoma, kas juos nuplauna.
Polkanovas Jurijus Aleksejevičius:Žmogus turi dirbti su savimi. Jei jis dirbs su savimi ir susitvarkys savo vidaus reikalus, jam taps aišku, kas vyksta lauke. Tai vienas procesas, jo negalima suskirstyti. Tai tik dar kartą parodo, kad katastrofos tęsis, jei žmogus nesusitvarkys su savimi. Jis susitvarkys su savimi ir jam taps aišku, kas, taip sakant, vyksta ir kodėl. Visos šios didžiųjų duomenų idėjos, dirbtinis intelektas yra tam tikra bazė, kuri leis visa tai susekti naudojant tam tikrus algoritmus ir gauti tam tikras išvadas, kurias žmogus išanalizuos ir supras net tokiame dideliame formate net ne logikos lygmeniu, o jausmus ir pojūčius, tai yra galimybė mums. Mes turime galimybę. Kas turi ausis, teklauso.
Programos „Štai ateina.Tai yra ateina»
Igoris Michailovičius Danilovas: Tiesą sakant, daugelis žmonių jaučia, kas vyksta su klimatu, jaučia, kas vyksta visame pasaulyje. Ir jie jaučia poreikį, kuris iš tikrųjų šiandien yra labai pavėluotas į dvasinį ugdymą, dvasinį tobulėjimą. Iš to, ką jiems sako, jie neranda atsakymo į savo vidinius klausimus. Ir žmonės bando tai išsiaiškinti. Ir kai jie pradeda rasti, natūraliai visos kliūtys griūna. Tai tiesa.
Anna Dubrovskaya: Taip tikrai supranti...
Igoris Michailovičius Danilovas:Štai ką mes dabar matome. Ir tai gali nesidžiaugti, jei tik todėl, kad tai suteikia galimybę.
https://www.site/2018-02-14/chlen_korrespondent_ran_o_klimate_zemli_v_proshlom_i_buduchem_globalnom_poholodanii
„Bijau, kad net Elonas Muskas negali to pakeisti“
Rusijos mokslų akademijos narys korespondentas apie Žemės klimatą praeityje ir ateityje
Kaip keitėsi klimatas Žemėje senovėje ir ar remiantis šiais sukauptais duomenimis galima numatyti, kas nutiks planetai per ateinančius šimtą ar tūkstantį metų? Narys korespondentas Nikolajus Smirnovas, Rusijos mokslų akademijos Uralo filialo Augalų ir gyvūnų ekologijos instituto Paleoekologijos laboratorijos darbuotojas, atsakė į šiuos klausimus „Rusijos mokslų akademijos atviroje paskaitų salėje“. serija. Paaiškėjo, kad anksčiau Urale buvo karščiau. Maždaug prieš 70 tūkstančių metų kiaulių buvo galima rasti dabartinio Jekaterinburgo teritorijoje, o desmanai gyveno Pečoroje. Ateities prognozės taip pat neblogos – virš patvinusio Jekaterinburgo ant ledo lyčių plauks baltieji lokiai, o paskui vėl grįš kiaulės. Jums tereikia turėti šiek tiek kantrybės.
Mokslas yra „pravažiuojant automobilius, siekiant įvertinti variklio struktūrą“
Kiek praeitis svarbi dabarčiai ir ateičiai? Yra daugybė skirtingų teiginių šia tema. Tačiau kyla klausimas – ką mes praktiškai turime žinoti iš praeities, kad suprastume esamą situaciją ir nuspėtume ateitį? Tiesą sakant, atsakymas jokiu būdu nėra akivaizdus.
Atskirų praeities etapų rekonstrukcijos, kuriose dalyvaujame ir mes, nes kaupiama tirta medžiaga, leidžia nustatyti procesų dėsningumus ir dinamiką. Tokiu atveju nebegalime atpažinti atskirų laikotarpių, o išskirti etapų kaitos dėsningumus, procesų greitį, kartais priežastis.
Tačiau garsus paleontologas George'as Simpsonas, dar praėjusio amžiaus 40-aisiais, viename iš savo darbų išsakė įdomią mintį: „Genetikai, žiūrėdami, kaip vaisinės muselės šėlsta mėgintuvėlyje, mano, kad jie tyrinėja evoliuciją. O paleontologas – tarsi žmogus, stovintis judrioje gatvių sankryžoje ir tikintis, kad apie vidaus degimo variklio sandarą gali spręsti pagal pro šalį važiuojančius automobilius. Paprasčiau tariant, norint suprasti, kaip veikia laukinė gamta, reikia suprasti daugybę sąlygų, o mokslininkai dažnai pervertina savo galimybes.
Pažiūrėkime, gal Simpsonas buvo teisus, o mes tikrai per daug norime iš mokslo?
Koks yra holoceno klimato optimalumas?
Pirma, šiek tiek terminijos. Pleistocenas – tai kvartero era, prasidėjusi maždaug prieš 2,5 milijono metų ir pasibaigusi prieš 15 tūkstančių metų. Išsiskiria vėlyvasis pleistocenas – tai paskutinis ledynmetis, maždaug prieš 120–15 tūkstančių metų. Tada ateina holocenas – tarpledyninis laikotarpis. Tai prasidėjo po pleistoceno ir mes jame gyvename dabar. Holocenas, savo ruožtu, taip pat yra suskirstytas. Iš holoceno laikotarpių dažniausiai minimas Atlantas, prieš 9-6 tūkstančius metų – šilčiausias holoceno laikotarpis, dar vadinamas klimato optimalumu.
Rusijos mokslų akademijos viceprezidentas apie sintetinį pasaulį, kuriame gyvena XXI amžiaus žmogus
Sunkiausias klausimas: kaip suprasti vykstančių procesų dinamiką? Be to, jie turi skirtingas skales, o skirtingos skalės savo ruožtu yra pagrįstos skirtingais mechanizmais. Taigi, istorinė dinamika. Tai pokyčiai, kurių intervalai skaičiuojami šimtais metų. Geografinė dinamika. Pokyčiai skaičiuojami tūkstančiais metų. Būdingi gamtinių zonų ribų poslinkiai. Didesnis mastas yra geologinė dinamika, kai atsiranda naujų natūralių zonų ir klimato tipų, sukeliančių masinį rūšių nykimą ir naujų atsiradimą. Šiuo mastu susiduriame su žemynų konfigūracijos ir Žemės orbitos pasikeitimu.
Ar Jamalyje buvo miškų
Dabar iš ledo izotopų iš mėginių, paimtų Vostok stotyje Antarktidoje, žinome apie visus procesus per pastaruosius 360 tūkstančių metų. Jie rodo, kad vidutinė temperatūra ten svyravo nuo plius 4 iki minus 8 laipsnių šilumos. Taip pat aišku, kad šį kintamumą generuoja procesai, susiję su mūsų planetos orbitos padėties pokyčiais.
Kitas eskizas. Šiaurinės miško ribos poslinkis, užfiksuotas pagal duomenis, gautus iš Jamalo pusiasalio. Atlante vasaros riba nusitęsė iki 68,5 laipsnių šiaurės platumos. Ir tai yra daug toliau nei dabar. Iki šiol Jamalyje randama iškastinė mediena. Tada jis smarkiai pasislenka į pietus ir toks išlieka dabar.
Dabar apie procesus, kurie stebimi per šimtus metų. Galime atsekti kažką gana elementaraus – iš fotografijų. Visų pirma, mūsų specialistai filmavo tą pačią vietą Popoliariniame Urale nuo 1977 m. Ir jei tų metų nuotraukose vaizduojama tundra, tai pastarųjų metų nuotraukose ten jau išaugo neblogas miškas. Tuos pačius procesus fiksuojame Pietų Urale palei Taganay kalnagūbrį, kur kalnuose yra rimtas viršutinės miško ribos poslinkis.
Ką visa tai mums sako? Į klimatologiją nesigilinsiu, tai atskirai besivystanti žinių šaka. Bet paliesiu kai kuriuos dalykus. Be to, daugelis procesų dabar traktuojami pernelyg supaprastintai. Žemės temperatūra atitinkamai pakilo, pasislinko miško riba. Tai dažnai yra esmė. Tiesą sakant, šiuolaikinė klimatologija yra labai pažangūs matematiniai modeliai, kuriuose atsižvelgiama į Žemės klimato komponentų masę ir visiškai skirtingų aspektų bei veiksnių įtaką.
Klimato kaitos veiksniai. Pirmiausia reikia paminėti tokį veiksnį kaip Saulės aktyvumo pokytis. Kitas veiksnys yra Žemės orbitos parametrų keitimas. Toliau – žemynų ir vandenynų santykinės padėties ir dydžio pasikeitimas. Atmosferos skaidrumo ir dujų sudėties pokyčiai. Vulkaninis aktyvumas. Dujų, įskaitant šiltnamio efektą sukeliančias dujas, koncentracija ir Žemės paviršiaus atspindžio pokyčiai. Vandenyno gelmėse esantis šilumos kiekis.
Dabar, beje, vis labiau tampa akivaizdu, kad vandenynas vaidina pagrindinį vaidmenį klimato dinamikoje. Ir čia svarbiausia yra vandenyno srovės, iš kurių girdima tik Golfo srovė. Tuo tarpu Golfo srovė yra tik viena iš Šiaurės Atlanto srovės atšakų, daug kartų keitusios savo charakteristikas. Kartu būtent Golfo srovė lemia visos Europos klimatą.
Ką gali pasakyti jerboos, lemingo ar hienos kaulai
Grįžkime prie paleontologijos. Vienas iš labiausiai patikrintų praeities klimato kaitos nustatymo metodų yra sporų ir žiedadulkių metodas. Augalų žiedadulkės nusėda, patenka į nuosėdas, ten puikiai išsilaiko, jas išgaunant galima atkurti senovės augalijos ypatybes. Tai savo ruožtu žymi tam tikros vietovės gamtines ir klimato sąlygas tam tikru praeities laikotarpiu.
Kita sritis – paleoentomologija. Pagal mažiausius išlikusius vabzdžių chitino likučius ekspertai nustato jų tipą ir atitinkamai padaro išvadą, kokios gamtos ir klimato sąlygos čia buvo senovėje. Tokių specialistų visoje SSRS buvo keturi, dabar šalyje likę tik du. Vienas jų dirba mūsų institute.
Galiausiai, gyvūnų kaulai, kuriuos randame senoviniuose sluoksniuose, gali mums daug pasakyti. Be to, žinduolių palaikai yra vienas masiškiausių radinių, kuriuos mums pavyksta padaryti.
Ką mums gali pasakyti gyvūnų kaulai? Klasikinis pavyzdys – ledynmečio pabaiga, kai beveik visiškai išmiršta vadinamieji „milžinai“: mamutai, vilnoniai raganosiai, šiaurės elniai, milžiniški tinginiai, Dono kiškis. Reikia suprasti, kad yra gyvūnų rūšių, kurios morfologiškai labai specializuotos ir jų buvimas yra aplinkos temperatūros ar kitų gamtinių bei klimato sąlygų rodiklis.
Aišku, kad jerboos negalės gyventi šaltame klimate. Ta pati kiaulė. Priešingai, arktinė lapė negalės gyventi karštoje zonoje. Pavyzdžiui, vienos rūšies lemingas negali gyventi be žalių samanų. O žalioms samanoms savo ruožtu reikia pakankamai drėgmės. Taigi šie lemingai yra natūralus hidrometras. Ta pati ondatra – gyvena tik neužšąlančioje vandens aplinkoje. Dabar jo buveinė yra Donas. Ir kai Pečoros baseine randame šio gyvūno liekanas, tai jau yra proga straipsniui rimtame akademiniame Rusijos mokslų akademijos žurnale. Kitas pavyzdys – hiena. Šis gyvūnas yra prisotintų biosistemų, turinčių pakankamai maisto, rodiklis.
Pavyzdžiui, pleistocene hienos gyveno čia, Urale, Jekaterinburgo platumoje ir daug toliau į šiaurę. Gana sunku tai suprasti. Be to, tada vienoje vietoje gyveno didelė pleistoceno fauna, lemingai ir šiuolaikinių stepių gyventojai. Tokios mozaikos analogų, mišrių tundros-stepių bendrijų, yra išlikę mūsų šalies šiaurės rytuose. Kita versija – tai buvo savotiška zona, kuri dabar neturi analogų. Dabar ji vadinama „mamuto stepe“.
Kur ir kada mirė paskutinis mamutas?
Visa tai reiškia, kad sprendžiant ledynmečio problemą ieškojome analogų, kurie leistų suprasti šių dienų situaciją ir numatyti ateities prognozes, tačiau radome absoliučiai neprilygstamą pavyzdį. Pavyzdys, kaip sunku mokslui.
Kitas to paties pavyzdys. Mūsų sukaupti duomenys rodo, kad Vrangelio saloje ir Čiukotkoje mamutai gyveno maždaug prieš 3 tūkst. Nepaisant to, kad Vakarų Europoje jie išmirė maždaug prieš 10 tūkst. O didžiaragis elnias Urale gyveno iki 6 tūkstančių metų. Tai aiškiai rodo, kad pleistoceno faunos išnykimo procesas Žemėje neįvyko vienu metu. Į tai taip pat reikia atsižvelgti.
Daug žadanti kryptis dabar yra iškastinių gyvūnų DNR tyrimas. Mūsų šalyje nėra gerai veikiančių laboratorijų. Užsienyje taip pat, kol šiek tiek. Tačiau duomenys, kuriuos galima gauti, yra labai įdomūs. Pavyzdžiui, tų pačių lemingų tyrimai parodė, kad prieš 25 tūkstančius metų buvo labai daug šio gyvūno haplotipų. Tada haplotipų skaičius sumažėjo ir iki dabartinio laikotarpio jų visiškai nebeliko.
Ypatingą mūsų nuostabą kažkada sukėlė Šiaurės Urale aptikti kelių dešimčių tūkstančių metų amžiaus iškastinės kiaulės kaulai. Toks radinys gali išmušti iš balno bet kurį tyrinėtoją. Jie pradėjo suprasti, ir atėjo supratimas, kad turime reikalą su kitu tarpledynmečiu. Be kiaulienos, Urale šiuo laikotarpiu gyveno tokia rūšis kaip raudonieji vilkai. Dabar jis yra įtrauktas į Raudonąją knygą, o laukinėje gamtoje jį galima rasti tik Himalajuose ir Indijoje.
Kur mes rasime šiuos kaulus? Pirmiausia – urvų telkiniuose. Pietų Urale iškasėme garsųjį Ignatjevskajos urvą, kuriame buvo rasti senovės žmogaus piešiniai. Sverdlovsko srityje – Bobileko grota. Daugelis to, ką randame, neturi analogų.
Įdomūs rezultatai gaunami atliekant kaulo izotopų analizę. Pavyzdžiui, tokią analizę atlikome iškastinio bizono dantims iš Bobileko grotos. Naudojant deguonies izotopus dantų emalyje, pavyko nustatyti vasaros ir žiemos temperatūrų skirtumą per dvejus 20 000 metų gyvūno gyvenimo metus. Taip pat galima dirbti su anglies izotopu. Dėl to gauname drėgmės ir temperatūros kaitos vaizdą senovėje.
„Kada nors čia gyvens pingvinai“
Taigi, duomenys apie praeitį – ar jie padės mums suprasti dabartį ir ateitį, ar, atvirkščiai, pakenks? Siūlau jums nemokslišką nukrypimą į ateitį. Be to, po 100 metų manęs tikrai nebeliks, o atsakomybėn manęs niekas neprivers (juokiasi).
Tikrai žinome, kad Jekaterinburge dabar yra tipiškas tarpledyninis laikotarpis. Aišku, kad po to dar vienas ledynmetis. Toks yra vystymosi ciklas. Lieka klausimas, kada tai įvyks. Holocenas tęsiasi jau 10 tūkstančių metų. Dabar spaudžiame visuotinį atšilimą, tačiau tai tik vienas žingsnis link visuotinio vėsimo. Taip yra nepaisant antropogeninio poveikio. Visai nenustebčiau, jei vieną dieną čia apsigyvens pingvinai. Net ir dabar pietiniame pusrutulyje jie praktiškai pasiskirstę iki pusiaujo. Jiems tik nedidelis atstumas iki mūsų.
Tiesa, kol dar kalbame apie atšilimą. O blogiausia, kas gali nutikti, yra poliarinio ledo tirpimas ir jūros lygio kilimas. Tikiuosi, kad bent per savo gyvenimą nepamatysime baltųjų lokių, plūduriuojančių ant ledo lyčių virš 1905 m. vandenyno užtvindytos teritorijos.
Kokia bus vasara, ko negali net Elonas Muskas ir kas privers žmones palikti Uralą
Klausimas iš salės: Ar gali kolegos tiksliai prognozuoti orus – kiti metai bus sausi ar lietingi?
Smirnovas: Dabar be humoro. Mūsų dendrochronologinės laboratorijos vadovas Stepanas Grigorjevičius Šijatovas sprendžia orų problemas. Jis yra aukščiausios klasės profesionalas, o kai kurioms sritims, kuriose gerai skaitomi medžių žiedų rezultatai, turi tikslių prognozių patirties. Pavyzdžiui, Orenburgo regione Šijatovas ne kartą padarė išvadas valdžiai, kad nenaudinga sėti grūdus, nes kils didžiulė sausra. Prognozių sutapimai visada buvo labai geri. Tačiau aš nežinau jo prognozių kitiems metams.
Klausimas iš salės: Kalbėjote apie neišvengiamą perėjimą nuo globalinio atšilimo prie globalinio atšalimo, kokie mechanizmai tai reguliuoja?
Smirnovas: 360 tūkstančių metų atšilimas visada buvo pakeistas vėsinimu ir atvirkščiai. Antropogeninis poveikis negali to pakeisti, bijau, net Elonas Muskas negali to pakeisti.
Klausimas iš salės: Peržengėme klimato optimumo – Atlanto – temperatūros rodiklius, ar peržengėme klimatą, dabar mūsų klimatas karštesnis ar šaltesnis?
Smirnovas: Subtilus klausimas. Klimatas yra tam tikras apibendrinantis požymis tam tikrą laikotarpį. Ir pirmiausia kalbame apie regionų klimatą. Jautriausia klimato kaitai zona yra didelės platumos – Arktis. Yra angliavandenilių, o dabar ši juosta pereina į šalių geopolitinių interesų sferą. Ten, kur prasideda politika, mokslas jau nekvepia. Taip, ledas tirpsta. Bet šiaurinė miško riba iki šiol nelabai pajudėjo. Svarbu tai, kaip atmosferos dujų sudėtis elgiasi reaguodama į šiuos temperatūros svyravimus. Dėl publikacijų šia tema kilo net keli skandalai. Autoriams jau teko teisintis, kad neįvykdė jokių politinių užsakymų.
Bet jei atsakymas yra gana paprastas, mes, žinoma, nepatiriame naujojo Atlanto biologinio poveikio požiūriu. Mes dar labai toli nuo Atlanto. Ąžuolai Sverdlovsko srityje auga tik trijuose ąžuolynuose, o tada pietinėje krašto dalyje jų buvo visur. Botanikos sode, žinoma, auginame ir graikinius riešutus, bet tai jau kitas dalykas. Ir vieną akimirką. Atlanto vandenynas, kaip supranti, nėra pats šilčiausias laikotarpis iš visų tarpledynmečių. Prieš jį Mikulinskio tarpledynmetyje (prieš 110–70 tūkst. metų - maždaug.
Klausimas iš salės: Kokiomis sąlygomis galimas staigus pasaulinis klimato pokytis, ar ciklas gali suklysti?
Smirnovas: Yra keletas modelių, kurie prieštarauja vienas kitam. Visa tai kol kas gyvų tyrimų ir kelių mokslininkų grupių ginčų stadijoje. Jau buvo daug puolimų prieš ciklinę teoriją, buvo siūlyta ją palaidoti. Bet niekaip neapsieinama nuo tokio veiksnio kaip žemės pasvirimas, precesija (kai kūno judesys keičia kryptį erdvėje – atkreipkite dėmesį.. Pagrindiniai planetinės prigimties dėsniai vargu ar bus sunaikinti. Tačiau ten yra idėja, kad po holoceno iki šiol egzistuojanti tendencija buvo tokia, kad tarpledyniniai laikotarpiai trumpėjo ir šaltėjo, o ledynų etapai tampa vis sunkesni.
Klausimas iš salės: Kada Vidurio Urale atsirado senovės žmogus ir kada susiformavo tam tinkamas klimatas?
Smirnovas: Kai ką tik baigiau universitetą, keliuose urvuose Bagaryak ir Sukhoi Log srityje man pasisekė rasti paleolito laikų, tai yra maždaug 14 tūkstančių metų senumo mamutų eros vietas. Žurnale „Priroda“ šia proga kartu su žymiu Uralo archeologu Valerijumi Trofimovičiumi Petrinu paskelbiau straipsnį pavadinimu „Kur ieškoti paleolito vietų Urale? Šis klaustukas išlieka iki šiol. Pavyzdžiui, Altajuje vienoje duobėje urvuose randama dešimtys ir šimtai akmeninių įrankių. Uralo urvuose bus pora akmeninių įrankių dešimčiai iškastų urvų. Akivaizdu, kad mūsų urvai to meto žmonėms buvo nepatogūs. Ten niekas negyveno, naudojo juos kaip kultą. Tas pats Ignatjevskajos urvas Pietų Urale arba Kapovos urvas. Yra daug urvinių lokių liekanų ir, atvirkščiai, mažai žmonių pėdsakų.
Dabar klausimas apie ankstyviausius radinius. Tai ginčytina problema, nes ji neatitinka patikimų radioaktyviųjų anglies datų, tai yra, senesnė nei 40 tūkstančių metų. Labai primityvių akmeninių Acheulean tipo įrankių (laikotarpis 1,7 mln. – 120 tūkst. m. pr. Kr.) turime radinių Kamoje ir Chusovajos regione. Tačiau jie maišomi su vėlesnių epochų įrankiais. Kai kas mano, kad tai vadinamasis „išlikimo paleolitas“. Ir dabar planetoje yra žmonių, gyvenančių beveik akmens amžiuje. Kiti mano, kad tai iš tiesų senovės radiniai.
Klausimas iš salės: Jei pažvelgtume į ateitį, po kiek tūkstančių metų vėl bus nepatogu gyventi Urale?
Smirnovas: Jei savo butą paversite urvu, išjungsite vandenį, elektrą ir dujas, tai ir dabar jame nebus patogu.
Rusijos naujienos
Rusija
Broliai vaikystės draugą uždarė į šalį, bandydami išgydyti jį nuo priklausomybės nuo narkotikų. Jis mirė
Rusija
JAV šaulys nužudė 9, sužeidė 16
Rusija
Kursko srityje neblaivus vairuotojas nušovė kelių policijos inspektorių
Rusija
Penki žmonės buvo paguldyti į ligoninę po nekoordinuoto opozicijos mitingo Maskvoje
Rusija
Irkutsko srityje nuo potvynių nukentėjo 42,6 tūkst
Prognozės, kaip pasikeis mūsų klimatas, dažnai prieštarauja viena kitai. Kas mūsų laukia: globalinis atšilimas ar naujas ledynmetis? Tyrėjai iš teigia, kad abu, tik skirtingu mastu ir skirtingu laiku.
„Šiuolaikinis klimatas ir gamtinė aplinka galutinai susiformavo kvartero periode – Žemės geologinės istorijos tarpsnyje, prasidėjusiame prieš 2,58 mln. metų ir besitęsiančiame iki šiol. Šiam laikotarpiui būdinga ledyninių ir tarpledyninių epochų kaita. Tam tikrais jo etapais įvyko galingi apledėjimai. Dabar gyvename šiltoje tarpledyninėje epochoje, kuri vadinama holocenu“, – sako Vladimiras Zykinas, Kainozojaus geologijos, paleoklimatologijos ir mineraloginių klimato rodiklių laboratorijos vadovas, IGM SB RAS, gydytojas. geologijos ir mineralogijos mokslų daktaras, NSU profesorius.
Kai pasirodė pirmieji daugiau ar mažiau patikimi duomenys apie kvartero klimatą, buvo manoma, kad tarpledyninės epochos tęsiasi tik dešimt tūkstančių metų. Holoceno epocha, kurioje gyvename, prasidėjo maždaug prieš dešimt tūkstančių metų, todėl daugelis tyrinėtojų praėjusio šimtmečio pabaigoje pradėjo kalbėti apie visuotinio apledėjimo artėjimą.
Tačiau jų išvados buvo skubotos. Faktas yra tas, kad pagrindinių ledyninių ir tarpledyninių epochų kaita paaiškinama orbitų teorija, kurią praėjusio amžiaus 2 dešimtmetyje sukūrė serbų tyrinėtojas Milutinas Milankovičius. Anot jos, šie procesai yra susiję su Žemės orbitos pasikeitimu judant aplink Saulę. Mokslininkas apskaičiavo orbitos elementų pokyčius ir sudarė apytikslį „ledyno grafiką“ kvartero laikotarpiu. Milankovičiaus pasekėjai apskaičiavo, kad holoceno trukmė turėtų būti apie 40 tūkstančių metų. Tai yra, dar 30 tūkstančių metų žmonija gali ramiai miegoti.
Tačiau darbo autoriai nėra tikri, kad dėl šių pokyčių kalti tik žmonės. Faktas yra tas, kad reikšmingi CO 2 kiekio pokyčiai atmosferoje buvo pastebėti ir tais laikais, kai Žemėje neegzistavo ne tik antropogeninis poveikis, bet ir žmonės. Be to, pagal lyginamuosius grafikus, temperatūros padidėjimas 800 metų lenkia anglies dioksido koncentracijos padidėjimą.
CO 2 padidėjimas, matyt, yra susijęs su vandens temperatūros padidėjimu Pasaulio vandenyne, dėl kurio iš vandens išsiskiria anglies dioksidas, o iš dugno nuosėdų – metanas. Tai yra, matyt, kalbame apie natūralias priežastis. Todėl specialistai ragina atidžiau išstudijuoti šią kryptį ir „nesupaprastinti“ požiūrio į vykstančių globalių pokyčių supratimą, dėl jų kaltinant tik žmones.
„Žmonijos požiūrį į klimato kaitos problemas gerai atspindi Pieterio Brueghelio vyresniojo paveikslas „Aklas“, kuriame šeši aklieji vaikšto palei skardį“, – apibendrina profesorius Zykinas.
Dabar pažiūrėkime, ką žinome apie klimato kaitą dabartyje ir palyginti netolimoje praeityje. Pradėkime nuo instrumentinių stebėjimų rezultatų. Pastarųjų 100 metų oro temperatūros duomenys buvo pateikti kaip kreivių vidurkis per visą šiaurinį pusrutulį vidutinio klimato zonos platumos (1 pav., a). Kas paaiškėjo?
Metai iš metų yra stiprūs kelių laipsnių temperatūros svyravimai. Dėl šių temperatūrų ir ypač kritulių svyravimų daugelyje sričių yra beveik kas dveji metai
cikliškumas. Šis cikliškumas aiškinamas kaip metinių sezoninių svyravimų periodų padvigubėjimo efektas. Tačiau dvejų metų ciklas trunka tik 5-7 metus. Tada būna lūžis – du kartus iš eilės to paties ženklo anomalijos, po kurių cikliškumas vėl atstatomas 5-7 metams. Šis cikliškumas ryškiausiai pasireiškia cirkuliacijos krypties pasikeitimu apatiniame stratosferos sluoksnyje pusiaujo juostoje – iš vakarų į rytus ir atvirkščiai. Todėl ciklų fazės dar vadinamos „vakarine“ ir „rytine“, nors priėmus hipotezę apie rezonansą su sezoniniais svyravimais, teisingiau būtų kalbėti apie „žiemos“ ir „vasaros“ fazes ir tikėtis cirkuliacijos. perėjimas atitinkamais metais į žiemą arba vasarą.
Kartu su stipriais tarpmečiais pokyčiais tarp klimato epochų yra ir mažesnių, bet stabilių pokyčių, maždaug 30 metų. Jų amplitudė yra laipsnio dalys, bet mes kalbame apie dešimtmečių vidurkius dešimčių milijonų kvadratinių kilometrų plote. 1960–1980 metais vidutinio klimato zonoje ir, matyt, visoje Žemėje įvyko nedidelis atvėsimas, palyginti su ankstesniais 1930–1950 metų dešimtmečiais. Tačiau temperatūra šiuolaikiniame pasaulyje yra vidutiniškai 0,5 ° aukštesnė nei XX amžiaus pradžioje. Palyginti su ankstesniais dešimtmečiais, oro sąlygų kintamumas labai išaugo.
Tai, kaip parodė sovietų klimatologas profesorius B. L. Dzerdzeevskis, atspindi atmosferos cirkuliacijos tipo pokyčius. Jei slėgio lauko perturbacijos - ciklonai ir anticiklonai - juda išilgai platumos, o oro masės juda kartu su jais, tada kalbame apie zoninę cirkuliacijos formą. Jei atmosferos frontų platumos juosta nutrūksta, o ciklonai ir oro masės juda dienovidiniu tarp platumų, tuomet reikėtų kalbėti apie dienovidinį cirkuliacijos formą. Padidėjusi dienovidinė cirkuliacija sukelia dažną šiaurės ir pietų intruziją ir padidina oro kintamumą. Ant pav. 1b parodytas zoninės ir dienovidinės cirkuliacijos dažnis. Palyginus su temperatūros kreive (žr. 1 pav., a) matyti, kad vidutinio klimato platumose vidutiniškai per metus zoninę cirkuliaciją lydėjo atšilimas, o dienovidinį – atšalimas. Pastebima ir tai, kad šimtmečio pradžioje ir pastaraisiais dešimtmečiais dienovidinis cirkuliacija kartojosi dažniau, o amžiaus viduryje – rečiau nei šimtmečio vidurkis.
Toks orų permainų padidėjimas (padidėjęs anomalijų dažnis) šiuolaikinėje eroje nėra išimtis. Skirtingų meteorologinių duomenų analizė leidžia daryti prielaidą apie dideles praeities anomalijas. Prisiminkite „Eugenijų Oneginą“: „Sniegas iškrito tik sausio mėnesį, trečią... (t. y. penkioliktą pagal naująjį stilių) naktį“. Ir tai atsitiko kažkur Tverėje.
Pažvelkime giliau į praeitį. Informacija apie oro reiškinius yra istoriniuose dokumentuose. Metraštininkai praneša apie sausras, potvynius, šalnas, duonos apgyvendinimą nuo lietaus. Maskvoje jau nuo 1650 m. Maskvos Kremliaus Slaptųjų reikalų ordino sargybiniai lankininkai orų reiškinius registravo pagal taškų sistemą („šaltis nėra didelis“, „šaltis“, „šaltis“, „didelis šaltis“). , „šaltis yra nepaprastai smarkus“). Tokių įrašų žinoma 2000. Išsaugota 7000 Petro Didžiojo laikų kelionių žurnalų, kuriuose taip pat yra įrašų apie orą. SSRS mokslų akademijos Geografijos instituto narys M.E.Ljachovas pamėgino kronikas interpretuoti kiekybiškai. Jis susiejo skirtumą tarp šalto ir šilto anomalijų numatomam laikotarpiui su vidutine temperatūra ir kritulių kiekiu ir, naudodamas anomalijų skirtumą, atkūrė šiuos vidutinius kritulių kiekius ir temperatūrą pagal sezoną Centrinėje Rusijoje ir Kijeve nuo 1200 m. pr. Kr. iki 1200 m.
Kitas pavyzdys. Japonijoje vyšnių žydėjimo datos buvo žinomos pastaruosius 1100 metų. Metų svyravimus jie patyrė per dešimtis dienų, bet ir vidutiniškai, pavyzdžiui, XI!-XIV a. vyšnia pražydo 6 dienomis vėliau nei IX-X a. Atšilimas IX-X a. apėmė visą šiaurės pusrutulį. Yra žinomi istoriniai duomenys apie tuo metu ledo mažėjimą Šiaurės Atlante (Eriko Raudonojo ir jo sūnaus kelionės į Ameriką), žemės ūkio slinkimą į šiaurę iki Grenlandijos. Ledo danga sumažėjo ir 16 amžiuje, kai Vakarų Europos keliautojai prasiskverbė į Vakarų Sibiro kraštutinę šiaurę ir čia įkūrė turtingą Mangazėjos miestą. XX amžiaus viduryje įvyko naujas ledo dangos sumažėjimas, sudarydamas palankias sąlygas Šiaurės jūros kelio plėtrai. Ir atvirkščiai, padidėjo ledo danga, o žemdirbystė Europoje traukėsi į pietus šaltomis XIII–XIV ir XVII–XIX amžiaus epochomis. Šiltame XVI a. Maskvai duona buvo tiekiama iš Vologdos srities, o ne iš Volgos ir Černozemo sričių, kaip vėliau. XII amžiuje. Angliški vynai buvo žinomi, vyndarystė išplito į Šiaurės Vokietiją. Tada jos šiaurinė siena smarkiai atsitraukė. Tačiau, pavyzdžiui, Saksonijoje ji suklestėjo XVI a. ir vėl pasirodo XX amžiuje, t.y., atšilimo amžiuje. Tokių istorinių pavyzdžių sąrašą galima tęsti dar ilgai.
Apie daugelį klimato svyravimų sukeltų gamtos pokyčių galime spręsti ne iš istorinių dokumentų, o iš pačios gamtos paliktų „rekordų“. Aukštai kalnuose ir poliarinėse šalyse išlieka ledynai – ledo sankaupos nuo ten iškritusio sniego, kuris nespėja ištirpti per trumpą vasarą. Instrumentinio laikotarpio stebėjimai rodo, kad ledynų „liežuvių“ svyravimai yra susiję su atmosferos cirkuliacijos tipų ir vidutinės oro temperatūros pokyčiais (1 pav., c). Iš tiesų, XX amžiaus pradžios šaltuoju laikotarpiu Alpėse besivystančių ledynų dalis, atšilus šimtmečio viduryje, buvo nereikšminga, o pastaraisiais dešimtmečiais vėl išaugo.
Tai reiškia, kad pagal duomenis apie ledynų progresą praeityje galime spręsti apie ankstesnes klimato sąlygas. Ledynų – morenų – pėdsakai kartais gali būti datuojami juose esančių ar jais padengtų medžių kamienų radioaktyviuoju amžiumi, durpių ar kitų organinių medžiagų liekanomis (metodas – išmatuoti santykinę anglies radioaktyviojo izotopo 14 koncentraciją C organinių medžiagų mėginiuose.Gyvūnai ir augalai, kurių dalys pateikiamos mėginiuose, per gyvenimą iš atmosferos pasisavino 14 C, o po mirties, sustabdę anglies apykaitą su aplinka, palaipsniui ją praranda dėl irimo. radioaktyviosios anglies pusinės eliminacijos laikas yra 5570 + 30 metų, todėl šis metodas taikomas telkiniams, kurių amžius yra nuo 500 iki 40 tūkstančių metų). Papildomi duomenys apie per pastaruosius 700–1500 metų susiformavusių morenų amžių gaunami iš kai kurių kerpių rūšių, šimtmečius augančių ant akmenų, „dėmių“ (talių) skersmens. Toli nuo dabartinių ledynų esančios morenos yra daugiau nei dešimties tūkstančių metų senumo, todėl priklauso ledynmečiui, o arčiausiai ledynų esančios morenos – XVII–XX, XIII ir I–XI a. (bet labai retai tarpinės datos). Akivaizdu, kad būtent šiais laikotarpiais krito ledynų atsiradimo etapai, todėl jie buvo šalti ir (arba) gausūs sniego.
Neįmanoma vienareikšmiškai atskirti atšalimo ar padidėjusio kritulių kiekio indėlio į ledynų vystymąsi remiantis vien jų stebėjimais. Tačiau yra dar vienas klimato kaitos požymis – medžių žiedų plotis, tankis, izotopinė sudėtis. Visos šios charakteristikos priklauso nuo klimato sąlygų, žmogaus amžiaus, sveikatos, vietinių mitybos sąlygų, medžio apšvietimo ir kt. Klimato indėlis išsiskiria tuo, kad suvidurkinami duomenys apie daugelį medžių arba atskirų milžiniškų medžių, kurie išliko dėl optimalių vietos sąlygų.
Būdingų skirtingų medžių žiedų pločio ar tankio anomalijų derinys leidžia sudaryti tipines „dendrochronologines“ skales per tūkstančius metų. Jų klimato aiškinimo klausimas yra sudėtingas. Be ledynų augimo, medžių augimą gali paveikti svyravimai ir karštis bei drėgmė. Tačiau apskritai medžiai, augantys jo trūkumo sąlygomis, ty prie poliarinės ar viršutinės (kalnuose) miško ribos, yra jautresni karščiui. Jo trūkumo sąlygomis augantys medžiai jautrūs drėgmei – Eurazijoje pietinėje, stepinėje miško paribyje.
Galiausiai, ežerų ir durpynų nuosėdose išlikusių augalų liekanų (sėklų, žiedadulkių ir kt.) sudėtis yra informacijos apie praeities klimato sąlygas šaltinis. Drėgmę ir sausumą mėgstančių, šilumą mėgstančių ir šalčiui atsparių augalų proporcijų svyravimai rodo atitinkamus klimato pokyčius. Augalų rūšių rinkinių, nulemtų senoviniuose telkiniuose surinktų žiedadulkių sudėties, panašumas į šiuolaikinę kitų vietovių augmeniją, rodo praeities klimato panašumą su šiuolaikiniu klimatu, kuriame tokie augalai dabar gyvena. Apie kritulių kiekį praeityje sprendžiama ir pagal durpių skilimo laipsnį giliuose jos sluoksniuose.
Visi čia išvardyti klimato atkūrimo būdai, paimti atskirai, nėra pakankamai patikimi. Bet jei taikant kelis metodus gaunami nuoseklūs rezultatai, toks patikimumas labai padidėja. SSRS Europos teritorijos šiaurinės pusės žiedadulkių sudėties pokyčių kreivės, medžių žiedų plotis, nuorodų į klimato anomalijas metraščiuose skaičius ir ledo izotopinė sudėtis SSRS Europos teritorijos šiaurinėje pusėje per pastarąjį tūkstantmetį, didelių klimato pokyčių įrodymus. Tūkstantmečio pradžia pasižymėjo stipresniu nei mūsų amžiuje atšilimu, vėliau XII-XV a. sekė atšalimas, XVI a. naujas atšilimas, panašus į šiuolaikinį, XVII–XIX a. - naujas šaltukas, kai paplito čiuožimas dabar retai užšąlančiais Olandijos kanalais, o 20 a. - naujas atšilimas.XIII epocha - XIX a. dažnai vadinamas „mažuoju ledynmečiu“, nors iš tikrųjų buvo du šaltieji periodai, kuriuos skyrė šiltas XVI a.
Remiantis pastarojo tūkstantmečio klimato kaitos analize, galime daryti prielaidą, kad atšilimas XX a. ateina į pabaigą. Tai nėra išskirtinė ir todėl negali būti siejama su industrializacijos augimu. Pasaulietiniai klimato svyravimai per 1000 metų buvo apie 1,5-2,0°C, o tai atitinka natūralių zonų ribų ir ūkininkavimo sąlygų svyravimus 200-300 km platumos arba 250-300 m aukštyje kalnuose. Mūsų eros pradžioje, šaltuoju laikotarpiu, Libija buvo senovės Romos duonos krepšelis.
Taigi pasaulietiniai klimato svyravimai praeityje vykdavo taip pat, kaip ir mūsų laikais, ir jie turėjo įtakos ne tik ekonomikai, bet ir istorijos eigai.
Per visą tūkstantmetį nebuvo rasta aiškios klimato kaitos tendencijos, kuri svyravo apie tam tikrą vidurkį, o tai rodo sąlygų sausumoje pastovumą per tą laiką. Prisiminkite, kad vėjai Viduržemio jūroje nepasikeitė nuo Odisėjo kelionės, tai yra, 3000 metų. Miškų arimas vyko gana toli ir prieš 1000 metų, ką galima spręsti, pavyzdžiui, iš didelio vėlyvųjų „Djakovcų“ žemės ūkio pasėlių tankumo Maskvos vietoje prieš 1500 ar daugiau metų (Dyakovtsy yra kultūra, kurią identifikavo kasinėjimai prie Djakovo kaimo Maskvoje netoli Kolomenskoje) . Galiausiai, per pastarąjį tūkstantmetį nebuvo pastebėta jokių reguliarių klimato svyravimų. Šie svyravimai atspindi atsitiktines stacionaraus proceso anomalijas, o jų energija didėja su periodu, panašiai kaip molekulių virpesių amplitudė Brauno judėjime.
Tačiau, kaip jau minėjome, sprendžiant iš geologinių duomenų, klimatas nejuda amžinai. Jei dėl klimato svyravimų dėl grįžtamojo ryšio pasikeičia jį įtakojantys veiksniai, pavyzdžiui, plečiasi apsnigtos teritorijos ir lygumoje atsiranda ledo sluoksnių, sutrinka klimato stacionarumas, jis patenka į nestabili būsena, kupina klimato katastrofų, ty perėjimas iš vienos stabilios stacionarios būsenos į kitą. Tokią pat nestabilią būseną gali sukelti ir staigus išorinis įsikišimas – astronominė katastrofa ar branduolinis karas.
Žmonijai labai svarbių klimato svyravimų atsitiktinumas labai apsunkina jų prognozavimą tam tikra data ir intervalu. Tokia prognozė taps įmanoma tik remiantis pakankamai išsamiu klimato sistemos modeliavimu, anot ekspertų, tik po maždaug 50 metų, nors tokį modeliavimą, atsižvelgiant į atskirus veiksnius, bandoma atlikti jau dabar. Kita vertus, atsitiktinis svyravimų pobūdis leidžia daryti tikimybinę prognozę – tam tikrų klimato anomalijų tikimybės įvertinimą remiantis ištirta istorija. Tokios prognozės įdiegimas į šalies ūkio planavimo praktiką, kaip tai jau buvo daroma su tikimybine upių tėkmės prognoze, yra artimiausios ateities reikalas.
Tikimybinės prognozės ribas nustato klimatą ir jo pokyčius formuojančių veiksnių nekintamumo prielaida. Atsižvelgimas į fizinius klimato pagrindus ir jų pokyčius gali radikaliai paveikti tikimybinę prognozę.