Последние пару десятилетий активно обсуждается вопрос изменения климата на Земле, а именно, глобальное потепление, вызванное увеличением количества парниковых газов в атмосфере. В статье рассмотрены причины возможного изменения климата в ближайшем будущем, последствия и пути решения этих проблем.
Содержание статьи
Причины изменения климата
До середины двадцатого века колебания климата сравнительно мало зависели от человека и его хозяйственной деятельности. В последнее время это положение довольно резко изменилось. В результате сжигания различных видов топлива неуклонно увеличивается количество углекислого газа (СО2) в атмосфере. В то же время запасы углерода в живых организмах и продуктах их жизнедеятельности уменьшаются — леса на огромных площадях вырубают, масса гумуса в почве сокращается, что дополнительно увеличивает, поступления СО2 в атмосферу.
Увеличение в атмосфере концентрации углекислого газа приводит к усилению парникового эффекта и способствует повышению температуры воздуха у земной поверхности.
Вопрос этот сейчас волнует многих специалистов. В разных странах, разными методами проведены исследования и расчеты, с какой скоростью увеличивается масса углекислого газа в атмосфере и как это может повлиять на термический режим земной атмосферы.
Последствия глобальных изменений температуры атмосферы Земли
Установлено, что, если масса СО2 удвоится, средняя температура нижнего слоя атмосферы Земли повысится приблизительно на 3°C. На основе этих данных можно рассчитать среднюю температуру воздуха для ближайшего будущего.
Колебания климата, изменения средней температуры воздуха теснейшим образом связаны с изменением площади снежного и ледяного покровов (морские полярные льды, сезонный снежный покров континентов, ледники и континентальные оледенения Антарктиды и Гренландии). Снег и лед обладают высокой отражательной способностью (альбедо). Когда они начинают таять, альбедо уменьшается, приток солнечной радиации возрастает, что приводит к повышению температуры на данном участке. Морские полярные льды оказывают значительное влияние на колебания современного климата. Изменение площади континентальных оледенений происходит медленно, а площади сравнительно тонких морских льдов заметно изменяются за какие-нибудь несколько лет. Это и оказывает определенное влияние на альбедо высоких широт Земли в целом.
Расчеты показывают, что морские льды снижают температуру воздуха в Центральной Арктике примерно на 5°C летом и на 20°C зимой.
Режим льдов зависит от прихода солнечной радиации, температуры воздуха в теплое и холодное время года. Используя материалы о предполагаемых изменениях температуры воздуха, можно выяснить, когда в ходе развития глобального потепления многолетние льды Центральной Арктики сначала превратятся в однолетние, а затем полностью растают.
Еще в конце прошлого века специалисты рассчитали, что активное таяние арктических морских льдов случится при повышении средней температуры воздуха в Северном полушарии примерно на 2°C. Такое изменение температуры уже происходит. Значит, существует вероятность, что в ближайшем будущем площадь льдов Северного Ледовитого океана заметно сократится.
Как будет происходить повышение температуры на Земле
При развитии глобального потепления на Земле, повышение температуры в разных широтах будет не одинаковым.
Если средняя температура воздуха в Северном полушарии повысится на 2—3,5°C, в высоких широтах летняя температура возрастет до плюс 7—10°С, зимняя не будет опускаться ниже минус 5—10°C. Такие изменения термического режима окажут громадное влияние на природные условия, особенно в средних и высоких широтах.
Есть основания думать, что после того, как разрушатся многолетние морские полярные льды, на значительной территории арктических морей не будут образовываться даже и однолетние льды.
Как станет развиваться потепление в XXI века?
Можно предполагать, что процесс этот будет происходить неравномерно: сначала медленно, потом (в эпоху таяния основной части морских льдов) гораздо быстрее. Затем, когда скорость потепления снова будет зависеть лишь от роста массы углекислого газа, процесс опять замедлится.
В ближайшем будущем, вероятно, изменится режим осадков. Потепление приведет к увеличению испарения с поверхности океанов и, следовательно, к росту количества осадков, выпадающих на земную поверхность. Расчеты по специальным моделям теории климата показывают, что увеличение массы СО2 в атмосфере увеличивает суммарную величину испарения и осадков.
Ученые пришли к заключению, что потепление окажет заметное влияние на распределение осадков. Уменьшится их количество в средних широтах. И вот почему. Температура в высоких широтах при потеплении повышается сильнее, чем в низких. Разность температур между низкими и высокими широтами уменьшается, понижается интенсивность атмосферной циркуляции, снижается количество водяного пара, переносимого с океанов на континенты. Таким образом, потепление приведет к тому, что количество осадков, выпадающих над океанами, увеличится, а над сушей (на значительной части поверхности континентов) — уменьшится. Это может иметь существенное значение для хозяйственной деятельности человека.
Есть опасность, что в первый период потепления в зонах неустойчивого увлажнения (степи и лесостепи средних широт Евразии и Северной Америки) могут участиться засухи, охватывающие большие территории.
Строя расчет, высказывая предположения о том, как будет изменяться климат на первом этапе потепления, пока еще не растаяли морские полярные льды, можно использовать эмпирические оценки, основанные на данных о климатических колебаниях в недавнем прошлом. Сказать, какой будет следующая — безледная эпоха, значительно труднее. Климат будет резко отличаться от нашего.
Можно думать, что, когда многолетние морские полярные льды исчезнут, а крупные наземные оледенения (ледники Антарктиды, Гренландии) сохранятся, на Земле установится климат, близкий климату конца третичного периода — плиоцена. В те времена (2—7 миллионов лет назад) расположение и форма земных континентов и океанов мало отличались от современной. В плиоцене существовало антарктическое оледенение, хотя его размеры были меньше нынешнего, а многолетнего ледяного покрова в Северном Ледовитом океане не было.
Главная причина отличия климатических условий плиоцена от современных, по-видимому, заключалась в более высоком содержании углекислого газа в атмосфере, что усиливало парниковый эффект.
Палеоклиматические данные говорят о том, что в середине плиоцена средняя температура воздуха в Северном полушарии была выше современной на 3—4°С. При этом на севере Европы температура воздуха в самом холодном месяце года не опускалась ниже минус 5°С, а в северо-восточной Азии ниже минус 15°C. Это намного выше температуры в современную эпоху. Средние температуры теплого времени года в плиоцене меньше отличались от современных, были немного выше, особенно в полярной зоне.
Распределение осадков в Европе и Азии в плиоцене было почти таким же, как сейчас. Правда, в высоких широтах выпадало больше осадков. Можно заключить, что климат, подобный климату плиоцена, совсем неплох. Постепенный, на протяжении столетий, переход к такому климату, вероятно, был бы благоприятным для человечества и его хозяйственной деятельности.
Труднее определить, какие экономические последствия может вызвать такое изменение климата, если оно произойдет стремительно — на протяжении нескольких десятилетий. Быстрое потепление повлечет за собой усиление резких колебаний влагооборота. Сократится площадь морских льдов, начнут таять вечномерзлые почвы. Произойдет перемещение природных зон в более высокие широты, а это потребует изменений в системе сельского хозяйства и в ряде других отраслей.
Как потепление изменит уровень Мирового океана?
Обычно считают, что таяние только морских льдов (если не будут нарушены Гренландское и особенно Антарктическое оледенения или они будут таять очень Медленно) на уровень Мирового океана практически не повлияет. Однако высказано предположение: западная часть Антарктического ледяного щита неустойчива и может разрушиться при быстром потеплении в течение нескольких десятилетий, что повысило бы уровень океана примерно на 5 метров. Но пока это только предположения.
Пути решения проблемы глобального потепления
Ученые предполагают, что потепление, уже происходящее в настоящее время, в XXII веке приведет к катастрофическим последствиям. В связи с этим высказывается предположение о необходимости ограничить развитие энергетики, основанной на сжигании ископаемого топлива, снижение количества вредных выбросов от автомобильного транспорта.
Подобные меры, не смотря на уже имеющиеся инновационные разработки, осуществить в глобальном масштабе в настоящее время невозможно. Вот почему многих ученых привлекает другой путь найти возможность сохранить климат на современном уровне. Это тоже весьма сложная задача, и неизвестно, удастся ли ее осуществить.
Климатологи считают, что изучение возможных изменений климата имеет большое практическое значение. Ведь даже незначительные колебания климата изменят условия сельскохозяйственного производства и мировой баланс продовольствия.
Совершенно очевидно, Разработка методов, позволяют предвидеть последствия воздействия человека на климат, должно проводиться в рамках международного сотрудничества. Начало таким комплексным исследованиям уже положено.
