Глобальное потепление: причины истинные и мнимые

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО  «Уральский федеральный университет  – УПИ

 им. Первого Президента России Б.Н.  Ельцина»

Кафедра «Автоматика и управление в технических  системах» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат по курсу «Экология»:

Глобальное  потепление: причины  истинные и мнимые 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Студент: Ашмарин А.В.

Группа:  Р-290101

Преподаватель:  доц. к.т.н. Шлеймович Е.М. 
 
 
 
 
 
 
 

Екатеринбург 2011 г.

Оглавление

1. Ввдение. 3

2.1. Причины глобального потепления. 4

2.2. Последствия глобального потепления и методы решения проблемы. 10

3. Заключение. 14

      Литературве. 15

    1. Введение

    В настоящее время проблема глобального  потепления известна каждому жителю Земли. В литературе последних лет  приводятся многочисленные данные о  тенденциях изменения температуры  на Земле на протяжении последних 100-150 лет. В частности, показано, что в  конце XIX века началось потепление, которое особенно усилилось в 20 – 30–х годах ХХ века. В 40-х годах потепление закончилось и началось медленное похолодание, которое в 60–х годах прекратилось и сменилось новым потеплением. Четких объяснений этому явлению пока не дано. Приводимые результаты показывают, что в целом за столетний период среднегодовая температура   на Земле увеличилась на 0,8 °С. Для сравнения следует отметить, что со времен последнего ледникового периода (10 тыс. лет тому назад) температура на планете повысилась всего на 3-5 °С. Потепление происходит неравномерно на отдельных территориях Земли. Есть области, где среднегодовое повышение температуры значительно превышает таковое на всей планете, достигая 2,0 – 2,5 °С. Однако,  на фоне всеобщего потепления есть территории, где погода меняется в сторону похолодания. Некоторые ученые говорят  не о потеплении, а о похолодании на планете появлении холодных, превращение течения Гольфстрим из теплого в холодное и т.д. В настоящее время тенденция к увеличению температуры продолжается. По данным ООН к 2100 году в среднем температура на поверхности Земли повысится на 2–5 °С. К возможным последствиям повышения температуры относят исчезновение «ледяных шапок» Земли, разрушение ледяного пласта Антарктиды, а, следовательно, повышение общего уровня Мирового океана и, как следствие этого, затопление значительных территорий.  То есть повышение температуры – это   нарушение в целом экологического равновесия на Земле. Но при этом остается открытым вопрос о том, насколько эти процессы являются неестественными для нашей планеты и действительно ли они привносят один лишь вред? И если это так, то как же предотвратить столь нежеланные последствия?

    2.1. Причины глобального  потепления

    Существует  научный консенсус, что текущее  глобальное потепление с высокой  вероятностью объясняется деятельностью  человека. Климатические системы изменяются как в результате естественных внутренних процессов, так и в ответ на внешние воздействия, как антропогенные, так и неантропогенные, при этом геологические и палеонтологические данные показывают наличие долговременных климатических циклов, которые в четвертичном периоде приняли форму периодических оледенений, причём настоящее время приходится на межледниковье (см. рис. 1).

Рис.1: Глобальные потепления (межледниковья) за последние 0,5 млн лет. 
Климатические индикаторы: изменение уровня океана (слева), концентрация ¹⁸O в морской воде, концентрация CO₂ в антарктическом льду. Деление временной шкалы — 20 000 лет. Пики уровня моря, концентрации CO₂ и минимумы ¹⁸O совпадают с межледниковыми температурными максимумами.

    Причины таких изменений климата остаются неизвестными, однако среди основных внешних воздействий изменения  орбиты Земли (циклы Миланковича), солнечной активности (в том числе и изменения солнечной постоянной), вулканические выбросы и парниковый эффект. По данным прямых климатических наблюдений (изменение температур в течение последних двухсот лет) средние температуры на Земле повысились, однако причины такого повышения остаются предметом дискуссий, но одной из наиболее широко обсуждаемых является антропогенный парниковый эффект.

    Нельзя  сказать, что идёт спор между теми, кто «верит» и «не верит» в  теорию парникового эффекта. Скорее, оспаривается итоговый эффект увеличения количества парниковых газов в атмосфере  Земли, то есть не компенсируется ли потепление в силу парникового эффекта изменениями  в распределении водяных паров, облаков, в биосфере или других климатических  факторов. Однако наблюдаемое последние 50 лет повышение температуры Земли  противоречит теориям о компенсирующей роли перечисленных выше обратных связей.

Рис. 2: Выделение углерода в атмосферу в результате деятельности человека с 1800 года по 2007 в миллиардах тонн.

    Парниковый  эффект был обнаружен Жозефом Фурье в 1824 году и впервые был количественно исследован Сванте Аррениусом в 1896. Это процесс, при котором поглощение и испускание инфракрасного излучения атмосферными газами вызывает нагрев атмосферы и поверхности планеты.

    На  Земле основными парниковыми  газами являются: водяной пар (ответственен примерно за 36-70 % парникового эффекта, без учёта облаков), углекислый газ (CO₂) (9-26 %), метан (CH₄) (4-9 %) и озон (3-7 %). Атмосферные концентрации CO₂ и CH₄ увеличились на 31 % и 149 % соответственно по сравнению с началом промышленной революции в середине XVIII века (см. рис. 2). Согласно отдельным исследованиям, такие уровни концентрации достигнуты впервые за последние 650 тысяч лет — период, для которого были получены достоверные данные из образцов полярного льда.

    Около половины всех парниковых газов, получаемых в ходе хозяйственной деятельности человечества, остаются в атмосфере. Около трёх четвертей всех антропогенных  выбросов парниковых газов за последние 20 лет стали результатом добычи и сжигания нефти, природного газа и угля. Большая часть остальных выбросов вызвана изменениями ландшафта, в первую очередь вырубкой лесов. В пользу теории антропогенного вклада в современное изменение климата в результате выделения парниковых газов могут свидетельствовать и те факты, что наблюдаемое потепление приводит прежде всего к увеличению средних температур в высоких (приполярных) широтах, к повышению средних температур в зимний период в средних широтах и к уменьшению ночного выхолаживания. А также является фактом то, что быстрое нагревание слоёв тропосферы происходит на фоне не очень быстрого охлаждения слоёв стратосферы.

    Существуют  и другие гипотезы, объясняющие изменения температуры Земли. Вот лишь некоторые из них:

    Гипотеза 1 - Причиной глобального потепления является изменение солнечной активности

    Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности нашего светила – Солнца. Поэтому  даже самые малые изменения активности Солнца непременно сказываются на погоде и климате Земли. Выделяют 11-летние, 22-летние, а также 80-90 летние (Глайсберга) циклы солнечной активности. Вполне вероятно, что наблюдаемое глобальное потепление связано с очередным ростом солнечной активности, которая в будущем может снова пойти на убыль.

    Гипотеза 2 - Причина глобального потепление – изменение угла оси вращения Земли и её орбиты

    Югославский астроном Миланкович предположил, что  циклические изменения климата  во многом связаны с изменением орбиты вращения Земли вокруг Солнца, а  также изменением угла наклона оси  вращения Земли, по отношению к Солнцу. Подобные орбитальные изменения  положения и движения планеты  вызывают изменение радиационного  баланса Земли, а значит и её климата. Миланкович, руководствуясь своей теорией, вполне точно рассчитал времена  и протяжённость ледниковых периодов в прошлом нашей планеты. Климатические  изменения, вызванные изменением орбиты Земли, происходят обычно в течение  десятков, а то и сотен тысяч  лет. Наблюдаемое же в настоящий  момент времени относительно быстрое  изменение климата, по-видимому, происходит в результате действия ещё каких-то факторов.

    Гипотеза 3 – Виновник глобальных климатических изменений – океан

    Мировой океан – огромный инерционный  аккумулятор солнечной энергии. Он во многом определяет направление  и скорость движения тёплых океанических, а также воздушных масс на Земле, которые в сильной степени  влияют на климат планеты. В настоящий  момент времени мало изучена природа  циркуляции тепла в водной толщи  океана. Так известно, что средняя  температура вод океана составляет 3,5°С, а поверхности суши 15°С, поэтому  интенсивность теплообмена между  толщей океана и приземным слоем  атмосферы может приводить к  значительным климатическим изменениям. Кроме того, в водах океана растворено большое количество СО₂ (около 140 трлн. тонн, что в 60 раз больше, чем в атмосфере) и ряда других парниковых газов, в результате определённых природных процессов эти газы могут поступать в атмосферу, существенным образом оказывая влияние на климат Земли.

    Гипотеза 4 – Вулканическая активность

    Вулканическая активность является источником поступления  в атмосферу Земли аэрозолей  серной кислоты и большого количества углекислого газа, что также может  значительным образом сказаться  на климате Земли. Крупные извержения первоначально сопровождаются похолоданием вследствие поступления в атмосферу  Земли аэрозолей серной кислоты  и частиц сажи. Впоследствии, поступивший  в ходе извержения CO₂ вызывает рост среднегодовой температуры на Земле. Последующее долговременное снижение вулканической активности способствует увеличению прозрачности атмосферы, а значит и повышению температуры на планете.

    Гипотеза 5 – Неизвестные взаимодействия между Солнцем и планетами Солнечной системы

    В словосочетании «Солнечная система» не зря упоминается слово «система», а в любой системе, как известно, присутствуют связи между её компонентами. Поэтому не исключено, что взаимное положение планет и Солнца может  влиять на распределение и силу гравитационных полей, солнечной энергии, а также  других видов энергии. Все связи  и взаимодействия между Солнцем, планетами и Землёй пока ещё не изучены и не исключено, что они  оказывают значительное влияние  на процессы, происходящие в атмосфере  и гидросфере Земли.

    Гипотеза 6 – Изменение климата может происходить само по себе без каких-либо внешних воздействий и деятельности человека

    Планета Земля настолько большая и  сложная система с огромным количеством  структурных элементов, что её глобальные климатические характеристики могут  ощутимо изменяться без всяких изменений  солнечной активности и химического  состава атмосферы. Различные математические модели показывают, что на протяжении века, колебания температуры приземного слоя воздуха (флуктуации) могут достигать 0,4°С. В качестве сравнения можно привести температуру тела здорового человека, которая варьирует течение дня и даже часа.

    Гипотеза 7 – Всему виной человек

    Самая популярная на сегодняшний день гипотеза. Высокая скорость климатических  изменений, происходящих в последние  десятилетия, действительно может  быть объяснима всё возрастающей интенсификацией антропогенной  деятельности, которая оказывает  заметное влияние на химический состав атмосферы нашей планеты в  сторону увеличения содержания в  ней парниковых газов. Действительно  повышение средней температуры  воздуха нижних слоёв атмосферы  Земли на 0,8°С за последние 100 лет  – слишком высокая скорость для  естественных процессов, ранее в  истории Земли такие изменения  происходили в течение тысячелетий. Последние десятилетия добавили ещё большей весомости этому  аргументу, так как изменения  средней температуры воздуха  происходили еще большими темпами  — 0,3-0,4°С за последние 15 лет!