Глобальные изменения климата земли причины закономерности прогнозы. О проблемах и последствиях глобального изменения климата на Земле. Эффективные пути решения данных проблем. Экстремальные погодные условия

Изменение климата

Изменение климата - колебания климата Земли в целом или отдельных её регионов с течением времени, выражающиеся в статистически достоверных отклонениях параметров погоды от многолетних значений за период времени от десятилетий до миллионов лет. Учитываются изменения как средних значений погодных параметров, так и изменения частоты экстремальных погодных явлений. Изучением изменений климата занимается наука палеоклиматология . Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, по одной из версий, с недавних пор, деятельность человека. В последнее время термин «изменение климата» используется как правило (особенно в контексте экологической политики) для обозначения изменения в современном климате (см. глобальное потепление).

Проблема в теории и истории

8000 тысяч лет назад началась сельскохозяйственная деятельность в узком поясе: от долины Нила через Междуречье и долину Инда до территории, находящейся между Янцзы и Хуанхэ. Там люди начали выращивать пшеницу, ячмень и другие злаки.

5000 лет назад люди стали активно выращивать рис. Это, в свою очередь, требует искусственной ирригации земель. Следовательно, естественные ландшафты превращаются в антропогенные болота, что является источником метана.

Факторы изменения климата

Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны , ледники , а также эффектами, сопутствующими деятельности человека. Внешние процессы, формирующие климат, - это изменения солнечной радиации и орбиты Земли.

• изменение размеров, рельефа и взаимного расположения материков и океанов,
• изменение светимости солнца,
• изменения параметров орбиты и оси Земли,
• изменение прозрачности атмосферы и ее состава в результате изменений вулканической активности Земли,
• изменение концентрации парниковых газов (СО 2 и CH 4) в атмосфере,
• изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо),
• изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана.

Климатические изменения на Земле

Погода - это ежедневное состояние атмосферы. Погода является хаотичной нелинейной динамической системой. Климат - это усредненное состояние погоды и он предсказуем. Климат включает в себя такие показатели, как средняя температура, количество осадков, количество солнечных дней и другие переменные, которые могут быть измерены в каком-либо определенном месте. Однако на Земле происходят и такие процессы, которые могут оказывать влияние на климат. Погода, состояние атмосферы в рассматриваемом месте в определённый момент или за ограниченный промежуток времени (сутки, месяц, год). Многолетний режим П. называют климатом. П. характеризуют метеорологическими элементами: давлением, температурой, влажностью воздуха, силой и направлением ветра, облачностью (продолжительностью солнечного сияния), атмосферными осадками, дальностью видимости, наличием туманов, метелей, гроз и др. атмосферными явлениями. По мере расширения хозяйственной деятельности соответственно расширяется и понятие П. Так, с развитием авиации возникло понятие о П. в свободной атмосфере; возросло значение такого элемента П., как атмосферная видимость. К характеристикам П. могут быть отнесены также данные о притоке солнечной радиации, атмосферной турбулентности, некоторые характеристики электрического состояния воздуха.

Оледенения

Имеется скептическое отношение к геоинженерным методам изъятия углекислоты из атмосферы, в частности, к предложениям захоранивать углекислый газ в тектонических трещинах или закачивать его в породы на океанском дне: изъятие 50 миллионных долей газа по этой технологии будет стоить, по меньшей мере, 20 триллионов долларов, что в два раза больше национального долга США.

Тектоника литосферных плит

На протяжении длительных отрезков времени тектонические движения плит перемещают континенты , формируют океаны , создают и разрушают горные хребты , т. е. создают поверхность, на которой существует климат. Недавние исследования показывают, что тектонические движения усугубили условия последнего ледникового периода: около 3 млн лет назад северо- и южноамериканская плиты столкнулись, образовав Панамский перешеек и закрыв пути для прямого смешивания вод Атлантического и Тихого океанов.

Солнечное излучение

Изменение солнечной активности на протяжении последних нескольких столетий

На более коротких временных отрезках также наблюдаются изменения солнечной активности: 11-летний солнечный цикл и более длительные модуляции. Однако 11-летний цикл возникновения и исчезновения солнечных пятен не отслеживается явно в климатологических данных. Изменение солнечной активности считается важным фактором наступления малого ледникового периода , а также некоторых потеплений, наблюдаемых между 1900 и 1950 годами. Циклическая природа солнечной активности ещё не до конца изучена; она отличается от тех медленных изменений, которые сопутствуют развитию и старению Солнца.

Изменения орбиты

По своему влиянию на климат изменения земной орбиты сходны с колебаниями солнечной активности, поскольку небольшие отклонения в положении орбиты приводят к перераспределению солнечного излучения на поверхности Земли. Такие изменения положения орбиты называются циклами Миланковича , они предсказуемы с высокой точностью, поскольку являются результатом физического взаимодействия Земли, ее спутника Луны и других планет. Изменения орбиты считаются главными причинами чередования гляциальных и интергляциальных циклов последнего ледникового периода. Результатом прецессии земной орбиты являются и менее масштабные изменения, такие как периодическое увеличение и уменьшение площади пустыни Сахара .

Вулканизм

Одно сильное извержение вулкана способно повлиять на климат, вызвав похолодание длительностью несколько лет. Например, извержение вулкана Пинатубо в 1991 году существенно повлияло на климат. Гигантские извержения, формирующие крупнейшие магматические провинции, случаются всего несколько раз в сто миллионов лет, но они влияют на климат в течение миллионов лет и являются причиной вымирания видов. Первоначально предполагалось, что причиной похолодания является выброшенная в атмосферу вулканическая пыль, поскольку она препятствует достигнуть поверхности Земли солнечному излучению. Однако измерения показывают, что большая часть пыли оседает на поверхности Земли в течение шести месяцев.

Вулканы являются также частью геохимического цикла углерода . На протяжении многих геологических периодов диоксид углерода высвобождался из недр Земли в атмосферу, нейтрализуя тем самым количество СО 2 , изъятого из атмосферы и связанного осадочными породами и другими геологическими поглотителями СО 2 . Однако этот вклад не сравнится по величине с антропогенной эмиссией оксида углерода, которая, по оценкам Геологической службы США, в 130 раз превышает количество СО 2 , эмитированного вулканами.

Антропогенное воздействие на изменение климата

Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат. В некоторых случаях причинно-следственная связь прямая и недвусмысленная, как, например, при влиянии орошения на температуру и влажность, в других случаях эта связь менее очевидна. Различные гипотезы влияния человека на климат обсуждались на протяжении многих лет. В конце 19-го века в западной части США и Австралии была, например, популярна теория «дождь идёт за плугом» (англ. rain follows the plow).

Главными проблемами сегодня являются: растущая из-за сжигания топлива концентрация СО 2 в атмосфере, аэрозоли в атмосфере, влияющие на её охлаждение, и цементная промышленность. Другие факторы, такие как землепользование, уменьшение озонового слоя, животноводство и вырубка лесов, также влияют на климат.

Сжигание топлива

Взаимодействие факторов

Влияние на климат всех факторов, как естественных, так и антропогенных, выражается единой величиной – радиационным прогревом атмосферы в Вт/м 2 .

Извержения вулканов, оледенения, дрейф континентов и смещение полюсов Земли – мощные природные процессы, влияющие на климат Земли. В масштабе нескольких лет вулканы могут играть главную роль. В результате извержения вулкана Пинатубо в 1991 года на Филиппинах на высоту 35 км было заброшено столько пепла, что средний уровень солнечной радиации снизился на 2,5 Вт/м 2 . Однако эти изменения не являются долгосрочными, частицы относительно быстро оседают вниз. В масштабе тысячелетий определяющим климат процессом будет, вероятно, медленное движение от одного ледникового периода к следующему.

Глобальное потепление и другие необратимые перемены в окружающей среде вызывают опасения у многих ученых.

Чем России грозит изменение климата? Смещение климатических зон, нашествия насекомых, губительные природные катаклизмы и неурожаи - в подборке РИА Новости.

Изменение климата привело к нашествию клещей в России

Изменение климата привело к сильному росту численности и быстрому распространению клещей в центральной России, на Севере, в Сибири и на Дальнем Востоке, сообщает Всемирный фонд дикой природы (WWF) России.

"Все более частые, чем ранее, теплые зимы и весны, приводят к тому, что больший процент клещей успешно перезимовывает, их численность растет, и они расползаются по все большей территории. Прогнозы изменений климата на ближайшие десятилетия однозначно говорят, что тенденции не изменятся, а значит, сами клещи не уползут и не погибнут, и проблема будет лишь обостряться", - говорит руководитель программы "Климат и энергетика" WWF России Алексей Кокорин, чьи слова приводит фонд.

По данным WWF, в регионах, где клещи были всегда, их становится больше. Это Пермский край, Вологодская, Костромская, Кировская и другие области, Сибирь и Дальний Восток. Но хуже, что клещи появились там, где их "не знают". Они распространяются и на север Архангельской области, и запад, и даже юг России. Если раньше опасными в отношении клещевого энцефалита считались только два самых северных района Московской области - Талдомский и Дмитровский, то теперь клещи замечены в средней части области и даже на юге, отмечает WWF.

"Самыми опасными месяцами, когда клещи наиболее активны, являются май и июнь, хотя вспышки активности бывают и в конце лета. Самыми опасными местами - мелколесье лиственных пород деревьев - молодые березняки и осинники, опушки и участки леса с высокой травой. Гораздо менее опасны хвойные леса, особенно если в них мало травы", - подчеркивает фонд.

Как добавляют экологи, "зараженность"самих клещей, которые переносят очень тяжелые болезни: энцефалит, болезнь Лайма (боррелиоз), не изменилась. По-прежнему, переносчиками самой опасной болезни - энцефалита - являются лишь 1-2 клеща из тысячи. Других болезней - несколько десятков из тысячи. Но самих клещей стало больше и, главное, появились они в новых местах.

Позитивный эффект от изменений климата для РФ будет недолгим

Положительные последствия изменения климата для российского сельского хозяйства, о которых ранее в интервью заявил глава Минсельхоза Николай Федоров, по-видимому, будут кратковременными и могут сойти на нет уже к 2020 году, сказал РИА Новости координатор программы "климат и энергетика"Всемирного фонда дикой природы (WWF) России Алексей Кокорин.

Министр сельского хозяйства Николай Федоров в интервью в среду заявил, что изменение климата и, в частности, потепление будут в интересах страны, поскольку территория вечной мерзлоты, на которую сегодня приходится около 60% территории РФ, будет сокращаться, а площади земель, благоприятных для ведения сельского хозяйства, напротив, увеличиваться.

По словам Кокорина, Институт сельскохозяйственной метеорологии Росгидромета в Обнинске для всех макрорегионов России достаточно подробно проанализировал возможные сценарии изменения климата и их влияние на условия для ведения сельского хозяйства в стране.

"Получается, что, действительно, некоторое время может быть так называемое позитивное влияние на условную климатическую урожайность. Но потом, в каких-то случаях с 2020 года, в каких-то с 2030, в зависимости от сценария, все равно это идет вниз", - сказал Кокорин.

"То есть, конечно, каких-то катастрофических вещей, которые прогнозируются, скажем, для Узбекистана или для тех или иных африканских стран, не ожидается. Более того, небольшой позитивный и кратковременный эффект ожидается - но тут всегда надо оговариваться, во-первых, о каком периоде времени мы говорим, во-вторых, о том, что потом все равно пойдет, к сожалению, минус", - добавил эксперт.

Кокорин напомнил, что одним из последствий изменения климата будет увеличение масштабов и частоты опасных погодных явлений, которые могут наносить очень значительный ущерб фермерам конкретного региона. Это означает, что необходимо совершенствовать систему страхования в сельском хозяйстве, которая, по словам Кокорина, "с одной стороны, уже работает, с другой - работает пока со сбоями". В частности, необходимо налаживать взаимодействие между производителями сельхозпродукции, страховыми компаниями и региональными подразделениями Росгидромета.

Температура зимой в РФ к середине века может вырасти на 2-5 градусов

Температура в зимний период на всей территории России к середине XXI века может увеличиться из-за глобального изменения климата на два-пять градусов Цельсия, предупреждает МЧС РФ.

"Наибольшее потепление коснется зимы… в середине XXI века повышение на 2-5 градусов прогнозируется на всей территории страны", - говорится в прогнозе центра "Антистихия"на 2013 год. По данным его экспертов, на большей части европейской территории России и западной Сибири повышение температуры зимой в период до 2015 года может составить один-два градуса.

"Повышение летних температур будет менее выраженным и составит 1-3 градуса к середине столетия", - отмечается в документе.

Как сообщалось ранее, темпы потепления на территории России за 100 лет в полтора-два раза быстрее, чем во всем мире, а за последнее десятилетие скорость потепления в стране возросла в несколько раз по сравнению с ХХ веком.

Климат в России уже век теплеет почти вдвое быстрее, чем во всем мире

Темпы потепления на территории России за 100 лет вследствие глобального изменения климата в полтора-два раза быстрее, чем во всем мире, предупреждает МЧС РФ.

"За последние 100 лет повышение температуры в среднем по территории России в полтора-два раза превысило глобальное потепление в целом по Земле", - говорится в прогнозе центра "Антистихия"на 2013 год.

В документе отмечено, что в ХХI веке основная часть территории России "будет находиться в области более значительного потепления по сравнению с глобальным". "При этом потепление будет существенно зависеть от времени года и региона, особенно это коснется Сибири и субарктических регионов", - указано в прогнозе.

В последние годы число опасных природных явлений и крупных техногенных катастроф неуклонно растет. Риски ЧС, возникающие в процессе глобального изменения климата и хозяйственной деятельности, несут значительную угрозу для населения и объектов экономики страны.

По данным МЧС, в зонах возможного воздействия поражающих факторов при авариях на критически важных и потенциально опасных объектах проживают свыше 90 миллионов россиян, или 60% населения страны. Годовой экономический ущерб (прямой и косвенный) от ЧС различного характера может достигать 1,5-2% валового внутреннего продукта - от 675 до 900 миллиардов рублей.

Потепление климата приводит к увеличению количества снега в Сибири

Глобальное изменение климата приводит к разрастанию снежного покрова в Северном полушарии и в Сибири, заявил в четверг директор Института географии РАН Владимир Котляков, выступая на Всемирном форуме снега.

"Возникает парадокс - при потеплении, которое сейчас характерно, становится на Земле больше снега. Это происходит на больших пространствах Сибири, где снега больше, чем было один-два десятилетия назад", - сказал почетный президент Русского географического общества Котляков.

По словам географа, тенденцию разрастания площади снегов в Северном полушарии ученые наблюдают с 1960-х годов, когда начались спутниковые наблюдения за распространением снежного покрова.

"Сейчас эпоха глобального потепления, и по мере увеличения температуры воздуха растет и влагосодержание воздушных масс, поэтому в холодных районах возрастает количество выпадающего снега. Это свидетельствует о большой чувствительности снежного покрова к любым изменениям в составе атмосферы и ее циркуляции, и об этом надо помнить при оценке любых антропогенных воздействий на окружающую среду", - объяснил ученый.

В целом, в Северном полушарии снега гораздо больше, чем в Южном, где его распространению мешает океан. Так, в феврале снегом покрыты 19% площади земного шара, при этом 31% площади Северного полушария и 7,5% площади Южного полушария.
"В августе снег покрывает только 9% всего земного шара. В Северном полушарии снежный покров в течение года меняется более чем в семь раз, а в Южном - менее чем вдвое", - добавил Котляков.

По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) США, в декабре 2012 года общая площадь снежного покрова в Северном полушарии стала самой большой за более чем 130 лет наблюдений - она почти на 3 миллиона квадратных километров превысила среднее значение и на 200 тысяч квадратных километров превысила рекорд 1985 года. В среднем, по данным американских метеорологов, площадь снежного покрова в Северном полушарии зимой росла со скоростью около 0,1% в десятилетие.

Европейская Россия не получит бонусов от потепления, заявил ученый

Расчеты процессов глобального потепления в 21 веке на Восточно-Европейской равнине и в Западной Сибири свидетельствуют, что изменения климата не будут иметь никаких положительных экологических и экономических последствий для этих регионов, заявил заведующий кафедрой метеорологии и климатологии географического факультета МГУ Александр Кислов, выступая на международной конференции "Проблемы адаптации к изменению климата".

Кислов, декан географического факультета МГУ Николай Касимов и их коллеги проанализировали с помощью модели CMIP3 географические, экологические и экономические последствия глобального потепления климата на Восточно-Европейской равнине и в Западной Сибири в 21 веке.

В частности, рассматривались изменения стока рек, состояния вечной мерзлоты, распределения растительного покрова, характеристик заболеваемости населения малярией. Кроме того, изучалось, как реагируют на климатические процессы объемы гидроэнергетических и агроклиматических ресурсов, как меняется продолжительность отопительного периода.

"Климатические изменения практически нигде не приводят к положительным результатам с точки зрения экологии и экономики (кроме снижения затрат на отопление), по крайней мере в краткосрочной перспективе. Ожидается значительное ухудшение гидрологических ресурсов в южной части Восточно-Европейской равнины", - делают вывод ученые.

При этом последствия изменения климата гораздо сильнее выражены на Восточно-Европейской равнине, чем в Западной Сибири.

"Отклик отдельных регионов на глобальные изменения очень разный... в каждом регионе главенствует свой природно-экологический процесс, вызванный изменением климата, например, таяние вечной мерзлоты или процессы опустынивания", - заключил Кислов.

Международная конференция "Проблемы адаптации к изменениям климата" (ПАИК-2011) проводится по поручению правительства РФ Росгидрометом при участии других ведомств, РАН, бизнеса и общественных организаций при поддержке Всемирной метеорологической организации (ВМО), Рамочной конвенции ООН по изменению климата, ЮНЕСКО, Всемирного банка и других международных институтов.

Во встрече, оргкомитет которой возглавляет руководитель Росгидромета Александр Фролов, принимают участие глава Межправительственной группы по изменению климата Раджендра Пачаури, спецпредставитель генсека ООН по вопросам уменьшения опасности бедствий Маргарета Вальстрем, генсек ВМО Мишешь Жарро, представители Всемирного банка, ЮНЕП, российские и зарубежные климатологи и метеорологи, политики, чиновники, экономисты и бизнесмены.

Длительность пожароопасного периода в РФ увеличится до 2015 г на 40%

МЧС РФ прогнозирует увеличение до 2015 года продолжительности пожароопасного периода в средней полосе России на 40%, то есть почти на два месяца, из-за глобального изменения климата.

"Длительность пожароопасного сезона в среднем широтном поясе России может увеличиться на 50-60 дней, то есть на 30-40%, в сравнении с существующими среднемноголетними значениями", - сообщил в пятницу РИА Новости руководитель Центра "Антистихия"МЧС Владислав Болов.

По его словам, это значительно повысит угрозы и риски масштабных чрезвычайных ситуаций, связанных с природными пожарами.

"Наиболее существенно продолжительность пожароопасной обстановки увеличится на юге Ханты-Мансийского автономного округа, в Курганской, Омской, Новосибирской, Кемеровской и Томской областях, Красноярском и Алтайском краях, а также в Якутии", - сказал Болов.

При этом он отметил, что "по сравнению с текущими значениями, прогнозируется увеличение числа дней с пожароопасной обстановкой до пяти дней за сезон для большей части территории страны".

Прошлым летом и частично осенью на значительной части страны полыхали масштабные природные пожары, вызванные аномальной жарой. В 19 субъектах федерации пострадали 199 населенных пунктов, сгорели 3,2 тысячи домов, погибли 62 человека. Общий ущерб составил свыше 12 миллиардов рублей. В этом году огонь также охватил значительные территории, прежде всего, Дальнего Востока и Сибири.

Лесостепь может прийти в Москву к концу века из-за изменения климата

Москва и Московская область через 50-100 лет после окончания текущего "переходного"периода потепления по климатическим условиям будут похожи на лесостепи Курской и Орловской областей с засушливыми летами и теплыми зимами, считает старший научный сотрудник кафедры метеорологии и климатологии Географического факультета МГУ Павел Торопов.

"После окончания переходного климатического процесса, который происходит в настоящее время, климат придет в свое новое более теплое состояние, через 50-100 лет природные зоны могут измениться. Судя по существующим прогнозам, климатические условия будут ближе к ландшафтам и природным условиям лесостепей, которые в настоящее время наблюдаются в Курской и Орловской областях," - сказал на пресс-конференции в РИА Новости Торопов.

По его словам, Москва и область не останутся без снега в результате потепления климата, но будут наблюдаться жаркие засушливые лета и более теплые, мягкие зимы.

"Климат региона изменится существенно, по всей видимости, но в ближайшие 50 лет без снега мы не останемся и не начнем выращивать абрикосы и персики", - добавил Торопов.

Россия может ежегодно терять до 20% зерна из-за изменений климата

Россия может в ближайшие пять-десять лет ежегодно терять до 20% зернового урожая из-за глобального изменения климата на планете и роста засушливости в южных регионах Союзного государства РФ и Белоруссии, говорится в оценочном докладе последствий изменения климата для Союзного государства, опубликованном на сайте Росгидромета.

Доклад "О стратегических оценках последствий изменений климата в ближайшие 10-20 лет для природной среды и экономики Союзного государства"был рассмотрен на заседании совета министров Союзного государства 28 октября 2009 года.

По данным Росстата, на 1 декабря 2009 года сбор зерновых во всех категориях хозяйств составил 102,7 миллиона тонн в бункерном весе. Это соответствует 95,7 миллиона тонн в весе после доработки при среднем значении удельного веса неиспользуемых зерновых отходов в 6,8% в 2004-2008 годах.

В докладе говорится, что важнейшей негативной особенностью ожидаемых изменений климата является сопровождающий процессы потепления рост засушливости в южных регионах Союзного государства.

"Ожидаемый рост засушливости климата может привести к снижению урожайности в основных зернопроизводящих районах России (потенциальные ежегодные потери объемов сбора зерновых культур, при сохранении существующей системы землеобработки и применяемых селекционных видов, могут в ближайшие пять-десять лет достигать в отдельные годы до 15-20% валового сбора зерна), но не окажет, по-видимому, значимого отрицательного влияния на сельское хозяйство достаточно увлажненной Нечерноземной зоны", - отмечается в докладе.

Согласно докладу, в Белоруссии и ряде регионов европейской территории РФ ухудшатся условия произрастания и формирования урожая средних и поздних сортов картофеля, льна, овощных культур (капуста), второго укоса трав.

В документе предлагается для использования дополнительных ресурсов тепла увеличить удельный вес более теплолюбивых и засухоустойчивых культур, расширить пожнивные (поукосные) посевы и объемы ирригационных работ, внедрить системы капельного орошения.

Граница вечной мерзлоты в Арктике отступила до 80 км из-за потепления

Граница вечной мерзлоты в арктических районах России за последние десятилетия отступила вследствие глобального потепления до 80 километров, что усилило процессы деградации почвы, сообщает во вторник МЧС РФ.

Общая площадь районов вечной мерзлоты в России составляет около 10,7 миллиона квадратных километров или порядка 63% территории страны. Здесь сосредоточено более 70% разведанных запасов нефти, порядка 93% природного газа, значительные залежи каменного угля, создана также разветвленная инфраструктура объектов топливно-энергетического комплекса.

"Южная граница ВМ за несколько последних десятилетий сместилась на расстояние от 40 до 80 километров... Усилились процессы деградации (грунта) - появились участки сезонного протаивания (талики) и явления термокарста", - говорится в прогнозе чрезвычайной обстановки на территории РФ на 2012 год, подготовленном МЧС России.

Ведомство также фиксирует изменения температурных режимов верхнего слоя вечной мерзлоты за последние 40 лет.

"Данные наблюдений демонстрируют практически повсеместное увеличение, начиная с 1970 года, среднегодовой температуры верхнего слоя ВМ. На севере европейской территории России оно составило 1,2-2,4 градуса, на севере Западной Сибири - 1, Восточной Сибири - 1,3, в центральной Якутии - 1,5 градуса", - сообщается в документе.

При этом МЧС отмечает влияние деградации вечной мерзлоты на устойчивость различных сооружений, прежде всего, жилых зданий, промышленных объектов и трубопроводов, а также автомобильных и железных дорог, взлетно-посадочных полос и линий электропередачи.

"Это явилось одной из главных предпосылок того, что на территории ВМ в последние годы существенно возросло число аварий и различных повреждений вышеперечисленных объектов", - отмечается в прогнозе.

По данным МЧС РФ, только в Норильском промышленном комплексе около 250 сооружений получили существенные деформации, почти 40 жилых домов снесены или запланированы к сносу.

Изменения климата – длительные (свыше 10 лет) направленные или ритмические изменения климатических условий на Земле в целом или в ее крупных регионах. Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, в огромной степени, деятельность человека. По данным Всемирной метеорологической организации, в последние десятилетия среднегодовая температура увеличивается аномально быстро.
Проблема глобального изменения климата является одной из ключевых экологических проблем Земли. Причиной изменения климата являются динамические процессы на планете, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, в огромной степени, деятельность человека.

Какие существуют доказательства изменения климата?

Они всем хорошо известны (это заметное уже и без приборов) - повышение среднемировой температуры (более мягкие зимы, более жаркие и засушливые летные месяцы), таяние ледников и повышение уровня мирового океана, а также всё чаще возникающие и всё более разрушительные тайфуны и ураганы, наводнения в Европе и засухи в Австралии…(см. также «5 пророчеств о климате, которые сбылись»). А кое-где, например, в Антарктике, отмечается похолодание.
Если климат менялся и раньше, почему сейчас это стало проблемой?

Действительно, климат нашей планеты меняется постоянно. Всем известно про ледниковые периоды (они бывают малые и большие), при всемирный потоп и пр. Согласно геологическим данным среднемировая температура в разные геологические периоды колебалась от +7 до +27 градусов по Цельсию. Сейчас средняя температура на Земле составляет примерно +14оС и еще довольно далека от максимума. Так, чем же обеспокоены ученые, главы государств и общественность? Если коротко, обеспокоенность вызывает то, что к естественным причинам изменения климата, которые были всегда, добавляется еще один фактор – антропогенный (результат деятельности человека), влияние которого на изменение климата, по мнению ряда исследователей, становится все сильнее с каждым годом.

Каковы причины изменения климата?

Главной движущей силой климата является Солнце. Например, неравномерное нагревание земной поверхности (сильнее у экватора) является одной из главных причин ветров и океанических течений, а периоды повышенной солнечной активности сопровождаются потеплением и магнитными бурями.
Кроме того на климат влияют изменение орбиты Земли, ее магнитного поля, размеров материков и океанов, извержения вулканов. Все это -естественные причины изменения климата. До недавнего времени они, и только они, определяли изменения климата, в том числе начало и конец долговременных климатических циклов, таких как ледниковые периоды. Солнечной и вулканической активность можно объяснить половину температурных изменений до 1950 года (солнечная активность приводит к повышению температуры, а вулканическая – к снижению).
В последнее время к естественным факторам добавился еще один – антропогенный, т.е. вызванный деятельностью человека. Основным антропогенным воздействием является усиление парникового эффекта, влияние которого на изменение климата в последние два столетия в 8 раз выше влияния изменений солнечной активности.

Что такое парниковый эффект?

Парниковый эффект – это задержка атмосферой Земли теплового излучения планеты. Парниковый эффект наблюдал любой из нас: в теплицах или парниках температура всегда выше, чем снаружи. То же самое наблюдается и в масштабах Земного шара: солнечная энергия, проходя через атмосферу нагревает поверхность Земли, но излучаемая Землей тепловая энергии не может улетучиться обратно в космос, так как атмосфера Земли задерживает ее, действуя наподобие полиэтилена в парнике: она пропускает короткие световые волны от Солнца к Земле и задерживает длинные тепловые (или инфракрасные) волны, излучаемые поверхностью Земли. Возникает эффект парника. Парниковый эффект возникает из-за наличия в атмосфере Земли газов, которые обладают способностью задерживать длинные волны. Они получили название «парниковых» или «тепличных» газов.
Парниковые газы присутствовали в атмосфере в небольших количествах (около 0,1%) с момента ее образования. Этого количества было достаточно, чтобы поддерживать за счет парникового эффекта тепловой баланс Земли на уровне, пригодном для жизни. Это так называемый естественный парниковый эффект, не будь его средняя температура поверхности Земли была бы на 30°С меньше, т.е. не +14° С, как сейчас, а -17° С.
Естественный парниковый эффект ничем не грозит ни Земле, ни человечеству, поскольку общее количество парниковых газов поддерживалось на одном уровне за счет круговорота природы, более того, ему мы обязаны жизнью.

Но увеличение в атмосфере концентрации парниковых газов приводит к усилению парникового эффекта и нарушению теплового баланса Земли. Именно это и произошло в последние два столетия развития цивилизации. Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн парниковых газов в год.

Климатические изменения в России в XX в. в целом соответствовали мировым тенденциям. Например, самыми жаркими за очень длительный срок также оказались 1990-егг. и начало XXI в., в особенности в Западной и Средней Сибири.
Интересный прогноз климатических изменений, ожидаемых на территории бывшего СССР до середины XXI в., опубликовал А. А. Величко. Ознакомиться с этим прогнозом, подготовленным лабораторией эволюционной географии Института географии РАН, можно с помощью составленных той же лабораторией карт последствий глобального потепления и уровней дестабилизации геосистем на территории бывшего СССР.

Были опубликованы и другие прогнозы. Согласно им, потепление климата в целом благоприятно скажется на Севере России, где условия жизни изменятся к лучшему. Однако перемещение к северу южной границы многолетней мерзлоты одновременно создаст целый ряд проблем, поскольку может привести к разрушению зданий, дорог, трубопроводов, построенных с учетом нынешнего распространения мерзлых грунтов. В южных районах страны ситуация окажется более сложной. Например, сухие степи могут стать еще более засушливыми. И это не говоря уже о подтоплении многих портовых городов и прибрежных низменностей.

Климат Земли быстро меняется . Ученые пытаются выяснить, что вызывает изменение климата, собирая доказательства, чтобы исключить неверные причины и выяснить, кто же несет ответственность.

На основе более ста научных исследований, понятно, что люди ответственны за большую часть изменения климата за последние 150 лет.

Люди влияют на изменение климата

Люди не единственная причина, влияющая на изменение климата. Погода изменилась на протяжении всей истории Земли, задолго до того как люди эволюционировали. Солнце является основным фактором климата. Грубо говоря, глобальная температура возрастет, когда больше энергии от Солнца поступает в атмосферу, чем возвращается в космос через атмосферу. Земля охлаждается в любое время если больше энергии возвращается в космос, чем приходит от Солнца, в то же время как люди могут влиять на этот баланс. Также есть и другие факторы: от дрейфа континентов и изменения формы орбиты Земли к изменениям в активности и явлениям Солнца, как процесс Эль-Ниньо (колебание температуры воды в экваториальной части Тихого океана), все это может повлиять на климат. С учетом темпов изменения климата сегодня, ученые могут исключить из большинства некоторые причины, которые происходят слишком медленно, чтобы объяснить нынешнее изменение климата, в то время как другие имеют малые циклы, а не долгосрочные тенденции влияния на климат в части планеты. Ученые знают об этих факторах и могут учитывать их при оценке изменения погоды, вызванные человеком.

Влияние человека на изменение климата было впервые описано более ста лет назад, опираясь на исследования в 1850-х годах английским физиком Джоном Тиндалю.

Свет от Солнца нагревает поверхность Земли, которая затем испускает энергию в виде инфракрасного излучения, которое чувствуется в солнечный день. Парниковые газы, такие как водяной пар и углекислый газ (CO2), поглощают эту излученную энергию, нагревается атмосфера и поверхность. Этот процесс приводит к потеплению температуры Земли, чем если бы она нагревались только под прямыми солнечными лучами.

На протяжении более 100 лет, ученые считали людей в качестве главной причины в текущих климатических изменениях. На рубеже 20-го века, шведский физико-химик Сванте Аррениус предположил, что люди в результате сжигания угля, увеличили количества парниковых газов в атмосфере и усилили естественный согревающий эффект, способствуя тому, что атмосфера нагрелась больше, чем если бы всё это проходило через строго естественные процессы.

Когда люди сжигают бензин, уголь, природный газ, а также другие виды топлива для производства электроэнергии или вождения машины, они выделяют значительное количество углекислого газа в атмосферу. При сгорании литра бензина, объем выделяющегося СО2 будет 2 кг. Парниковые газы выбрасываются из электростанций и автомобилей, со свалок, ферм и вырубленных лесов, а также через другие тонкие процессы.

С 1950 году ученые начали методично измерять глобальне увеличение углекислого газа. С тех пор они подтвердили, что увеличение вызвано в первую очередь от сжигания ископаемого топлива (и через другие области деятельности человека, такие как очистка земли). Это увеличение, а также изменения CO2 добавляется в атмосферу и обеспечивает “дымящийся пистолет”, который показывает, что люди ответственны за повышенные уровня углекислого газа в атмосфере .

Изменение климата - колебания климата Земли в целом или отдельных её регионов с течением времени, выражающиеся в статистически достоверных отклонениях параметров погоды от многолетних значений за период времени от десятилетий до миллионов лет. Учитываются изменения как средних значений погодных параметров, так и изменения частоты экстремальных погодных явлений. Изучением изменений климата занимается наука палеоклиматология. Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, по одной из версий, с недавних пор, деятельность человека. В последнее время термин «изменение климата» используется как правило (особенно в контексте экологической политики) для обозначения изменения в современном климате.

Факторы изменения климата

Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны, ледники, а также эффектами, сопутствующими деятельности человека. Внешние процессы, формирующие климат, - это изменения солнечной радиации и орбиты Земли.

• изменение размеров, рельефа и взаимного расположения материков и океанов,
• изменение светимости солнца,
• изменения параметров орбиты и оси Земли,
• изменение прозрачности атмосферы и её состава в результате изменений вулканической активности Земли,
• изменение концентрации парниковых газов (СО 2 и CH 4) в атмосфере,
• изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо),
• изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана.
• изменение естественного подслоя Земли между ядром и земной корой, вследствие откачки нефти и газа.

Климатические изменения на Земле

Погода - это ежедневное состояние атмосферы. Погода является хаотичной нелинейной динамической системой. Климат - это усредненное состояние погоды и он предсказуем. Климат включает в себя такие показатели, как средняя температура, количество осадков, количество солнечных дней и другие переменные, которые могут быть измерены в каком-либо определенном месте. Однако на Земле происходят и такие процессы, которые могут оказывать влияние на климат.

Оледенения

Ледники признаны одними из самых чувствительных показателей изменения климата. Они существенно увеличиваются в размерах во время охлаждения климата (т. н. «малые ледниковые периоды») и уменьшаются во время потепления климата. Ледники растут и тают из-за природных изменений и под влиянием внешних воздействий. В прошлом веке ледники не были способны регенерировать достаточно льда в течение зим, чтобы восстановить потери льда во время летних месяцев.

Самые значительные климатические процессы за последние несколько миллионов лет - это смена гляциальных (ледниковых эпох) и интергляциальных (межледниковий) эпох текущего ледникового периода, обусловленные изменениями орбиты и оси Земли. Изменение состояния континентальных льдов и колебания уровня моря в пределах 130 метров являются в большинстве регионов ключевыми следствиями изменения климата.

Изменчивость мирового океана

В масштабе десятилетий климатические изменения могут быть результатом взаимодействия атмосферы и мирового океана. Многие флуктуации климата, включая наиболее известную южную осцилляцию Эль-Ниньо, а также североатлантическую и арктическую осцилляции, происходят отчасти благодаря возможности мирового океана аккумулировать тепловую энергию и перемещению этой энергии в различные части океана. В более длительном масштабе в океанах происходит термохалинная циркуляция, которая играет ключевую роль в перераспределении тепла и может значительно влиять на климат.

Климатическая память

В более общем аспекте изменчивость климатической системы является формой гистерезиса, то есть это значит, что настоящее состояние климата является не только следствием влияния определенных факторов, но также и всей историей его состояния. Например, за десять лет засухи озера частично высыхают, растения погибают, и площадь пустынь увеличивается. Эти условия вызывают, в свою очередь, менее обильные дожди в последующие за засухой годы. Т. о. изменение климата является саморегулирующимся процессом, поскольку окружающая среда реагирует определенным образом на внешние воздействия, и, изменяясь, сама способна воздействовать на климат.

Неклиматические факторы и их влияние на изменение климата

Парниковые газы

Принято считать, что парниковые газы являются главной причиной глобального потепления. Парниковые газы имеют также значение для понимания климатической истории Земли. Согласно исследованиям, парниковый эффект, возникающий в результате нагревания атмосферы тепловой энергией, удерживаемой парниковыми газами, является ключевым процессом, регулирующим температуру Земли.

В течение последних 500 млн лет концентрация диоксида углерода в атмосфере варьировались от 200 до более чем 5000 чнм из-за воздействия геологических и биологических процессов. Однако в 1999 г. Вейзер и др. показали, что на протяжении последних десятков миллионов лет нет строгой корреляции между концентрацией парниковых газов и изменением климата и что более важная роль принадлежит тектоническому движению литосферных плит. Позднее Ройер и др. использовали корреляцию СО 2 - климат, чтобы вывести значение «чувствительности климата». Есть несколько примеров быстрых изменений концентрации парниковых газов в земной атмосфере, имеющих строгую корреляцию с сильным потеплением, среди которых термальный максимум палеоцена - эоцена, вымирание видов перми - триаса и конец варяжской «Земли - снежка» (snowball earth event).

Растущий уровень диоксида углерода считается главной причиной глобального потепления, начиная с 1950 года. Согласно данным Межгосударственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) от 2007 года, концентрация СО 2 в атмосфере в 2005 году составила 379 чнм, в доиндустриальный период она составляла 280 чнм.

Чтобы предотвратить резкое потепление в ближайшие годы, концентрация углекислоты должна быть снижена до уровня, существовавшего до индустриальной эпохи - до 350 частей на миллион (0,035 %) (сейчас - 385 частей на миллион и увеличивается на 2 миллионные доли (0,0002 %) в год, в основном из-за сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов).

Имеется скептическое отношение к геоинженерным методам изъятия углекислоты из атмосферы, в частности, к предложениям захоранивать углекислый газ в тектонических трещинах или закачивать его в породы на океанском дне: изъятие 50 миллионных долей газа по этой технологии будет стоить, по меньшей мере, 20 триллионов долларов, что в два раза больше национального долга США.

Тектоника литосферных плит

На протяжении длительных отрезков времени тектонические движения плит перемещают континенты, формируют океаны, создают и разрушают горные хребты, то есть создают поверхность, на которой существует климат. Недавние исследования показывают, что тектонические движения усугубили условия последнего ледникового периода: около 3 млн лет назад северо- и южноамериканская плиты столкнулись, образовав Панамский перешеек и закрыв пути для прямого смешивания вод Атлантического и Тихого океанов.

Солнечное излучение

Солнце является основным источником тепла в климатической системе. Солнечная энергия, превращённая на поверхности Земли в тепло, является неотъемлемой составляющей, формирующей земной климат. Если рассматривать длительный период времени, то в этих рамках Солнце становится ярче и выделяет больше энергии, так как развивается согласно главной последовательности. Это медленное развитие влияет и на земную атмосферу. Считается, что на ранних этапах истории Земли Солнце было слишком холодным для того, чтобы вода на поверхности Земли была жидкой, что привело к т. н. «парадоксу слабого молодого Солнца».

На более коротких временных отрезках также наблюдаются изменения солнечной активности: 11-летний солнечный цикл и более длительные модуляции. Однако 11-летний цикл возникновения и исчезновения солнечных пятен не отслеживается явно в климатологических данных. Изменение солнечной активности считается важным фактором наступления малого ледникового периода, а также некоторых потеплений, наблюдаемых между 1900 и 1950 годами. Циклическая природа солнечной активности ещё не до конца изучена; она отличается от тех медленных изменений, которые сопутствуют развитию и старению Солнца.

Изменения орбиты

По своему влиянию на климат изменения земной орбиты сходны с колебаниями солнечной активности, поскольку небольшие отклонения в положении орбиты приводят к перераспределению солнечного излучения на поверхности Земли. Такие изменения положения орбиты называются циклами Миланковича, они предсказуемы с высокой точностью, поскольку являются результатом физического взаимодействия Земли, её спутника Луны и других планет. Изменения орбиты считаются главными причинами чередования гляциальных и интергляциальных циклов последнего ледникового периода. Результатом прецессии земной орбиты являются и менее масштабные изменения, такие как периодическое увеличение и уменьшение площади пустыни Сахара.

Вулканизм

Одно сильное извержение вулкана способно повлиять на климат, вызвав похолодание длительностью несколько лет. Например, извержение вулкана Пинатубо в 1991 году существенно повлияло на климат. Гигантские извержения, формирующие крупнейшие магматические провинции, случаются всего несколько раз в сто миллионов лет, но они влияют на климат в течение миллионов лет и являются причиной вымирания видов. Первоначально предполагалось, что причиной похолодания является выброшенная в атмосферу вулканическая пыль, поскольку она препятствует достигнуть поверхности Земли солнечному излучению. Однако измерения показывают, что большая часть пыли оседает на поверхности Земли в течение шести месяцев.

Вулканы являются также частью геохимического цикла углерода. На протяжении многих геологических периодов диоксид углерода высвобождался из недр Земли в атмосферу, нейтрализуя тем самым количество СО 2 , изъятого из атмосферы и связанного осадочными породами и другими геологическими поглотителями СО 2 . Однако этот вклад не сравнится по величине с антропогенной эмиссией оксида углерода, которая, по оценкам Геологической службы США, в 130 раз превышает количество СО 2 , эмитированного вулканами.

Антропогенное воздействие на изменение климата

Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат. В некоторых случаях причинно-следственная связь прямая и недвусмысленная, как, например, при влиянии орошения на температуру и влажность, в других случаях эта связь менее очевидна. Различные гипотезы влияния человека на климат обсуждались на протяжении многих лет.

Главными проблемами сегодня являются: растущая из-за сжигания топлива концентрация СО 2 в атмосфере, аэрозоли в атмосфере, влияющие на её охлаждение, и цементная промышленность. Другие факторы, такие как землепользование, уменьшение озонового слоя, животноводство и вырубка лесов, также влияют на климат.

Сжигание топлива

Начав расти во время промышленной революции в 1850-х годах и постепенно ускоряясь, потребление человечеством топлива привело к тому, что концентрация СО 2 в атмосфере возросла с ~280 чнм до 380 чнм. При таком росте спроецированная на конец 21-го века концентрация будет составлять более 560 чнм. Известно, что сейчас уровень СО 2 в атмосфере выше, чем когда-либо за последние 750 000 лет. Вместе с увеличивающейся концентрацией метана эти изменения предвещают рост температуры на 1.4-5.6°С в промежутке между 1990 и 2040 годами.

Аэрозоли

Считается, что антропогенные аэрозоли, особенно сульфаты, выбрасываемые при сжигании топлива, влияют на охлаждение атмосферы. Полагают, что это свойство является причиной относительного «плато» на графике температур в середине XX века.

Цементная промышленность

Производство цемента является интенсивным источником выбросов СО 2 . Диоксид углерода образуется, когда карбонат кальция (CaCO 3) нагревают, чтобы получить ингредиент цемента оксид кальция (СаО или негашёная известь). Производство цемента является причиной приблизительно 5 % выбросов СО 2 индустриальных процессов (энергетический и промышленный сектора). При затворении цемента то же количество СО 2 поглощается из атмосферы при протекании обратной реакции СаО + СО 2 = СаСО 3 . Поэтому производство и потребление цемента изменяет только локальные концентрации СО 2 в атмосфере, не изменяя среднее значение.

Землепользование

Существенное влияние на климат оказывает землепользование. Орошение, вырубка лесов и сельское хозяйство коренным образом меняют окружающую среду. Например, на орошаемой территории изменяется водный баланс. Землепользование может изменить альбедо отдельно взятой территории, поскольку изменяет свойства подстилающей поверхности и тем самым количество поглощаемого солнечного излучения.

Скотоводство

Согласно отчету ООН «Длинная тень скотоводства» от 2006 года скот является причиной 18 % выбросов парниковых газов в мире. Это включает в себя и изменения в землепользовании, то есть вырубку леса под пастбища. В тропических лесах Амазонки 70 % вырубки лесов производится под пастбища, что послужило основной причиной, почему Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) в сельскохозяйственном отчёте за 2006 год включила землепользование в сферу влияния скотоводства. В дополнение к выбросам СО 2 , скотоводство является причиной выброса 65 % оксида азота и 37 % метана, имеющих антропогенное происхождение.

Этот показатель был пересмотрен в 2009 году двумя учёными из Worldwatch Institute: они оценили вклад животноводства в выбросы парниковых газов в 81 % общемирового.

Взаимодействие факторов

Влияние на климат всех факторов, как естественных, так и антропогенных, выражается единой величиной - радиационным прогревом атмосферы в Вт/м 2 .

Извержения вулканов, оледенения, дрейф континентов и смещение полюсов Земли - мощные природные процессы, влияющие на климат Земли. В масштабе нескольких лет вулканы могут играть главную роль. В результате извержения вулкана Пинатубо в 1991 года на Филиппинах на высоту 35 км было заброшено столько пепла, что средний уровень солнечной радиации снизился на 2,5 Вт/м 2 . Однако эти изменения не являются долгосрочными, частицы относительно быстро оседают вниз. В масштабе тысячелетий определяющим климат процессом будет, вероятно, медленное движение от одного ледникового периода к следующему.

В масштабе нескольких столетий на 2005 год по сравнению с 1750 годом имеется комбинация разнонаправленных факторов, каждый из которых значительно слабее, чем результат роста концентрации в атмосфере парниковых газов, оцениваемый как прогрев на 2,4-3,0 Вт/м 2 . Влияние человека составляет менее 1 % от общего радиационного баланса, а антропогенное усиление естественного парникового эффекта - примерно 2 %, с 33 до 33,7 град С. Таким образом, средняя температура воздуха у поверхности Земли увеличилась с доиндустриальной эпохи (примерно с 1750 года) на 0,7 °С

Избранная библиография

Соглашения на глобальном и региональном уровне

Порфирьев Б.Н., Катцов В.М., Рогинко С.А. - Изменения климата и международная безопасность (2011)

Сафонов Г.В. - Опасные последствия глобального изменения климата (2006)

Статьи

Авдеева Т.Г. - Перспективы международных переговоров по изменению климата: по следам Копенгагенской конференции ООН (2010)

Айдаралиев А.А. - Глобальное изменение климата и устойчивое развитие горных районов Кыргызской Республики (2013)

Агальцева Н. - Воздействие изменения климата на водные ресурсы Узбекистана (2010)

Астафьева Н.М., Раев М.Д., Комарова Н.Ю. - Региональная неоднородность климатических изменений (2008)

Артыкова Ф.Я., Азимова Г.У., Ишниязова Ф.А. - О факторах, влияющих на метеорологические условия и водные ресурсы урбанизированных территорий (2018)

Борисова Е.А. - Эволюция взглядов на изменение климата в Центральной Азии (2013)

Васильцов В.С., Яшалова Н.Н. - Климатическая политика в инновационной экономике: национальный и международный аспекты (2018)

Вирт Д.А - Глобальное управление в сфере изменения климата. Парижское соглашение: новый компонент климатического режима ООН (2017)

Гетьман А.П., Лозо В.И. - Правовая защита климата Земли: историческая динамика, основные компоненты и перспективы развития Киотского процесса (2012)

Демирчян К.С., Кондратьев К.Я., Демирчян К.К. - Глобальное потепление и «Политика» его предотвращения (2010)

Добрецов Н.Л. - Климат во времени и пространстве (2010)