1. ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ И ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ КЛИМАТА

     Глобальное  потепление — процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмосферы Земли и Мирового океана в XX и XXI веках

     Колоссальное  могущество природы: наводнение, стихии, бури, подъём уровня моря. Изменение  климата меняет образ нашей планеты. Причуды погоды уже не являются чем-то необычным, это становится нормой. Лёд  на нашей планете тает и это меняет всё. Моря поднимутся, города могут быть затоплены и миллионы людей могут погибнуть. Ни один прибрежный район не убежит от ужасных последствий.

     Глобальное  потепление, мы постоянно слышим это  выражение, но за знакомыми словами  стоит пугающая действительность. Наша планета нагревается и это оказывает катастрофический эффект на ледяные шапки земли. Температура поднимается, лёд начинает таять, море начинает подниматься. По всему миру уровень океана поднимается в 2 раза быстрее чем 150 лет назад. В 2005 году 315 куб км льда из Гренландии и Антарктики растаяли в море, для сравнения в городе Москва в год используется 6 куб км воды – это глобальное таяние. В 2001 году учёные прогнозировали что к концу века уровень моря поднимется на 0.9 метра. Это повышение уровня воды достаточное что бы повлиять на более 100 млн. людей во всём мире, но уже сейчас многие специалисты опасаются, что их прогнозы могут быть неверными. Даже по консервативным расчётам прогнозируется, что в течении следующих 60 лет, повышение уровня моря уничтожит четверть всех домов находящиеся в 150-ти метрах от побережья. Последние исследования рисуют более тревожную картину. К концу столетия уровень моря может подняться на целых 6 метров и это всё может произойти со всеми нами из-за таяния.

     Помимо  повышения уровня Мирового океана повышение  глобальной температуры также приведёт к изменениям в количестве и распределении атмосферных осадков. В результате могут участиться природные катаклизмы, такие как наводнения, засухи, ураганы и другие, понизится урожай сельскохозяйственных культур на пострадавших территориях и повысится - в остальных зонах (за счёт увеличения концентрации углекислого газа). Потепление должно, по всей вероятности, увеличивать частоту и масштаб таких явлений.

     Еще в 1827 году французский физик Жозеф  Фурье предположил, что атмосфера  земли выполняет функцию своего рода стекла в теплице: воздух пропускает солнечное тепло, не давая ему при этом испариться обратно в космос. И он был прав. Этот эффект достигается благодаря некоторым атмосферным газам второстепенного значения, каковыми являются, например, водяные испарения и углекислый газ. Они пропускают видимый и «ближний» инфракрасный свет, излучаемый солнцем, но поглощают «далекое» инфракрасное излучение, имеющее более низкую частоту и образующееся при нагревании земной поверхности солнечными лучами. Если бы этого не происходило, Земля была бы примерно на 30 градусов холоднее, чем сейчас, и жизнь бы на ней практически замерла.

     Исходя  из того, что «естественный» парниковый эффект – это устоявшийся, сбалансированный процесс, вполне логично предположить, что увеличение концентрации «парниковых» газов в атмосфере должно привести к усилению парникового эффекта, который в свою очередь приведет к глобальному потеплению климата. Количество СО2 в атмосфере неуклонно растет вот уже более века из–за того, что в качестве источника энергии стали широко применяться различные виды ископаемого топлива (уголь и нефть). Кроме того, как результат человеческой деятельности в атмосферу попадают и другие парниковые газы, например метан, закись азота и целый ряд хлоросодержащих веществ. Несмотря на то, что они производятся в меньших объемах, некоторые из этих газов куда более опасны с точки зрения глобального потепления, чем углекислый газ.

     Изменения концентрации парниковых газов и  аэрозоля в атмосфере и интенсивное  освоение новых земель в некоторых  регионах земного шара воздействуют на поглощение, рассеяние и излучение тепловой радиации в климатической системе. Это, в свою очередь, вызывает изменения (положительные или отрицательные) глобального радиационного баланса.

     Углекислый  газ С0₂ — наиболее важный парниковый газ. Его концентрация в 2005 году увеличилась на 35% (с 280 млн^–1 до 379 млн^–1) по сравнению с доиндустриальным периодом — до 1750 года. (Напомним, что концентрация парникового газа измеряется количеством молекул данного газа, содержащегося в миллионе (млн^–1) или миллиарде (млрд^–1) молекул атмосферного воздуха.)

     Метан СН₄ — второй по значимости парниковый газ. Его концентрация по сравнению с доиндустриальным периодом увеличилась в 1,5 раза (с 715 млрд^–1 до 1774 млрд^–1).

     Концентрация  закиси азота (N₂0) за то же время увеличилась на 18%

(с 270 млрд^–1до 319 млрд^–1).

     Концентрации  других парниковых газов в атмосфере  также возросли, и что особенно примечательно, резко увеличилась  скорость их роста за последние 250 лет. Так, концентрация СО₂ возросла на 20 млн^–1 за 8 тыс. лет, которые предшествовали началу индустриализации, и эти изменения были обусловлены естественными причинами. Однако с 1750 года она выросла почти на 100 млн^–1, причем ежегодный прирост был особенно быстрым (1,9 млн^–1) в последние 10 лет .

     Примерно  65% антропогенной эмиссии СО₂ в атмосферу связано со сжиганием ископаемого топлива — нефти, газа, угля и др., и 35% — с уменьшением его стока, вызванного освоением новых земель и массовой вырубкой лесов. При этом примерно 45% от общей эмиссии СО₂ остается в атмосфере, 30% поглощается океаном, а остальная часть усваивается биосферой.

     Суммарное радиационное воздействие всех парниковых газов на климатическую систему  составляет +2,63 Вт/м². Принято считать, что эта величина оценена с высокой степенью достоверности. Прямое воздействие всех типов аэрозолей на климат, напротив, способствует похолоданию (–0,5 Вт/м²), однако величина этого воздействия определена не так точно. Опосредованное влияние аэрозоля на климат может быть еще большим (–0,7 Вт/м²) за счет изменения альбедо водяных облаков, но и это влияние пока не удалось рассчитать с достаточной достоверностью. Суммарное антропогенное радиационное воздействие на глобальный климат (+1,6 Вт/м²) теперь определено точнее, чем ранее.

     Газовый состав атмосферы будет меняться и далее за счет роста концентрации парниковых газов, по крайней мере, в течение первой половины XXI века.

     Потепление  климата может привести к смещению видов ареалов к полярным зонам  и увеличить вероятность вымирания  малочисленных видов - обитателей прибрежных зон и островов, чье существование в настоящее время находится под угрозой.

     Потепление  климата спровоцировало появление  у берегов Антарктиды гигантских королевских крабов. В популяции, живущей на глубине 850 метров, ученые насчитали 1,5 млн. особей. Эти огромные крабы, размеры которых вместе с клешнями, достигают одного метра, не появлялись у берегов Антарктиды уже 14 млн. лет. Причину этого уникального явления ученые видят в потеплении климата.

     Антарктический  полуостров – одно из мест на Земле, где потепление климата проявляется сильнее всего. Соответственно, и воды в океане у его берегов нагреваются очень быстро. Появление крабов в этом месте означает, что температура воды там не опускается ниже 1,4 градусов Цельсия. В более холодной воде они просто не выживают.

     Средняя глобальная температура продолжает увеличиваться, и за последние сто  лет (1906–2005 гг.) она выросла на 0,74±0,18°С. Средняя скорость потепления, рассчитанная для последних 50 лет (0,13±0,03°С за 10 лет), в два с половиной раза больше, чем та же величина, рассчитанная для последних ста лет, и это хорошо согласуется с расчетами по климатическим моделям, которые учитывают известный рост парниковых газов в атмосфере. Однако если подставить в те же модели постоянные концентрации парниковых газов и аэрозоля, соответствующие доиндустриальному периоду, то в этих моделях глобальная температура в конце XX века расти не будет.

     На  территории России потепление за последние 35 лет оказалось более резким по сравнению с глобальным (1971–2005 гг.): с 1951–1970 гг. температура выросла на 1,52°С. Потепление маскируется большой естественной изменчивостью температуры: в отдельные годы в некоторых регионах возможны и похолодания. Однако при осреднении за большие интервалы времени (20 лет и более) потепление проявляется особенно отчетливо. За те же последние 35 лет наблюдались уменьшение осадков в теплое время года на территории России и рост годового стока на многих крупных реках, а также его внутрисезонное перераспределение (подробнее об этом будет рассказано ниже). Изменились условия ледовитости в окраинных морях Северного Ледовитого океана и в устьях северных рек. Зимой во многих регионах стало больше дней с оттепелью.

     Чтобы понять что произойдёт, когда лёд растает, учёным необходимо изучать процессы которые вызываю таяние. Современные передовые технологии способны открыть древнюю историю наше планеты, изучая изменения которые имели место в прошлом и они надеются предсказать наше будущее.

     Некоторые исследователи считают, что глобальное потепление — это миф, часть учёных отвергает возможность влияния человека на этот процесс. Есть те, кто не отрицает факт потепления и допускает его антропогенный характер, но не соглашается с тем, что наиболее опасными из воздействий на климат являются промышленные выбросы парниковых газов. 

                              2. ПРИЧИНЫ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ

     Существует  научный консенсус, что текущее глобальное потепление с высокой вероятностью объясняется деятельностью человека.

     На  планете стало теплее, с этим можно  не спорить. В средней полосе России уже начинают забывать, что такое  валенки, а африканская пустыня  Сахара каждый год увеличивается на сотни тысяч гектаров и сжирает оазисы. Глобальное потепление, безусловно, существует, причем уже много столетий. И сейчас ученые постарались найти простое объяснение этому процессу.

     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.

     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.

     Есть  множество иных объяснений возможного текущего повышения средней температуры  земной поверхности, без привлечения роли промышленных парниковых газов, в том числе:

• Наблюдаемое потепление находится в пределах естественной изменчивости климата и не нуждается в отдельном объяснении
• Потепление является результатом выхода из холодного Малого ледникового периода
• Потепление наблюдается слишком непродолжительное время, поэтому нельзя достаточно уверенно сказать, происходит ли оно вообще

   Следует учитывать, что кроме влияния  антропогенных факторов, климат на нашей планете безусловно зависит от многих процессов, происходящих в системе Земля — Солнце — Космос. Кроме случайных, но многократных за историю Земли и катастрофических по своим последствиям столкновений с крупными астероидами и кометами, земная атмосфера испытывает и периодически повторяющиеся воздействия планетарного и космического происхождения. Можно выделить четыре группы таких циклов.

   «Сверхдлинные» — по 150−300 миллионов лет — характеризуются самыми значительными изменениями климата на Земле. Они, вероятнее всего, связаны с периодом обращения Солнца вокруг центра масс нашей Галактики и прохождениями Солнечной системы через области Млечного пути с различной плотностью газо-пылевого вещества, которое в зависимости от своего состава, может как экранировать излучение Солнца, так и усиливать на нём интенсивность термоядерных реакций.