Зміст
Введення - 2
Стан і проблеми природного середовища - 2
Проблема вуглекислоти - 7
Причини зростання концентрації вуглекислоти - 10
Погляд зсередини «гарячої» області - Сибіру - 12
Світові кліматичні «сюрпризи» 1996 і 1997 рр.. - 13
Вплив кліматичної проблеми на прикладі Європи і США - 17
Наслідки змін клімату - 19
Екологічне прогнозування - 21
Практична частина - 23
Література - 29
Введення
Охорона навколишнього природного середовища і раціональне використання природних ресурсів - одне з актуальних глобальних проблем сучасності. Її рішення нерозривно пов'язане з боротьбою за мир на Землі, за запобігання ядерної катастрофи, роззброєння, мирне співіснування і взаємовигідне співробітництво держав.
Стан і проблеми природного середовища
Сучасне людство живе в епоху небувалого розвитку науково-технічного прогресу, що супроводжується активним впливом на природне середовище. І хоча в останні десятиліття вживаються заходи з його охорони і оздоровлення, тим не менше, загальний стан навколишнього середовища продовжує погіршуватися.
Масштаби впливу господарської діяльності на природне середовище стали воістину гігантськими. Надходження у води суші і океану, в атмосферу і грунту різних хімічних сполук (а їх приблизно 100 тис.), що утворюються в результаті виробничої діяльності людини, в десятки разів перевершує природне надходження речовин при вивітрюванні гірських порід і вулканізм. Щорічно з надр Землі витягується понад 100 млрд. т корисних копалин, виплавляється 800 млн. т різних металів, виробляється більше 60 млн. т невідомих у природі синтетичних матеріалів, вноситься в грунти сільськогосподарських угідь понад 500 млн. т мінеральних добрив і приблизно 3 млн. т різних отрутохімікатів, 1 / 3 яких змивається поверхневими стоками у водойми або затримується в атмосфері (при розсіюванні з літаків). Кількість заліза, що надходить антропогенним шляхом у природне середовище, склало за останні 150 років близько 6,5 млрд. т, а можливі наслідки "озалізнений" земної кори поки не відомі. На порядок збільшилося надходження в навколишнє середовище свинцю і кадмію - елементів з високими токсичними властивостями.
Людство використовує для іригації, промислового виробництва, побутового постачання понад 13% річкового стоку і скидає у водойми щорічно більше 500 млрд. м3 промислових і комунальних стоків. Їх нейтралізація вимагає (в залежності від ступеня очищення) 5-12-кратного розведення природного чистою водою. Не менш ніж удвічі збільшився твердий стік в океан, який становить зараз 17,4 млрд. т на рік. Тільки у водосховищах накопичення продуктів розмиву суші становить 13,4 млрд. т на рік. У цілому під впливом антропогенного чинника знесення з суші зріс приблизно в 2,5 рази і складає щорічно 50 млрд. т речовини в твердої, рідкої і газоподібної формі.
У результаті спалювання палива в атмосферу щорічно надходить понад 20 млрд. т двоокису вуглецю і понад 700 млн. т інших паро-та газоподібних сполук і твердих частинок. Серйозною проблемою стають надлишок сірки в навколишньому середовищі і забруднення сполуками сірки повітря і поверхневих вод. В даний час техногенне надходження сірки в 7 разів перевищує таке при природних природних процесах; при спалюванні низьких сортів вугілля і мазуту в атмосферу виділяється 150 млн. т сірчистого газу на рік. Як відомо, у вологому повітрі SO 2 утворює сірчану кислоту, яка разом з дощами випадає на землю. Коли в повітря і грунт потрапляють металевий пил або розчинені у воді метали, то утворюються ще більш отруйні солі сірчаної кислоти, що вбивають все живе. Особливо небезпечні солі кадмію, ртуті, свинцю.
При аналізі забруднення середовища слід враховувати не лише пряме забруднення внаслідок втрат сировини і побічних відходів індустрії, які коливаються від 2 до 33%, але і розсіювання речовини в процесі використання готової продукції з-за її корозії, зносу, механічного стирання і т.п .
А так як енергетичні потужності в світі подвоюються кожні 12 років і обсяг промислової продукції - кожні 15 років, то слід очікувати, що до 2000 р. індустріальна навантаження на природне середовище зросте в 2,5-3 рази, навіть при врахуванні очисних заходів, які поки недостатньо ефективні.
Своєю діяльністю людина не тільки порушує геохімічний кругообіг, але і робить істотний вплив на енергетичний баланс у природі. Він звільняє енергію фотосинтезу, накопичену в родовищах горючих копалин, інтенсивно використовує гідроенергію, а останнім часом енергію атома і сонця. У районах земної кулі з високою концентрацією населення та промислового виробництва масштаби вироблюваної людиною енергії стали порівнянними з енергією радіаційного балансу і роблять помітний вплив на зміну параметрів мікроклімату. Виникли зони з помітним термальним забрудненням, які виявляють тенденцію до розширення. Збільшення надходження тепла в атмосферу може мати не тільки місцеві, але й глобальні екологічні наслідки.
Посилення техногенного впливу на природне середовище породило цілий ряд екологічних проблем, з них найгостріші пов'язані зі станом атмосферного повітря, водних і земельних ресурсів.
У порівнянні з іншими компонентами геосфери атмосфера має ряд властивих тільки їй особливостей - високу рухливість, мінливість складових її елементів, своєрідність молекулярних реакцій, в яких можуть брати участь і інертні гази. Стан атмосфери визначає тепловий режим поверхні Землі, озоновий екран захищає нашу планету від зайвої ультрафіолетової радіації. Співвідношення тепла і вологи в атмосфері - основна причина існування географічних зон на Землі, що визначають особливості режиму річок, грунтово-рослинного покриву і важливі процеси формування рельєфу.
Людина може не тільки прямо, але і побічно впливати на атмосферу і відбуваються в ній. Особливо сильні непрямі впливу господарської діяльності на місцевий клімат і клімат цілих районів - зведення лісів, розорювання великих територій, міжбасейнового перекидання вод, великі меліоративні роботи (іригація, осушення), видобуток корисних копалин, спалювання викопного палива, військові дії і т.п.
За підрахунками вчених, кількість кисню в атмосфері щорічно зменшується більш ніж на 10 млн. тонн. Якщо і надалі буде продовжуватися його витрачання в таких розмірах, то дві третини сумарної кількості вільного кисню атмосфери та гідросфери будуть вичерпані за 100 з лишком тисяч років. Відповідно вміст вуглекислого газу в атмосфері досягне надмірної концентрації.
Тому одним з найважливіших результатів, що привертають до себе увагу вчених і широко обговорюються в літературі, є підвищення концентрації вуглекислого газу в атмосфері. Разом з тим збільшується його поглинання через фотосинтез, водами океану, вапняками і каустобиолитов. Є розрахунки, що подвоєння кількості СО 2 в атмосфері підвищить середню планетарну температуру на 1,5-2 градуси в результаті "парникового ефекту". Слід зазначити, що в останні 70 років дійсно спостерігається підняття рівня Світового океану в середньому на 1,5 мм на рік. Вважають, що одна з причин цього - танення льодовиків, що відбувається внаслідок потепління клімату. Швидке танення льодовиків може призвести до сильної перебудові всієї природного середовища. Так, можливий підйом рівня Світового океану на 5 м, затоплення низовин і в зв'язку з цим необхідність переселення майже мільярда чоловік.
Таким чином, зміна природних умов - потужний фактор, що впливає на життя суспільства, і їх необхідно враховувати при глобальному прогнозуванні. особливо на тривалий час.
Так, якщо погодиться з розрахунками деяких вчених, то вже до кінця першої чверті ХХІ ст. в результаті потепління, викликаного збільшенням концентрації СО 2 в атмосфері, клімат Москви буде подібний сучасному клімату вологого Закавказзя. Відбудеться перебудова всієї системи циркуляції атмосфери з відповідними змінами термічного режиму і зволоження. Почнеться процес переформування географічних зон з їх "зміщенням" у більш високі широти на відстань, що досягає 15 градусів. При цьому необхідно враховувати, що атмосфера - дуже динамічна система і може змінюватися надзвичайно швидко; що ж стосується інших компонентів геосфери, то вони більш консервативні. Так, для корінних змін грунтового покриву необхідні сотні років. Можлива ситуація, коли самі родючі грунти, наприклад чорноземи, опиняться в кліматичних умовах пустель, а і без того перезволожені та заболочені тайгові землі будуть отримувати ще більше опадів. Площі пустель можуть різко збільшитися. Адже навіть в даний час процеси опустелювання розвиваються на 50-70 тис. кв. км оброблюваних площ. Іншими словами, земельний фонд нашої планети може зазнати кардинальних якісних змін. Цілком реальна ситуація, при якій гідрометеорологічні параметри не будуть відповідати грунтовому покриву, сформованому в інших кліматичних умовах. А це в свою чергу сильно відіб'ється на врожайності сільськогосподарських культур. Подібного роду зміни, якщо вони відбудуться, викличуть необхідність грандіозних меліоративних робіт, міжбасейнового перекидань вод, зміни традиційних методів ведення господарства, спеціалізації у вирощуванні сільськогосподарських культур і т.д., що в свою чергу вимагає величезних коштів і зусиль.
Припускають також, що доказом потепління є і збільшення частоти засух, особливо в помірних широтах північної півкулі. У той же час будь-яка різка зміна кліматичних умов на великих площах буде рівноцінно цієї екологічної катастрофи. Припускають, що підтоплення околиць материків і зміна їх гідрографії позначаться і на підземній "гідросфері". Реакцією може стати зміна режиму переміщення ділянок земної кори на материках. Припускають, що XXI століття може виявитися часом планетарної антропогенної активізації сейсмічних процесів, а можливо, і інших проявів внутрішніх сил Землі.
Крім того, різкі швидкі зміни клімату на величезних площах можуть призвести і до тяжких економічних наслідків, так як зажадають переорієнтації багатьох галузей світової економіки, в тому числі сільського господарства та виробництва енергії.
Є розрахунки фізиків, згідно з якими при подвоєнні концентрації СО 2 в атмосфері температура повітря підвищиться не більше ніж на 0,04 градусів за Цельсієм. Таким чином, підвищення концентрації СО 2 в таких масштабах скоріше може виявитися корисним для сільськогосподарського виробництва, тому що має супроводжуватися підвищенням інтенсивності фотосинтезу (на 2-3%).
У даний час концентрація вуглекислого газу в атмосфері складає 0,032% (у містах - 0,034%). Медики стверджують, що для здоров'я людини концентрація СО 2 в повітрі нешкідлива до рівня 1%, тобто людство має ще досить часу для вирішення цієї проблеми. Крім того, слід підкреслити, що багато прогнозів впливу СО 2 на навколишнє середовище спірні. Спірність ця відбувається тому, що моделі, на основі яких робляться відповідні прогнози, ще далекі від досконалості. Потрібні ще дуже докладні і детальні дослідження.
Проблема вуглекислоти
Серед осіб, які перед людством глобальних екологічних проблем проблема СО 2 - одна з найбільш дискусійних. Багато хто вважає її уявною, надуманою. І дійсно, поки немає реальних ознак потепління клімату, яке прогнозується деякими кліматологами і фізиками. Потепління, на їхню думку, має настати через збільшення парникового ефекту, який у свою чергу виникає в результаті накопичення в атмосфері вуглекислого газу антропогенного походження.
У четвертинний період, включаючи і наш час, вміст СО 2 в повітрі характеризуються дуже малими величинами. У ХIХ ст. вміст СО 2 в повітрі також було значно нижчий від сучасного. За останній час на земній кулі темпи накопичення цього газу в атмосфері безпрецедентно високі. Корисні чи шкідливі будуть його наслідки? Думки фахівців з цього приводу розходяться ...
Так, фізик М.І. Будико прогнозує збільшення концентрації атмосферного СО 2 у 2000 р. до 380 частин на мільйон, в 2025 р. - до 520 і в 2050г. - До 750. Середньорічна приземна глобальна температура повітря збільшиться, на його думку, в порівнянні з її значенням на початку ХХ ст. на 0,9 градусів за Цельсієм в 2000 р., на 1,8 градусів у 2025 р. і на 2,8 градусів у 2050 р.
М.І. Будико формулює свою точку зору в такий спосіб: "Розглядаючи процес збіднення атмосфери вуглекислим газом, який переважав протягом останніх 100 мільйонів років, як безпосередню загрозу для існування біосфери у зв'язку зі зниженням продуктивності автотрофних рослин і можливістю повного заледеніння Землі. Слід вважати, що сучасне антропогенне вплив на біосферу сприяє усуненню цієї загрози.
Багато сторін процесу глобального потепління можуть бути сприятливими для людства (підвищення продуктивності рослин, розширення можливостей господарського використання територій з холодним кліматом і т.д.). Однак слід враховувати неминучість низки труднощів, які виникнуть у зв'язку з цим процесом. Головна з них - необхідність у відносно короткий термін пристосувати багато галузей господарської діяльності до умов швидко мінливого клімату та інших компонентів природного середовища ".
На думку фізика В.І. Лебедєва, збільшення концентрації СО 2 в повітрі взагалі не повинно позначитися на земному кліматі, тоді як продуктивність наземної рослинності, і зокрема зернових, буде підвищуватися.
Фізик Б.М. Смирнов також вказує на можливість збільшення врожаїв. У зв'язку з цим накопичення вуглекислого газу в атмосфері ним розглядається як фактор, сприятливий для людства.
Питання про збільшення продуктивності наземних рослин в результаті зростання концентрації СО 2 в повітрі, проте, далеко не такий простий, як про це пишуть автори оптимістичних прогнозів.
Швидше за все невірні ті твердження деяких фізиків, що біосфера вже зараз виконує функцію буфера і асимілює тим більше СО 2, чим більше його надходить в атмосферу. Біосфера поки не виконує такої функції. Навпаки, під дією зростаючої антропогенного навантаження вона руйнується і стає джерелом величезних кількостей СО 2.
Песимістичні прогнози наслідків антропогенного потепління клімату засновані на уявленні про існування динамічної рівноваги між усіма компонентами природного середовища та небезпеки порушення цієї рівноваги. Зокрема, антропогенне потепління клімату і пов'язане з ним зменшення, а потім і зникнення мас снігу і льоду у високих широтах і на полюсах Землі значно послаблять меридіональну атмосферну циркуляцію і, як наслідок цього, зволоженість материків. Якими б не були наслідки збільшення СО 2 в повітрі, їх позитивний ефект не йде ні в яке порівняння з негативним (танення материкових льодовиків і деградація багаторічної мерзлоти), який неминучий у випадку "антропогенного перегріву" Землі.
Як вже зазначалося, за останні 250-300 років рівень Світового океану підвищувався в середньому на 1 мм на рік. У 20-х роках ХХ ст. піднесення його досяг 1,4-1,5 мм на рік, що еквівалентно щорічному збільшенню океанічної водної маси на 520-540 куб. км. Передбачається, що в 20-х роках XXI ст. швидкість підвищення океанічного рівня перевищить 0,5 см в рік.
Найзначніші масштаби прогнозоване антропогенне потепління клімату має мати в Арктиці і Субарктіке. Тут вже на початку XXI ст. можуть статися деградація багаторічної мерзлоти і просідання льодистих порід. Всім містам, селищам і комунікацій, побудованим на таких породах, загрожує руйнування. Введення - 2
Стан і проблеми природного середовища - 2
Проблема вуглекислоти - 7
Причини зростання концентрації вуглекислоти - 10
Погляд зсередини «гарячої» області - Сибіру - 12
Світові кліматичні «сюрпризи» 1996 і 1997 рр.. - 13
Вплив кліматичної проблеми на прикладі Європи і США - 17
Наслідки змін клімату - 19
Екологічне прогнозування - 21
Практична частина - 23
Література - 29
Введення
Охорона навколишнього природного середовища і раціональне використання природних ресурсів - одне з актуальних глобальних проблем сучасності. Її рішення нерозривно пов'язане з боротьбою за мир на Землі, за запобігання ядерної катастрофи, роззброєння, мирне співіснування і взаємовигідне співробітництво держав.
Стан і проблеми природного середовища
Сучасне людство живе в епоху небувалого розвитку науково-технічного прогресу, що супроводжується активним впливом на природне середовище. І хоча в останні десятиліття вживаються заходи з його охорони і оздоровлення, тим не менше, загальний стан навколишнього середовища продовжує погіршуватися.
Масштаби впливу господарської діяльності на природне середовище стали воістину гігантськими. Надходження у води суші і океану, в атмосферу і грунту різних хімічних сполук (а їх приблизно 100 тис.), що утворюються в результаті виробничої діяльності людини, в десятки разів перевершує природне надходження речовин при вивітрюванні гірських порід і вулканізм. Щорічно з надр Землі витягується понад 100 млрд. т корисних копалин, виплавляється 800 млн. т різних металів, виробляється більше 60 млн. т невідомих у природі синтетичних матеріалів, вноситься в грунти сільськогосподарських угідь понад 500 млн. т мінеральних добрив і приблизно 3 млн. т різних отрутохімікатів, 1 / 3 яких змивається поверхневими стоками у водойми або затримується в атмосфері (при розсіюванні з літаків). Кількість заліза, що надходить антропогенним шляхом у природне середовище, склало за останні 150 років близько 6,5 млрд. т, а можливі наслідки "озалізнений" земної кори поки не відомі. На порядок збільшилося надходження в навколишнє середовище свинцю і кадмію - елементів з високими токсичними властивостями.
Людство використовує для іригації, промислового виробництва, побутового постачання понад 13% річкового стоку і скидає у водойми щорічно більше 500 млрд. м3 промислових і комунальних стоків. Їх нейтралізація вимагає (в залежності від ступеня очищення) 5-12-кратного розведення природного чистою водою. Не менш ніж удвічі збільшився твердий стік в океан, який становить зараз 17,4 млрд. т на рік. Тільки у водосховищах накопичення продуктів розмиву суші становить 13,4 млрд. т на рік. У цілому під впливом антропогенного чинника знесення з суші зріс приблизно в 2,5 рази і складає щорічно 50 млрд. т речовини в твердої, рідкої і газоподібної формі.
У результаті спалювання палива в атмосферу щорічно надходить понад 20 млрд. т двоокису вуглецю і понад 700 млн. т інших паро-та газоподібних сполук і твердих частинок. Серйозною проблемою стають надлишок сірки в навколишньому середовищі і забруднення сполуками сірки повітря і поверхневих вод. В даний час техногенне надходження сірки в 7 разів перевищує таке при природних природних процесах; при спалюванні низьких сортів вугілля і мазуту в атмосферу виділяється 150 млн. т сірчистого газу на рік. Як відомо, у вологому повітрі SO 2 утворює сірчану кислоту, яка разом з дощами випадає на землю. Коли в повітря і грунт потрапляють металевий пил або розчинені у воді метали, то утворюються ще більш отруйні солі сірчаної кислоти, що вбивають все живе. Особливо небезпечні солі кадмію, ртуті, свинцю.
При аналізі забруднення середовища слід враховувати не лише пряме забруднення внаслідок втрат сировини і побічних відходів індустрії, які коливаються від 2 до 33%, але і розсіювання речовини в процесі використання готової продукції з-за її корозії, зносу, механічного стирання і т.п .
А так як енергетичні потужності в світі подвоюються кожні 12 років і обсяг промислової продукції - кожні 15 років, то слід очікувати, що до 2000 р. індустріальна навантаження на природне середовище зросте в 2,5-3 рази, навіть при врахуванні очисних заходів, які поки недостатньо ефективні.
Своєю діяльністю людина не тільки порушує геохімічний кругообіг, але і робить істотний вплив на енергетичний баланс у природі. Він звільняє енергію фотосинтезу, накопичену в родовищах горючих копалин, інтенсивно використовує гідроенергію, а останнім часом енергію атома і сонця. У районах земної кулі з високою концентрацією населення та промислового виробництва масштаби вироблюваної людиною енергії стали порівнянними з енергією радіаційного балансу і роблять помітний вплив на зміну параметрів мікроклімату. Виникли зони з помітним термальним забрудненням, які виявляють тенденцію до розширення. Збільшення надходження тепла в атмосферу може мати не тільки місцеві, але й глобальні екологічні наслідки.
Посилення техногенного впливу на природне середовище породило цілий ряд екологічних проблем, з них найгостріші пов'язані зі станом атмосферного повітря, водних і земельних ресурсів.
У порівнянні з іншими компонентами геосфери атмосфера має ряд властивих тільки їй особливостей - високу рухливість, мінливість складових її елементів, своєрідність молекулярних реакцій, в яких можуть брати участь і інертні гази. Стан атмосфери визначає тепловий режим поверхні Землі, озоновий екран захищає нашу планету від зайвої ультрафіолетової радіації. Співвідношення тепла і вологи в атмосфері - основна причина існування географічних зон на Землі, що визначають особливості режиму річок, грунтово-рослинного покриву і важливі процеси формування рельєфу.
Людина може не тільки прямо, але і побічно впливати на атмосферу і відбуваються в ній. Особливо сильні непрямі впливу господарської діяльності на місцевий клімат і клімат цілих районів - зведення лісів, розорювання великих територій, міжбасейнового перекидання вод, великі меліоративні роботи (іригація, осушення), видобуток корисних копалин, спалювання викопного палива, військові дії і т.п.
За підрахунками вчених, кількість кисню в атмосфері щорічно зменшується більш ніж на 10 млн. тонн. Якщо і надалі буде продовжуватися його витрачання в таких розмірах, то дві третини сумарної кількості вільного кисню атмосфери та гідросфери будуть вичерпані за 100 з лишком тисяч років. Відповідно вміст вуглекислого газу в атмосфері досягне надмірної концентрації.
Тому одним з найважливіших результатів, що привертають до себе увагу вчених і широко обговорюються в літературі, є підвищення концентрації вуглекислого газу в атмосфері. Разом з тим збільшується його поглинання через фотосинтез, водами океану, вапняками і каустобиолитов. Є розрахунки, що подвоєння кількості СО 2 в атмосфері підвищить середню планетарну температуру на 1,5-2 градуси в результаті "парникового ефекту". Слід зазначити, що в останні 70 років дійсно спостерігається підняття рівня Світового океану в середньому на 1,5 мм на рік. Вважають, що одна з причин цього - танення льодовиків, що відбувається внаслідок потепління клімату. Швидке танення льодовиків може призвести до сильної перебудові всієї природного середовища. Так, можливий підйом рівня Світового океану на 5 м, затоплення низовин і в зв'язку з цим необхідність переселення майже мільярда чоловік.
Таким чином, зміна природних умов - потужний фактор, що впливає на життя суспільства, і їх необхідно враховувати при глобальному прогнозуванні. особливо на тривалий час.
Так, якщо погодиться з розрахунками деяких вчених, то вже до кінця першої чверті ХХІ ст. в результаті потепління, викликаного збільшенням концентрації СО 2 в атмосфері, клімат Москви буде подібний сучасному клімату вологого Закавказзя. Відбудеться перебудова всієї системи циркуляції атмосфери з відповідними змінами термічного режиму і зволоження. Почнеться процес переформування географічних зон з їх "зміщенням" у більш високі широти на відстань, що досягає 15 градусів. При цьому необхідно враховувати, що атмосфера - дуже динамічна система і може змінюватися надзвичайно швидко; що ж стосується інших компонентів геосфери, то вони більш консервативні. Так, для корінних змін грунтового покриву необхідні сотні років. Можлива ситуація, коли самі родючі грунти, наприклад чорноземи, опиняться в кліматичних умовах пустель, а і без того перезволожені та заболочені тайгові землі будуть отримувати ще більше опадів. Площі пустель можуть різко збільшитися. Адже навіть в даний час процеси опустелювання розвиваються на 50-70 тис. кв. км оброблюваних площ. Іншими словами, земельний фонд нашої планети може зазнати кардинальних якісних змін. Цілком реальна ситуація, при якій гідрометеорологічні параметри не будуть відповідати грунтовому покриву, сформованому в інших кліматичних умовах. А це в свою чергу сильно відіб'ється на врожайності сільськогосподарських культур. Подібного роду зміни, якщо вони відбудуться, викличуть необхідність грандіозних меліоративних робіт, міжбасейнового перекидань вод, зміни традиційних методів ведення господарства, спеціалізації у вирощуванні сільськогосподарських культур і т.д., що в свою чергу вимагає величезних коштів і зусиль.
Припускають також, що доказом потепління є і збільшення частоти засух, особливо в помірних широтах північної півкулі. У той же час будь-яка різка зміна кліматичних умов на великих площах буде рівноцінно цієї екологічної катастрофи. Припускають, що підтоплення околиць материків і зміна їх гідрографії позначаться і на підземній "гідросфері". Реакцією може стати зміна режиму переміщення ділянок земної кори на материках. Припускають, що XXI століття може виявитися часом планетарної антропогенної активізації сейсмічних процесів, а можливо, і інших проявів внутрішніх сил Землі.
Крім того, різкі швидкі зміни клімату на величезних площах можуть призвести і до тяжких економічних наслідків, так як зажадають переорієнтації багатьох галузей світової економіки, в тому числі сільського господарства та виробництва енергії.
Є розрахунки фізиків, згідно з якими при подвоєнні концентрації СО 2 в атмосфері температура повітря підвищиться не більше ніж на 0,04 градусів за Цельсієм. Таким чином, підвищення концентрації СО 2 в таких масштабах скоріше може виявитися корисним для сільськогосподарського виробництва, тому що має супроводжуватися підвищенням інтенсивності фотосинтезу (на 2-3%).
У даний час концентрація вуглекислого газу в атмосфері складає 0,032% (у містах - 0,034%). Медики стверджують, що для здоров'я людини концентрація СО 2 в повітрі нешкідлива до рівня 1%, тобто людство має ще досить часу для вирішення цієї проблеми. Крім того, слід підкреслити, що багато прогнозів впливу СО 2 на навколишнє середовище спірні. Спірність ця відбувається тому, що моделі, на основі яких робляться відповідні прогнози, ще далекі від досконалості. Потрібні ще дуже докладні і детальні дослідження.
Проблема вуглекислоти
Серед осіб, які перед людством глобальних екологічних проблем проблема СО 2 - одна з найбільш дискусійних. Багато хто вважає її уявною, надуманою. І дійсно, поки немає реальних ознак потепління клімату, яке прогнозується деякими кліматологами і фізиками. Потепління, на їхню думку, має настати через збільшення парникового ефекту, який у свою чергу виникає в результаті накопичення в атмосфері вуглекислого газу антропогенного походження.
У четвертинний період, включаючи і наш час, вміст СО 2 в повітрі характеризуються дуже малими величинами. У ХIХ ст. вміст СО 2 в повітрі також було значно нижчий від сучасного. За останній час на земній кулі темпи накопичення цього газу в атмосфері безпрецедентно високі. Корисні чи шкідливі будуть його наслідки? Думки фахівців з цього приводу розходяться ...
Так, фізик М.І. Будико прогнозує збільшення концентрації атмосферного СО 2 у 2000 р. до 380 частин на мільйон, в 2025 р. - до 520 і в 2050г. - До 750. Середньорічна приземна глобальна температура повітря збільшиться, на його думку, в порівнянні з її значенням на початку ХХ ст. на 0,9 градусів за Цельсієм в 2000 р., на 1,8 градусів у 2025 р. і на 2,8 градусів у 2050 р.
М.І. Будико формулює свою точку зору в такий спосіб: "Розглядаючи процес збіднення атмосфери вуглекислим газом, який переважав протягом останніх 100 мільйонів років, як безпосередню загрозу для існування біосфери у зв'язку зі зниженням продуктивності автотрофних рослин і можливістю повного заледеніння Землі. Слід вважати, що сучасне антропогенне вплив на біосферу сприяє усуненню цієї загрози.
Багато сторін процесу глобального потепління можуть бути сприятливими для людства (підвищення продуктивності рослин, розширення можливостей господарського використання територій з холодним кліматом і т.д.). Однак слід враховувати неминучість низки труднощів, які виникнуть у зв'язку з цим процесом. Головна з них - необхідність у відносно короткий термін пристосувати багато галузей господарської діяльності до умов швидко мінливого клімату та інших компонентів природного середовища ".
На думку фізика В.І. Лебедєва, збільшення концентрації СО 2 в повітрі взагалі не повинно позначитися на земному кліматі, тоді як продуктивність наземної рослинності, і зокрема зернових, буде підвищуватися.
Фізик Б.М. Смирнов також вказує на можливість збільшення врожаїв. У зв'язку з цим накопичення вуглекислого газу в атмосфері ним розглядається як фактор, сприятливий для людства.
Питання про збільшення продуктивності наземних рослин в результаті зростання концентрації СО 2 в повітрі, проте, далеко не такий простий, як про це пишуть автори оптимістичних прогнозів.
Швидше за все невірні ті твердження деяких фізиків, що біосфера вже зараз виконує функцію буфера і асимілює тим більше СО 2, чим більше його надходить в атмосферу. Біосфера поки не виконує такої функції. Навпаки, під дією зростаючої антропогенного навантаження вона руйнується і стає джерелом величезних кількостей СО 2.
Песимістичні прогнози наслідків антропогенного потепління клімату засновані на уявленні про існування динамічної рівноваги між усіма компонентами природного середовища та небезпеки порушення цієї рівноваги. Зокрема, антропогенне потепління клімату і пов'язане з ним зменшення, а потім і зникнення мас снігу і льоду у високих широтах і на полюсах Землі значно послаблять меридіональну атмосферну циркуляцію і, як наслідок цього, зволоженість материків. Якими б не були наслідки збільшення СО 2 в повітрі, їх позитивний ефект не йде ні в яке порівняння з негативним (танення материкових льодовиків і деградація багаторічної мерзлоти), який неминучий у випадку "антропогенного перегріву" Землі.
Як вже зазначалося, за останні 250-300 років рівень Світового океану підвищувався в середньому на 1 мм на рік. У 20-х роках ХХ ст. піднесення його досяг 1,4-1,5 мм на рік, що еквівалентно щорічному збільшенню океанічної водної маси на 520-540 куб. км. Передбачається, що в 20-х роках XXI ст. швидкість підвищення океанічного рівня перевищить 0,5 см в рік.
Є всі підстави думати, що радикальні кліматичні зміни і відповідна їм деградація льодовиків будуть супроводжуватися також порушенням режиму процесів, що йдуть в глибинах Землі. Внаслідок танення льодовиків і перерозподілу водних мас від полюсів до низьких широт швидкість обертання Землі буде сповільнюватися на незначну величину. Тим не менш, це повинно викликати зміну її форми. Декомпозиція землі трохи зменшиться. У середніх і низьких широтах мають зрости напруги стиснення. Чи зможуть імпульси додаткового стиснення, викликані антропогенним фактором, стимулювати вулканізм і землетруси в Тихоокеанському поясі, Середземномор'ї і в інших подібних районах?
Якщо у зв'язку з розпадом Західно-антарктичного льодовикового щита стовп води в океані швидко виросте на 5-7 м, то цього може виявитися достатньо для активізації сейсмовулканіческіх процесів в самих "чуйних" до зміни навантаження ділянках океану.
Підтоплення околиць материків і зміна географії їх вологих і посушливих зон позначаться і на підземній "гідросфері". Чи не будуть підняття і опускання земної кори в зонах нарощування та зменшення природних водонапірних горизонтів супроводжуватися порушенням сейсмічної активності? Дані про антропогенні просадках і підняттях земної поверхні, що збуджують сейсмічність, свідчать про ймовірність таких подій.
Динамічна рівновага між земними оболонками, яке підтримується повільно йдуть геологічними та географічними процесами, може порушитися катастрофічно швидко, протягом сотень років. Таке порушення, безсумнівно, завдасть величезної шкоди світовому господарству, хоча технічний геній людства напевно зможе протистояти і йому. Отже, чим раніше буде вжито заходів протидії збільшення концентрації атмосферного СО2, тим краще буде для біосфери і людини.
Причини зростання концентрації вуглекислоти
До недавнього часу більшість дослідників вважали спалювання викопного палива ледве чи не єдиною причиною зростання вмісту СО 2 в повітрі в ХIХ і ХХ ст.
Сьогодні серед процесів, що порушують редукцію грунтово-рослинного покриву суші стоять такі, як:
1) зведення лісів;
2) викиди фреонів;
3) землеробство;
4) перевипасання і ряд інших порушень;
5) широке поширення реактивних літаків.
Зведення лісів при будівництві гірничих розробках, створенні водосховищ і особливо перетворення лісових земель в сільськогосподарські вважається найважливішим процесом, що призводить до невідновлюваних убутку органічної речовини біосфери. 25% міститься в атмосфері вуглекислого газу зобов'язані своєю присутністю цього процесу. Зведення лісів і спалювання палива за масштабами продуцируемого СО 2 зараз приблизно врівноважують один одного.
Дигресія лісів відбувається при надмірному використанні для відпочинку і туризму, при забрудненні повітря та в ряді інших випадків (інтенсивна депасовище, підтоплення місцевості, осушення прилеглих боліт та ін.) Спостереженнями встановлено, що навіть незначна за часом навантаження викликає зміни в грунтово-рослинному покриві, порівнянні з тими, які відбуваються при тривалому використанні. Ущільнення грунту, що відбувається в лісопарках, заказниках і т.д. веде до зменшення маси коренів дерев, через що знижується приріст деревини, дерева стають дрібніше, розріджує і коротшає їх хвоя. Механічне ж пошкодження дерев призводить до розвитку хвороб і шкідників. При масовому відвідуванні лісів гинуть нижні яруси рослинності, витоптується грунтова підстилка і страждає гумусовий горизонт. Так, на стоянках та майданчиках для відпочинку в лісі запаси органічної речовини в грунті знижуються на 50% і більше.
Дуже відчутно виродження лісів при значному забрудненні повітря. Летюча зола, вугільна і коксова пил закупорюють пори листя, зменшують доступ світла до рослин і послаблюють процес асиміляції. Забруднення грунту викидами пилу металів, миш'якової пилом у поєднанні з суперфосфатом чи сірчаної кислотою отруює кореневу систему рослин, затримуючи її ріст. Токсичний для рослин і сірчистий ангідрит. Повністю знищується рослинність під впливом димів і газів мідеплавильних комбінатів в безпосередній близькості від них. Збиток рослинного покрову, і в першу чергу лісах, наноситься при випаданні кислих опадів у результаті розносу сполук сірки на сотні й тисячі кілометрів. Регіональне деструктивний вплив на лісові грунту роблять кислі опади. Суттєвого зменшення біомаси лісів відбувається, мабуть, і з-за пожеж.
Землеробство в наш час - потужний процес, що веде до швидкого зменшення запасів гумусу в грунтах і виділенню СО 2. Найбільше гумусу втрачається внаслідок сильної ерозії та видування.
Крім цього оброблювані землі втрачають гумус через його окислення при оранці грунту і випалюванні рослинності при підсічно-вогневої системи землеробства. Постійна втрата гумусу грунтами помічена, коли в них виснажуються запаси азоту, не поновлювані "добривами.
У розвинених країнах у наш час азотне виснаження грунтів компенсується внесенням мінеральних азотних добрив і посівами бобових культур.
Надлишкова депасовище в тундрі, лісах, на луках і особливо на посушливих землях призводить до їх руйнування. В даний час особливо великої шкоди перевипасання завдає землям Африки. Євразії, Латинської Америки та Австралії. Одночасно з опустиніваемих площ поступово віддаляється грунт з її органічною речовиною.
Осушення боліт призводить до окислення частини накопиченого у торфовищах органічної речовини. Крім того, при видаленні метрового шару болотних вод з площі в 1 га додатково вивільняються і окислюються десятки тонн розчиненої органічної речовини.
Зрошення земель також у ряді випадків призводить до втрат грунту в результаті іригаційної ерозії. У той же час правильна меліорація бідних пустельних земель, навпаки, захід, який збільшує ресурси органічної речовини в грунті. В даний час щорічно 0,2-0,3 млн. га зрошуваних земель перетворюються на пустищі через засолення й заболочування. Після цього вони частіше за все швидко руйнуються.
Будівництво і зростання міст, створення комунікацій і гірські розробки ведуть, як правило, до повного руйнування грунтово-рослинного покриву, хоча потім на частини охоплених цими процесами територій створюються культурні грунти і рослинність. Це лише частково компенсує втрати органічної речовини. В даний час розмах будівництва міст і комунікацій і видобуток корисних копалин збільшуються так швидко, що кілька десятків мільйонів гектарів суші будуть представляти собою землі, порушені гірськими розробками. Очевидно, не буде перебільшенням вважати, що щорічно будівельні роботи і гірський видобуток руйнують грунтово-рослинний покрив на площі 5-10 млн. га, що веде до убутку запасів органічної речовини біосфери, що обчислюється десятками і сотнями тонн в сухій вазі з 1 га. Навіть самий обережний підрахунок повинен дати сумарну цифру щорічних втрат у кілька сот мільйонів тонн органічної речовини.
Погляд зсередини «гарячої» області - Сибіру
Учені пророкують всій Землі глобальна зміна клімату. «Щось недобре коїться з погодою!». Про це пліткують на лавках старі. Про це ж міркують на своїх семінарах і конференціях солідні вчені. Старожили із подивом помічають, що перестали збуватися численні народні прикмети типу: «Якщо літо було холодним, то зима ...». Немов, в природі відбуваються процеси, які вже не вписуються в колишні схеми і формули. Аномальні і досить потужні звичайні землетрусу, грандіозні повені та урагани стали частими гостями в багатьох країнах світу, які раніше про таких бідах знали лише з чуток.
Так, що там говорити, - зміни клімату помітні будь-кому. Як кажуть люди похилого віку, на початку 60-х років в Томську мороз в 45 ° був справою звичайним. У 70-е падіння стовпчика термометра нижче позначки 30 ° морозу вже викликав збентеження в умах сибіряків. Останнє десятиліття все рідше лякає такими холодами. Туфлі і черевики впевнено затвердили себе замість валянок і унтів. Особливо показовим став «теплий сезон» 1997 р., який почався в квітні, а закінчився в жовтні. Зате нормою стали сильні урагани, які руйнують дахи будинків, ламають дерева, обривають лінії електропередач. Ще 25 років тому в Томській області подібні явища були великою рідкістю!
Світові кліматичні «сюрпризи» 1996 і 1997 рр..
У період 1997 р. у всіх вітчизняних і світових публікаціях засобів масової інформації представлено багато різноманітних відомостей про кліматичні зміни і катастрофічних природних явищах. Зведення погоди часто супроводжуються здивованими коментарями. Часто всі такі публікації та повідомлення ми сприймаємо як «Когось трясе і змило, де-то что-то зруйнувало, забрало, завалило, згубило ...» з різними підсвідомими висновками. Але якщо перейти від звичайних побутових оцінок і міркувань про погоду до аналізу зібраних наукою фактів і до аналізу приватних і узагальнюючих публікацій у різних засобах масової інформації, то може проявитися багато цікавого і несподівано-«замисленого». Характер і масштаби природних процесів легко зрозуміти з узагальнюючих збірок, наведених у ряді статей.
«У 1996 р. на Землі відбулося 600 різних природних катаклізмів, в тому числі 200 ураганів, 170 повеней і 50 землетрусів. Це на 23 більше, ніж у 1995-му. Стихія забрала 11 тисяч людських життів, матеріальні збитки від неї склав 60 мільярдів доларів.
• незвично рання і незвично спекотна весна в Сибіру; незважаючи на надзвичайне велика кількість снігу, в багатьох регіонах повені не сталося, тому що сніг буквально випарувався; повені в Туруханском районі на Єнісеї, в Новосибірській області - повені в Піхтовке, в Куйбишеві.
• в США через сильні повені декількох штатів оголошено зоною надзвичайного лиха (джерело інформації телепередача «Катастрофи тижня»). Газета «Известия» одна з небагатьох приділила увагу даної події, але, як у нас давно заведено, помістила про це підлозі курйозні повідомлення, без аналітики та посилання на надзвичайність.
• зливової повінь в Алжирі («Кораблі пустелі» вчаться плавати - ТБ «Катастрофи тижня», газети промовчали; в листопаді 1996 р. було зливової повінь у Саудівській Аравії («Известия», 25 листопада 1996 р.);
• повені в Таджикистані та Грузії (ТБ, квітень 1997 р.);
• незвично холодна весна в Західній Європі; яблуні в цвіту, а квіти ... в льоду (повідомлення в розділі курйозів у газеті «Известия», 25 квітня 1997 р.);
• через незвичайно холодної весни прилетіли до Європи з Африки лелеки покружляли ... і полетіли до Африки (повідомлення західноєвропейських ЗМІ);
«Найбільше за 1000 років повінь на Одері (несподівано) накрило Чеську Республіку, Польщу і частину німецької федеральної землі Бранденбург ... Людські втрати і матеріальні збитки (чехів і поляків.) Були жахливими. У Німеччині було в запасі кілька днів, щоб підготуватися ... і вона цей час використовувала »-« Deutschland », жовтень. 1997р.
«... Що почалося в цьому році загальносвітове зміна клімату, що несе з собою повені та посухи в різних частинах світу і який отримав назву« Ель Ніньо »(Малюк, Немовля - М. Т.), стане одним з найсерйозніших за останнє сторіччя і несе загрозу економіці багатьох країн »-« Червоний Прапор », 17.10.97 р.
На тлі подібних явищ на планеті кліматична ситуація в Томську, Новосибірську, та й у Кемерово до грудня 1997 проявилася щедрим подарунком природи - Західна Сибір проявила себе «райським куточком». Але з особливостями, і в листопаді погода стала «смугастої» як зебра: 1-2 дні - «Швейцарія» і рясні снігопади і приблизно такий же час - мороз, звичайний для останнього часу в Сибіру. З сюрпризом наприкінці листопада - таких морозів в цей час давно вже не було!
Канада-Аляска, східне узбережжя Землі Уїлкса в Антарктиді, Гренландія, Шпіцберген, Нова Земля, Західна Сибір, Середня Азія, Південні райони Судану - «гарячі області» материків планети. Усі і місцеві, і загальнопланетне є наслідками більш глибоких глобальних процесів. Наукові та системні основи для осмислення і пояснення цих загальнопланетарних процесів були закладені в 60-70-80 рр.. звичайної науковою роботою колективів та інститутів, що вивчали весь спектр процесів і явищ на Землі, всередині і у позаземному просторі - геофізиків, геологів, географів, кліматологів та інших дослідників.
П. Джоунс і Тома М. Л. Уіглі у статті «Тенденції глобального потепління» представляють результати 10 років наукових досліджень по зміні клімату на всій нашій планеті за 130 років з 1860 р. по 1990 р. Отримані результати вже на рівні 1990 р. викликають ефект - «Ну погода, ти даєш!».
Коротко з результатів випливає, що за 130 років загальносвітова (по Землі) і середньорічна (за часом) температура збільшилася на 0,5 градуса. Начебто - «дрібниця». Тільки треба врахувати, що за розрахунками різних авторів підвищення цієї температури на 1,5-2,5 градуса викликає зникнення «крижаних шапок» Землі і підвищення загального рівня Світового океану на 100-150 метрів (також за оцінками ряду авторів). Наслідки цього надлишку води можна про * стежити за звичайними географічним картам Америки, Англії, Західної Європи, Голландії, Японії, Індонезії ...
Джоунс і Уіглі розглянули так само впливу різних зовнішніх і внутрішніх природних і техногенних факторів на результати реальної зміни температури. Вони оцінили внесок внутрішніх природних низькочастотних впливів (зміна циркуляції в атмосфері і океанах, теплову інерційність океанів) у вигляді 50% внеску від величини спостережуваного загального потепління. Оцінка «впливу Сонця - невизначений, але, як видається» у статті, - «воно невелике». Так само зазначено, що певний висновок про вплив вулканів важко зробити. Попередній аналіз привів авторів до висновку про значимість і необхідність вивчення впливу на зміну середньої температури причин, які достатньо вивчені, - причин «парникового ефекту». Цей ефект, обумовлений зростанням концентрації парникових газів, створюють, в основному, що тривають вже два століття викиди споживчих димових газів, що затримують випромінюване Землею тепло в Космос.
Для виділеного «парникового ефекту» авторами проведено комп'ютерне моделювання з урахуванням різного роду моделей «парникових ефектів». Можна відзначити, що до 2015 р. температура підвищиться на 1-2,2 °, а до 2050 - на 2-4 °. Результат: лід, як такої, зникне, що за термінами збігається з результатами «Римського Клубу».
У загальному підсумку, як стверджують американські вчені, їм вдалося в результаті довести, що світовий клімат, хоч і надзвичайно мінливий у масштабах декількох десятиліть, в цілому за останні 100 років став тепліше. Так само вони відзначили і деякі особливості. Так «неухильне підвищення температури за 130 років було порушено короткочасним похолоданням у 1940-1970 рр.. Після цього потепління відновилося, не виявляючи вже ніякого відступу ». Далі вони відзначають деякі суперечності стосовно гіпотезі парникового потепління. «У період з 1920 по 1940 р. наша планета нагрівалася швидше, ніж пророкують моделі, а в період з 1940 по 1970 р. відбулася стабілізація середньої температури, хоча вміст парникових газів швидко росло». Результатом дозволу «фокусів» потепління є висновок авторів: «У результаті ми поки не в змозі дати однозначну інтерпретацію очевидному глобальному потеплінню, яке відбулося в цьому столітті». Тобто оцінку внеску в ефект потепління від різних причин природного та техногенного характеру, включаючи «парниковий ефект».
Загальна оцінка авторів про роль «парникового ефекту» має теж двояко-протилежний характер. «Спостерігається величина потепління знаходиться на нижньому кінці діапазону, пророкує моделями парникового ефекту. З чого випливає, що парниковий ефект може бути менше, ніж пророкують моделі. Можливо і прямо протилежне - парникове потепління сильніше, ніж пророкують моделями, але частково затушовується природними варіаціями клімату чи антропогенними впливами ».
Втім, відомі моделі лише наближено описують системну сукупність складних фізичних процесів, глобально відбуваються в атмосфері і океанах Землі. Причина - обмеженість наших знань про подібні процесах. (До уваги - в середньовічній Англії за спроби передбачення погоди спалювали на вогнищах - «не лізь у помисли Бога».) Людство навчилося, з прийнятною для практики точністю, передбачати погоду для оперативних і тактичних тимчасових інтервалів прогнозу, але для прогнозу 10-100 - літніх кліматичних змін - знань поки немає. Тому на графіку Джоунса-Уіглі поведінку кривих реального і «модельного парникового» зміни температури виконують роль «інформації для науково-громадського роздуми».
Щоб наочно проілюструвати свої розрахунки, Джоунс і Уіглі опублікували карти земних півкуль, де різними кольорами відзначили області зміни температури. Аналіз цих схематичних карт-малюнків для обох півкуль показує, що на нашій планеті є лише дві малих області, де середньорічне підвищення температури перевищило на них 2,5 градуса Цельсія за той же 130 літній період. Одна область в Канаді. Інша - в Західному Сибіру! На тлі великої області загального западносибирского потепління на 1,5-2 градуси!
Загальна «Сибірська» область починається на півночі Гренландії, стосується північних частин Шпіцбергена і Нової Землі, входить в гирлі Обі і, розширюючись, включає Західний Сибір, Середню Азію, Афганістан. Канадське «цятку» також входить частиною в велику область Аляску-Канадського потепління. Великі області потепління проявилися також у південній частині Індійського і в обох частинах Тихого океану. Маленька область подібного потепління розташована на сході узбережжя Землі Уїлкса в Антарктиді. Тоді як у всіх центральних районах Антарктиди середньорічна температура знизилася!
Вплив кліматичної проблеми на прикладі Європи і США.
Розвиток інформації 1990 р. по глобальним кліматичним процесам проявилося в 1997 р. у статті-бесіді зі спеціалістом з глобальної екології, доктором геолого-мінералогічних наук, головним науковим співробітником Об'єднаного інституту геології геофізики і мінералогії СВ РАН А. Н. Дмитрієвим - «На Гольфстрімі все спокійно? ». І в двох статтях у КП від 14 жовтня та 5 листопада 1997 р. та у статті в «Калейдоскопі» (М ° 12, 97 р.) щодо течії «Ель Ніньо» і глобального «парникового ефекту». Ці чотири статті і підтверджують, і доповнюють результати 1990 А всі п'ять визначають питання цього розділу. Але все по порядку. Найнесподіваніше і цікаве для багатьох (для політиків, промисловців, економістів, фінансистів) в тому, що в деяких місцях Землі фахівці очікують ... похолодання. За наявною інформацією, яку розгорнуто представив у своїй бесіді А. Дмитрієв, практично припинило своє існування знамените тепла течія Гольфстрім - «грілка» Європи. Цей процес проявляється як наслідок зафіксованої Джоунсом-Уіглі до 1990 р. північної області глобального потепління «Гренландія - Середня Азія». А це означає, що у багатьох Америка-європейських країн з'являться в майбутньому проблеми з кліматом. Серед цих майбутніх кліматичних «невдах» називають Францію, Англію і США.
Але це - теж лише частина кліматичної проблеми. Іншою частиною, не менш несподіваною для багатьох, є ефект тихоокеанського течії «Ель-Ніньо» - «Немовля Христос». Воно вважається аномальним «кліматичним явищем» - подією століття, відкритим тільки лише чверть століття тому. Примітно, що приблизно в цей же час були відкриті (теж як подія століття), причому вперше по відношенню до території всього світу, - в Антарктиді - озонові діри. Ці дірки лише згодом були зафіксовані і в інших місцях планети, а в червні 1996 р. «вони широко вшанували своєю присутністю» територію Західного Сибіру. З тієї пори обидві ці загадки природи міцно влаштувалися в Південній півкулі на додаток до потужного похолодання на більшій частині Антарктиди. Але і це - не все. «За даними американського Національного управління з вивчення океану та атмосфери, протягом червня 1997 відбулося безпрецедентне підвищення температури поверхневих шарів води в центральній частині Тихого океану - на цілих 4 градуси за Цельсієм. Причина цього дивного і тривожного Феномена не ясна. Залишається одне пояснення - знамените течія Ель-Ніньо, що є відгалуженням теплим екваторіальним течії ». Ця загадка природи - «Ель-Ніньо» - виникає біля берегів Перу з дивною 12-річної періодичністю і завжди напередодні Різдва, що і викликало його назву. Виникнення, «витівки Дитятко» і траєкторія його рухів по акваторії Тихого океану поки не можуть отримати повного наукового пояснення через аномальності його поведінки. Згідно з усіма останні публікації ЗМІ за «Ель-Ніньо», протягом виникає біля берегів Перу і супроводжується теплими пасатами на схід (до Індонезії). І починаються «витівки» немовля на всій акваторії Тихого океану, що формують зміни клімату і погоди, спільно з його загадками. Теплі пасати чомусь раптом «застряють» десь на екваторі. Протягом же, що утримується вітрами у Індонезії, повертає ... у зворотний бік і обрушується на Південну Америку. Між іншим, чому - невідомо. Але в результаті в 1997 р. в Індонезії і на островах Тихого Океану спека перевершила межа витривалості старожилів «аборигенів». А в Латинській Америці зазвичай починаються тропічні зливи. Так, за два місяці в 1997 р. там випало опадів більше, ніж за цілий рік. Потім, награвшись, «Немовля» рухається у бік США і «нагороджує» північно-захід цієї країни рясними снігопадами, а теплолюбних каліфорнійців похолоданням і натиском сильного вітру. Збиток від «Ель-Ніньо» 1982 р. склав 13 мільярдів доларів і загибель 1500-2000 осіб. Дослідження феномену «Ель-Ніньо» показує, що його згубний вплив на кліматичні процеси посилюється парниковим ефектом. Управи на «Ель-Ніньо» немає. Знань про його загадки, сюрпризи, детермінованості поведінки теж немає. Поки можливо тільки стежити за його виникненням і намагатися прогнозувати його поведінку. І, як пише М. Чижиков у своїй статті про «Ель-Ніньо» в КП від 5.11.97, - «якщо таємниця« Немовля »не буде незабаром розкрита, то аномальні підступи Бермудського трикутника здадуться дитячими забавами в порівнянні з витівками гостя, що з'являється на планеті перед Різдвом ».
Наслідки змін клімату
Щоб стали зрозумілими політико-фінансово-економічні та екологічні тактичні та стратегічні наслідки, виділимо з попереднього головні висновки.
1. Аномально-непояснимій велика область Західно-Сибірського потепління від Гренландії до Пакистану.
2. Ця область, як наслідок, перетворює Гольфстрім з «грілки» для Західної Європи і кліматичного стабілізатора для Північної Америки в «холодильник» для цих регіонів.
3. Тепле протягом Гольфстріму на північ послаблюється і можлива його заміна на холодну течію з півночі.
4. «Ель-Ніньо» формує другий охолоджуючий кліматичний «удар» по Канаді і США.
5. До цих процесів додається процес руху магнітних полюсів з усією сукупністю сонячно-планетарниx зв'язків і чинників.
6. Моделі, які могли б пояснити ці кліматичні процеси, відсутні. Моделі «парникового ефекту» недостатньо для опису, а, отже - для передбачення подальшого розвитку явищ.
Вчені, політики і т. д. США, Західної Європи та інших 160 країн серйозно, особливо після «сюрпризів» 1997 р., стурбовані такою похмурою перспективою, намагаються знайти винуватців прийдешньої катастрофи і, якщо можливо, запобігти їй. Багато фахівців зійшлися на тому, що в усьому винна людська цивілізація, що забруднює атмосферу викидами, мовляв, це і породило «парниковий ефект». На підтримку такої думки наводиться безліч цифр. Ось одна з них. За останні двісті років кількість вуглекислого газу в атмосфері зросла у півтора рази. Для вирішення спектру кліматичних проблем на початок грудня 1997 запланована в місті Кіото міжнародна конференція на вищому рівні, присвячена цим питанням. Вищий істеблішмент політиків із заявлених 160 країн буде, ймовірно, осмислювати тактику і стратегію політики і економіки на тлі майбутніх кліматичних змін і буде, спільно з ученими мужами, шукати шляхи гальмування кліматичних змін, викликаних «парниковим ефектом». Втім, все це - лише слова. До реальних справ ще дуже далеко. Між іншим, попередні форуми нічого не дали через дивну позицію американців. Так, за повідомленням КП від 5.11.1997 р., «позиція американців взагалі дивує. Нещодавно з-за їх завзятості безрезультатно завершилася чергова зустріч фахівців з проблеми «парникового ефекту». Представники 142 країн світу так і не змогли вирішити, наскільки треба скорочувати викиди шкідливих газів в атмосферу. А все через те, що американців не влаштували надто швидкі темпи цього скорочення ». А також: «У США про якусь боротьбі не хочуть і чути. Глава корпорації «Форд» Алекс Тротман пообіцяв нагородити кожного, хто розвіє «дурний міф» про те, що потепління на планеті викличе танення льодів в Антарктиді ». На цьому рівні можна підвести деякі проміжні узагальнюючі підсумки. США потрапляють під подвійне кліматичний вплив - з боку Тихого і Атлантичного океанів. Ймовірно, тому американці обходять цю «слизьку тему» і намагаються приховати від громадськості інформацію.
Поведінка американців неважко пояснити. Хто ж буде ставити ставку на країну, вкладати гроші в їхню економіку, купувати їх валюту, якщо стане відомо, що майбутнє цієї супердержави досить невизначено через головного, жізнеформірующего зовнішнього природного впливу з-за кліматичного чинника.
Екологічне прогнозування
В даний час обговорюються різні заходи, які могли б перешкодити наростаючому "антропогенному перегріву" Землі. Існує пропозиція витягувати надлишок СО 2 з повітря, скраплювати і нагнітати в глибоководні шари океану, використовуючи його природну циркуляцію. Інша пропозиція полягає в тому, щоб розсіювати в стратосфері найдрібніші крапельки сірчаної кислоти і зменшувати тим самим прихід сонячної радіації на земну поверхню.
Величезні масштаби антропогенного редукції біосфери вже зараз дають підставу вважати, що рішення проблеми СО 2 повинен здійснюватися шляхом "лікування" самої біосфери, тобто відновлення грунтового та рослинного покриву з максимальними запасами органічної речовини всюди, де це можливо. Одночасно повинен бути посилений пошук, спрямований на заміну викопного палива іншими джерелами енергії, в першу чергу екологічними нешкідливими, не вимагають витрати кисню, ширше використовувати водну, вітрову енергію, а для подальшої перспективи - енергію реакцію речовини і антиречовини.
Відомо, що не буває, лиха без добра, і ось вийшло так, що нинішній промисловий спад у країні виявився корисний - екологічно. Зменшилися обсяги виробництва, і, відповідно, зменшилася кількість шкідливих викидів в атмосферу міст.
Шляхи вирішення проблеми чистого повітря цілком реальна. Перший - боротьба зі скороченням рослинного покриву Землі, планомірне збільшення в його складі спеціально підібраних порід, що очищають повітря від шкідливих домішок. В Інституті біохімії рослин експериментально доведено, що багато рослин здатні засвоювати з атмосфери такі шкідливі для людини компоненти, як алкани й ароматичні вуглеводні, а також карбонільні з'єднання, кислоти, спирти, ефірні олії та інші.
Велике місце в боротьбі із забрудненням атмосфери належить зрошенню пустель і організації тут культурного землеробства, створення потужних лісозахисних смуг. Належить провести величезну роботу щодо зменшення та повного припинення викиду в атмосферу диму та інших продуктів згоряння. Все більш нагальними є пошуки технології для "беструбних" промислових підприємств, що працюють по замкненій технологічній схемі - з використанням всіх відходів виробництва.
Діяльність людини настільки грандіозна за розмахом, що вже набула глобального пріродообразующій масштаб. До цих пір ми переважно шукали, як можна більше взяти у природи. І пошук в цьому напрямку буде продовжуватися. Але настає пора настільки ж цілеспрямовано попрацювати і над тим, як віддати природі те, що ми у неї забираємо. Немає сумніву, що геній людства здатний вирішити і цю грандіозну задачу.
Практична частина.
Парниковий ефект викликається збільшенням вмісту в атмосфері вуглекислого газу, який утворюється при спалюванні у величезних кількостях палива. Вуглекислий газ, як скляний ковпак в парнику, пропускає сонячні промені, але затримує йде від землі тепло. Через це нижні шари атмосфери нагріваються і відбувається глобальне потепління клімату. Цей ефект посилюють чадний газ, оксиди азоту і метан, які викидаються автотранспортом.
1 автомобіль за 1 рік викидає в атмосферу: 200 кг чадного газу,
60 кг оксидів азоту,
40 кг вуглеводнів.
Глобальне потепління клімату підтверджується пом'якшенням зим і таненням льодовиків в Арктиці, на хребтах Кавказу та інших гір.
У найближчі 100 років може зникнути Гольфстрім, що призведе до незворотних змін клімату в Північній Атлантиці. Причиною цього є танення льодів. Крім зникнення Гольфстріму глобальне потепління може призвести до підйому рівня світового океану на 5 метрів: Антарктида теж стрімко тане.
У середу американські вчені заявили, що в результаті глобального потепління може зникнути течія Гольфстрім, несе мільйони мільярдів ват тепла з тропіків повз береги Шотландії в бік Арктики. За даними газети The Guardian, вже зараз сила потоків зменшилася на 10%. На думку вченого Майка Шлезінгер з групи з вивчення клімату університету Іллінойсу, щоб зупинити Гольфстрім, досить підвищення температури всього на 2-2,5 градуса. Імовірність того, що протягом зникне протягом найближчих 100 років, перевищує 50%, а до 2200 року ця ймовірність зросте до 70%.
Перебіг, за даними вчених, сповільнюється через танення гренландських і арктичних льодів і великої кількості прісної води, що потрапляє в Гольфстрім з дощами. За даними досліджень, зникнення Гольфстріму призведе до непередбачуваних змін клімату в Північній Атлантиці. У деяких її районах середньорічна температура може знизитися на 10 градусів, а біля атлантичного узбережжя Британії вона впаде приблизно на 5 градусів.
Люди не можуть контролювати вміст парів води в атмосфері. Але ми виробляємо і викидаємо в повітря інший парниковий газ, який збільшує нагрівання повітря - двоокис вуглецю СО 2.
Вміст двоокису вуглецю в атмосфері в останні роки значно збільшилася (рис. 1), причому основним чинником, який зумовив це збільшення, є антропогенні викиди цього газу внаслідок спалювання викопного палива. Величина викиду зростає із середньою швидкістю 2,5% на рік. До того ж до промислового викиду, спалювання лісів і деревини, а також мінералізація гумусу орних грунтів вносять значний внесок у антропогенний потік СО 2. Точна оцінка факторів складна, але безсумнівно, що саме людська діяльність призводить до збільшення концентрації двоокису вуглецю в атмосфері. Найбільший постачальник СО 2 - США, потім йде Росія і Китай (рис. 2). У таких регіонах, як Африка і Південна Америка, викид СО 2 обумовлений головним чином зведенням лісів і спалюванням деревного палива.
Рис. 1. Зростання вмісту діоксиду вуглецю в атмосфері (ppmv - одна мільйонна за обсягом). Флуктуації відображають сезонні варіації. Низькі літні значення пояснюються тим, що СО 2 споживається рослинами. Дані зібрані в обсерваторії Маунт-Лоа на Гавайських островах (дані Інституту океанографії Скріппса).
Рис. 2. Світовий викид вуглекислоти в результаті господарської діяльності у 2004 році.
За рік за рахунок спалювання викопного палива і зведення лісів в атмосферу йде більше 1 т вуглецю на кожного жителя Землі. Основні постачальники СО 2 - розвинені країни. На них припадає близько 70% всього антропогенного викиду СО 2. Великі викиди в Східній Європі пов'язані не тільки з розвитком промисловості, а й із застарілими технологіями. Так, у колишньому СРСР обсяг виробництва на душу населення становив 2 / 3 європейського, а обсяг викидів на душу населення був у два рази вище. Двоокис вуглецю - не єдиний газ, який призводить до змін температури. Хоча концентрації інших газів досить низькі, їх сукупний ефект може бути значним. У таблиці 1 перераховані основні гази, що вносять свій внесок у парниковий ефект.
Таблиця 1.
Основні гази, що зумовлюють парниковий ефект
| Газ | З (2001) | З (2004) | C (2030) | Р (%) | V | Основні джерела | Т |
| Двоокис вуглецю | 287-304 ppm | 353 ppm | 440-450 | 0,5 | 66 | спалювання палива, зведення лісів | 2 |
| Метан | 1,2 ppm | 1,72 ppm | 2,5-2,6 ppm | 0,9 | 15 | рисові поля, тваринництво, звалища, виробництво пального | 7-10 |
| Оксиди азоту | 290 ppb | 300 ppb | 340 ppb | 0,25 | 3 | азотні добрива, зведення лісів, спалювання біомаси | 140-190 |
| Хлорфтор вуглець | 0 | 0,28 ppb | 0,5 ppb | 4 | 4 | аерозолі, холодильники | 65-110 |
Примітка: З (2001) - передбачувана концентрація в 2001 р.; З (2004) - концентрація в 2004 р.; З (2030) - прогнозована концентрація в 2030 р.; Р - середньорічний приріст концентрації (% на рік), V - внесок у потепління (%); Т-період збереження газу в атмосфері (років); ppm - одна мільйонна частина, ppb - одна мільярдна за обсягом.
Результати порівняльного аналізу мінливості вмісту СО 2 і СН 4 в атмосфері полярних регіонів (прямі вимірювання та аналіз повітряних включень кернів льоду) і дані глобального атмосферного моніторингу показали, що планетарний максимум у розподілі цих газів знаходиться не над зоною 60 ° с. ш., де споживається понад 90% викопного палива, а над Арктикою / Субарктіке, де антропогенне активність відносно невелика: між 60 ° і 70 ° с. ш. спалюється менше 5% видобутого викопного палива. Це означає, що в північних широтах існує потужний природний джерело СО 2 і СН 4, який забезпечує існування межполюсного градієнта в меридіональному розподілі СО 2 і СН 4: середній вміст атмосферного СО 2 приблизно на 3 mатм (близько 1% від середньої величини) і СН 4 на 0.15-0.17 mатм (8-10% від середньої величини) над Арктикою вище, ніж над Антарктикою (рис. 3).
Рис. 3. Межполюсного градієнти СО 2 і СН 4.
Вміст вуглекислоти в оболонках Землі наведено в таблиці 2.
Таблиця 2.
Вміст вуглекислоти в оболонках Землі.
| Середа | Маса, трлн. т. | Тиск при виході в атмосферу, бар |
| Атмосфера | 2.6 | 0,00035 |
| Океан | 165 | 0,021 |
| Біомаса на суші | 2 | 0,00026 |
| Кам'яне вугілля, нафта і ін | 660 | 0,091 |
| Відкладення на дні океану | 370000 | 40 |
З таблиці видно, що в атмосфері залишилися, по суті, жалюгідні залишки СО 2. Адже життя рослин цілком залежить від фотосинтезу, який без СО 2 неможливий. Якщо звільнити всю вуглекислоту, поховану в карбонатних відкладеннях на дні океанів і континентів, то її вміст в атмосфері підвищиться в 130 000 разів та парціальний тиск вуглекислого газу стане рівним 40 атмосферам, тобто атмосфера стане, по суті, вуглекислотної, майже такий же, як на Венері, де тиск дорівнює 90 атмосфер, а температура близька до 50000С.
Крім концентрації газу, велике значення мають період збереження його молекул у атмосфері та ефективність взаємодії з тепловим випромінюванням. Так, наприклад, молекула метану залишається в атмосфері біля 11 років і абсорбує теплове випромінювання приблизно в 15 разів більш ефективно, ніж молекула СО 2. Частка метану в сумарному тепличному ефекті оцінюється в 15%, частка фреонів - від 15 до 20%. Викликає тривогу збільшення концентрації метану в атмосфері. Вона залишалася незмінною майже протягом 1000 років, а з початку XIX століття почала зростати, і зараз майже подвоїлася (рис. 3). Основні джерела викиду метану антропогенного походження: тваринництво, рисові поля, видобуток вугілля, а також природні болота.
Рис. 3. Збільшення концентрації метану в атмосфері, оцінена з аналізу повітря, що зберігся в бульбашках у Глетчерний льоду (РРВ - одна мільярдна частина за обсягом).
Вміст двоокису азоту також збільшилася в останні роки. Джерелами цієї речовини можуть бути спалювання палива, азотні добрива, зведення лісів, спалювання біомаси.
Література
1. «Бесіди про природу, суспільство і людину», видавництво «Знання», Москва 1975
2. «У світі науки», № 10, Москва 1990
3. «Географія», енциклопедія, видавництво «Росмен», Москва 1994
4. «Життя в навколишньому середовищі», Т. Міллер, т. 1
Цей текст може містити помилки.
Екологія та охорона природи | Курсова
Схожі роботи:
Парниковий ефект 2
Парниковий ефект
Парниковий ефект
Парниковий ефект 3
Парниковий ефект 4
Чи небезпечний парниковий ефект
Парниковий ефект 2 Сутність поняття
Парниковий ефект причини і наслідки
Парниковий ефект глобальна екологічна проблема