Розмови про те, що клімат на Землі теплішає, ведуться давно і наполегливо. Не секрет, що на цій темі годується величезна кількість зацікавлених людей як серед вчених, так і серед політиків і журналістів. Самий неприємний для такого роду експертів питання - чи підтверджується гіпотеза глобального потепління фактичними даними останніх років? І тут ми натрапляємо на несподівані факти: виявляється, потепління на Землі немає вже майже 20 років. Найспекотнішим роком за останні десятиліття став 1998 рік, з тих пір середня температура на планеті практично не росте.
Більш того, на рідкість холодні зими, від яких в останні роки раз у раз страждає Європа, сприймаються низкою експертів як симптом прийдешнього похолодання. Газета «Цілком таємно» вирішила з'ясувати, яким чином вдалося провернути найгучнішу в історії людства науково-політичну аферу під назвою «глобальне потепління».
Почнемо з цитати нового Президента США Дональда Трампа: «Антропогенний потепління - це містифікація, придумана елітою для того, щоб робити на ній гроші». Ця цитата відразу дає відповідь на багато питань, які виникли у фахівців за останні 15-20 років. І якщо навіть американський президент називає свистопляску навколо «потепління» містифікацією, то виникає відчуття, що автори цієї містифікації знаходяться на більш високих позиціях світової еліти, ніж сам Дональд Трамп. У будь-якому випадку, всі ми стали свідками унікального експерименту: побудови глобальних політичних конструкцій і бізнес-форматів на повному і абсолютному блеф.
ВИ КУДИ ГРАДУСНИК вставляти?
Причиною глобального потепління, прийнято вважати парниковий ефект, дія якого посилюється внаслідок зростання концентрації вуглекислого газу і деяких інших парникових газів в атмосфері. Тому питання про те, чи існує глобальне потепління, на протязі останніх 30 років дебатувалося вченими і політиками найбільш інтенсивно. При цьому найбільш згадуваними посиланнями були дані по зростанню глобальної температури в XX столітті, і особливо в 1990-х роках. У той же час дані за триваліший період (останні 500 тисяч років) показують циклічність процесів потепління і похолодання на планеті, причому період проходження повного циклу становить 140-150 тисяч років.
У нинішньому циклі фаза похолодання була пройдена близько 20 тисяч років тому - під час всім добре відомого льодовикового періоду. Після цього почалося потепління, пік якого був пройдений приблизно 10 тисяч років тому. З тих пір температура потроху знижується. Можливі, звичайно, і нові сплески - хоча б тому, що останній пік не перевищив попереднього, пройденого близько 135 тисяч років тому.
Існують на Землі і інші, менш тривалі цикли потепління - похолодання, пов'язані з сонячною активністю і, відповідно, з тим, наскільки інтенсивно прогрівається Сонцем наша планета. З них найважливішими вважаються 200-річний і 60-річний цикли. Їх піки співпали в кінці 1990-х років, що, на думку ряду експертів, і привело до потепління в цей час. Що ж стосується концепції антропогенного потепління, то вона не в силах пояснити навіть зовсім недавніх явищ - таких як похолодання на Землі в 40-70-х рр. XX століття (що відбувалося, як відомо, не дивлячись на бурхливе зростання світової промисловості і викидів парникових газів в ці роки).
Є сумніви і в надійності вихідних даних про потепління за останні століття. Багато хто задається питанням: а в яких точках знімалася інформація? У XIX столітті метеостанції базувалися майже виключно у великих містах; та й зараз багато хто з них там розташовуються. Мегаполіси за останні 200 років сильно розрослися, обсяги теплових викидів на їх території виросли в сотні разів за рахунок промисловості, автотранспорту, опалення і так далі. Зараз кожне велике місто - це величезна теплове «пляма», в якому середньорічна температура на 5-10 градусів перевищує температуру в передмістях. Неважко зрозуміти, як «танцюють» цифри в розрахунках глобальної температури, до яких включено дані зі станцій, розташованих у великих містах.
Подивимося, наприклад, як розташований термометр в м Урбані (Огайо, США), що входить в офіційну мережу національних джерел інформації про зміну клімату. Виявляється, він прикріплений до стіни, поряд з такими джерелами теплових викидів, як рефрижератор, кондиціонер, кватирки, бетонні панелі ... Все це ще більше погіршує вже наявний ефект міського «теплового плями» і робить спотворення даних просто неминучим. Зауважимо, що взагалі-то так розташовувати термометри, за американськими правилами, не можна: подібні вимірювальні прилади слід розміщувати не ближче ніж в 100 футів (30 метрів) від будь-якої бруківці або бетонної поверхні, на відкритому просторі, з поверхнею грунту, характерною для даного регіону .
Але чи багато термометрів відповідають цим вимогам в тих же США? Таке дослідження було зроблено в 2009 році, коли 650 волонтерів проінспектували 860 термометрів із загальної кількості тисяча двісті двадцять один термометрів наземного базування, які входять в мережу спостереження Національної адміністрації з океанів і атмосфери США (NOAA). З цієї кількості, як з'ясувалося, 89% не відповідають офіційним вимогам через розміщення поруч з штучними джерелами тепла. Реакція NOAA на цей крок була чисто косметичної: терміново замінили кілька термометрів, фото яких з'явилися в Мережі, але дані від цих термометрів не були вилучені із загальних звітів і продовжують в них фігурувати і спотворювати картину клімату на планеті.
А як справи на рівні глобальної мережі джерел даних по температурі на планеті? З 1079 станцій, що входять в глобальну мережу, 80% розташовуються або в міських агломераціях, або в аеропортах (в яких теж вистачає штучних джерел тепла). Більш того, кількість станцій в мережі, яке становило в 1980-х роках майже 6000, радикальним чином скоротилося. За рахунок яких станцій відбулося скорочення, і які станції «вижили»? Серед «вижили» серйозно збільшилася частка станцій у великих містах і аеропортах, а також в широтах, на яких ефект потепління помітніше. Також знизилася частка високогірних станцій і збільшилася частка станцій на рівні моря. За даними Інституту економічного аналізу, з більш ніж 400 метеостанцій системи Росгідромету в глобальну мережу джерел було включено всього 12 станцій, які розташовувалися переважно у великих містах і / або показали найбільший приріст температури.
Але цим турбота про «правильних» первинних даних не обмежується. Існують і такі технології, як «коригування» первинної інформації під приводом обліку переміщення термометрів і в інших випадках. Такі коригування, за оцінками деяких американських експертів, забезпечили майже весь офіційно оголошений «приріст» температури в США в період 1930-1990-х років. Крім того, існує і практика перегляду первинних даних через приблизно 10 років після їх фіксації - напрямок перегляду теж неважко вгадати.
Зрештою, дані можна приховати від громадськості в порушення всіх законів про вільний доступ до інформації та навіть знищити - такі випадки теж були. Наприклад, представники Центру кліматичних досліджень Університету Східної Англії (ЦКМ, одна з провідних світових організацій в області клімату) під тиском ЗМІ були змушені визнати, що безпосередні дані вимірів, на основі яких будувалися графіки глобального потепління, були знищені. Інформація, яка збиралася і зберігалася з початку XX століття, була знищена, за словами університетських службовців, ще в кінці 1980-х років, під час переїзду лабораторії кліматологів в нову будівлю. За їх визнанням, «інформація зберігалася на старих носіях, плівках, відеокасетах та інших, і коли лабораторію переводили з однієї будівлі в іншу, коробки з архівними документами і касетами просто спалили. Ні у кого не було сил переводити ці дані в нові формати ».
ГЕРОЇ «Кліматгейту»
Тим самим можна констатувати сумний для кліматології факт: первинної інформації, що дає змогу перевірити правильність графіків потепління, дуже мало. А підстав довіряти скоригованої і уточненої заднім числом інформації, яку можуть представити світові ангажовані кліматологи, в світлі виявило неприємних відомостей про реальні методи роботи, прямо скажемо, небагато. І використовувати висновки і рекомендації подібних вчених в якості основи для політичних рішень - верх безвідповідальності перед людством.
Подивимося, як результат таких маніпуляцій відбивається на графіку, підготовленому NASA під керівництвом Джима Хансена, одного з «батьків» концепції глобального потепління. Тренд, зафіксований на цьому графіку, очевидний: потепління, глобальне і безперервне. Але це - за джерелами наземних спостережень, «коректно» відібраних і відфільтрованих. У той же час існує альтернативна система збору даних про глобальну температурі - космічна. На відміну від наземних вимірювань, залежних від місця розташування термометрів, метеорологічні супутники вимірюють температуру по всій поверхні Землі 24 години на добу, тому апріорі можна припустити більшу адекватність наданих ними даних реальної температурної ситуації на Землі. Яку ж картину глобальних температурних змін дають нам супутникові спостереження? Картина, представлена на цьому графіку, гранично зрозуміла: найтеплішим роком без праці визначається 1998-й, далі тренд потепління в гранично ослабленому вигляді простежується до 2001 року. Потім - йде зміна тренда: температура «виходить на полицю».
Розсипається і інша популярна в ЗМІ страшилка: про танення льодів в Арктиці і бідних білих ведмедиків, зворушливі фото яких експлуатувалися в усіх сюжетах про глобальне потепління. За даними авторитетного Арктичного і антарктичного науково-дослідного інституту Росгідромету, скорочення площі арктичного льоду припинилося з 2007 року, і з тих пір ця площа зростає. І цей тренд прогнозується до 2030-2040-х років, далі можливі коливання - адже мова йде про природному процесі, для якого характерна циклічність. Її і досліджують вчені, залишаючи картини безперервно танучих льодів і зростаючих температур екзальтованим «зеленим» і малограмотним журналістам.
Зрозуміло, колосальний піар теми потепління, створюваний ЗМІ, довго не давав просочитися даними про реальну ситуацію з температурою на планеті. Але рано чи пізно правда повинна була відкритися - і не випадково в ролі «голого короля» кліматична легенда виявилася вперше в 2009 році, в самий переддень конференції ООН в Копенгагені - на батьківщині великого казкаря Андерсена. Головною новиною передодня конференції став грамотно зрежисований за термінами «видачі» скандал, що отримав назву «Кліматгейт». В епіцентрі цього скандалу опинилися головні творці «кліматичної легенди» - провідні експерти МГЕЗК - Міжурядової групи експертів зі зміни клімату, яка незадовго до цього (разом з Альбертом Гором) була удостоєна Нобелівської премії миру. Як відомо, МГЕЗК відповідає на рівні ООН за оцінку тенденцій і розробку прогнозів глобального потепління, що використовуються в якості незаперечною бази для прийняття політичних і фінансових рішень світовою спільнотою в даній області.
Листування цих експертів, скопійована невідомими хакерами з серверів вже згаданого Центру кліматичних досліджень (ЦКМ) Університету Східної Англії, підтверджує, що в їх роботі домінують тенденційний аларміські підхід, ігнорування фактичних даних і відкрите бажання маніпулювати думкою світової спільноти. Відкрилося, що ці експерти:
- підтасовували дані і навмисно спотворювали зміст баз первинних даних про температуру в різних точках земної кулі, отриманих від мережі метеорологічних станцій;
- довільно (для «підгонки» завдання під заздалегідь намічений відповідь) підбирали так звані коригуючі коефіцієнти, які використовуються для моделювання температурних процесів на планеті;
- замовчували реальні дані по температурним процесам на планеті, відмовляли в їх наданні незалежним дослідникам;
- огульно труїли представників альтернативних наукових шкіл, блокували їх спроби представити результати своїх досліджень в науковій періодиці.
На серйозні підозри наводить листування авторів Четвертого оцінної доповіді МГЕЗК - того самого, за який було присуджено Нобелівську премію. Ось цитата з листа Філа Джонса, директора ЦКМ, своєму колезі з США Майклу Манну: «Майк, міг би ти стерти всі електронні листи (...), що стосуються Четвертого оцінної доповіді?». Своїм британським колегам в ході підготовки цієї доповіді Каспару Еммону і Юджину Валу той же Джонс пише: «Постарайтеся і змініть первинні дані! Не давайте скептикам козирів в руки ». Уже згадуваний Майкл Манн закликає колег бойкотувати журнал Climate Research, який висловлював сумніви в антропогенної гіпотези потепління: «Слід переконати наших колег не представляти своїх статей в цей журнал і не цитувати його». Особливу турботу проявляє пан Джонс про те, щоб первинні дані не потрапили в руки громадськості (наприклад, таких незалежних дослідників, як Стефен Макінтайр і Росс Маккітрік, в листі іменованих «два М»): «Два М роками полюють за даними станцій ЦКМ . Якщо вони дізнаються, що у Великобританії тепер діє закон про свободу інформації, я швидше за зітру ці файли, ніж віддам їх комусь ».
НАУКА СТАЛА склеротична ...
Варто зауважити, що деякі з кліматологів виявилися здатні на відверте зізнання сформованих проблем. Так, що працює в тому ж Університеті Східної Англії Майк Халм заявив з приводу «Кліматгейту»: «Ця подія може дати сигнал до перегляду наших наукових знань про зміну клімату. Можливо, кліматична наука стала склеротична. Можливо, кліматична наука стала занадто ангажованою, занадто централізованою. Цей трайбалізм, зафіксований електронними листами, як правило, характерний для примітивних культур, і неприємно бачити, як він діє в науці ».
Але в цілому картина виявилася вельми непривабливою і дуже далекою від підносять світовій спільноті картинки про Міжурядову групу експертів зі зміни клімату як про команду мужніх дослідників, які розкривають людству правду про його винність перед планетою. Що ж змушує провідних кліматологів приховувати первинні дані від громадськості навіть ціною порушення закону? Які таємниці ховаються за підчищених графіками і отрихтовать заднім числом моделями?
Відповідь в даному випадку лежить на поверхні - об'єктом остракізму групи кліматологів стали ті вчені, яких не задовольняла примітивна прив'язка кількісних викидів СО2 до температури планети і небажання «мейнстріму» аналізувати проблему в усій її складності.
Прийнявши гіпотезу про антропогенний потепління, фахівці МГЕЗК, як стає зрозуміло з їх листування, взагалі не мали наміру займатися дослідженнями в звичному сенсі слова. Вся їх діяльність звелася до підгонці розрахунків під заздалегідь відомий відповідь. Процес підгонки був максимально ускладнений методологічно, з використанням апарату математичного моделювання, розрахованого на те, щоб ускладнити розуміння розрахунків нефахівцями і зосередити увагу останніх на висновках, які ті перевірити не в змозі. Чи можна в цьому зв'язку говорити про якийсь таємну змову вчених і припускати якийсь їх підступний умисел по відношенню до профанів, що живуть на планеті? Навряд чи інтереси цієї групи лежать так глибоко: все простіше, цинічніше і зводиться до грошей.
Кліматичні інститути, зрозумівши зацікавленість країн ЄС і адміністрації Обами в США в тиражуванні легенди про антропогенний потепління, зробили на цьому непоганий бізнес. Той же англійський Центр кліматичних досліджень (ЦКМ) зводив кінці з кінцями з великими труднощами аж до 1994 року - року вступу в силу Рамкової конвенції ООН про зміну клімату. Після цього фінансові труднощі були забуті - почалася ера достатку. Якщо в 1990-і роки ЦКМ фінансувалося в обсязі 1,9 мільйона фунтів стерлінгів, то в наступне десятиліття ця цифра зросла в п'ять з гаком разів - до 11,8 мільйона фунтів. І це тільки частина величезного фінансового «айсберга»: загальний бюджет ЄС на теми, пов'язані з кліматом, становить в понад 3 мільярди євро (це не рахуючи національних бюджетів, які в таких країнах, як Німеччина, Франція, Великобританія, цілком можна порівняти з бюджетом ЄС ). Ще більше, з воістину американським розмахом, витрачалися гроші на підтримку прихильників антропогенного потепління в США: щорічний бюджет одного лише Міністерства енергетики США становить 64 мільярди доларів, і перехідна команда Трампа зараз підраховує, скільки з нього йшло на «кліматичну» тематику. Зрозуміло, що серед кліматологів навряд чи знайдуться у великій кількості Галілеї і Джордано Бруно, готові відмовитися від таких масштабних спокус. Саме тому експерти МГЕЗК з особливою гордістю заявляли після «Кліматгейту», що вони виступають від імені більшості наукових співтовариств. Хотілося б додати: добре оплаченого більшості.
Але тут треба розуміти, що всі наукові бюджети Європи і Америки, на які із заздрістю дивиться злиденна російська наука, - не більше ніж крихти з панського столу, які вченим «скидає» еліта. Та сама еліта, яка, за словами Трампа, заробляє на цьому гроші. Реальні гроші куди більше навіть за масштабами Трампа. Такі, наприклад, як бюджет в 5 трильйонів доларів на так званий План кліматичних дій, прийнятий в президентство Обами. І без розрахунку на подібні доходи ніхто б не дав ні копійки, ні експертам-алармістом, ні тим, хто роздмухує кліматичну паніку ЗМІ. Так що вчені - кліматологи в цій грі на роль змовників не тягнуть ніяк. Їх самих «грають» в ролях фарс-фігур, але хто ж реальні гравці? Чиї такі глобальні інтереси стоять за грою в глобальне потепління? Про це ми розповімо в наступному матеріалі на цю скандальну тему.
Глобальне потепління - підвищення середньої температури кліматичної системи Землі. Починаючи з 1970-х років, як мінімум 90% енергії потепління акумулюється в океані. Незважаючи на домінуючу роль океану в накопиченні тепла, термін глобальне потепління часто використовується для позначення зростання середньої температури повітря біля поверхні суші і океану.
З початку XX століття середня температура повітря зросла на 0,74 ° C, приблизно дві третини припадають на період після 1980 року. Кожне з останніх трьох десятиліть було тепліше попереднього, температура повітря була вищою, ніж в будь-яке попереднє десятиліття, починаючи з 1850 року.
Наукове розуміння причин глобального потепління з часом стає все більш визначеним. У Четвертому оціночній доповіді МГЕЗК (2007) констатировалась 90% вірогідність того, що велика частина зміни температури викликана підвищенням концентрації парникових газів внаслідок людської діяльності. У 2010 році цей висновок був підтверджений академіями наук основних індустріальних країн. У П'ятому доповіді (2013) МГЕЗК уточнила цю оцінку:
Ймовірна величина можливого зростання температури протягом XXI століття на основі кліматичних моделей складе 1,1-2,9 ° C для мінімального сценарію емісії; 2,4-6,4 ° C для сценарію максимальної емісії. Розкид в оцінках визначається прийнятими в моделях значеннями чутливості клімату до зміни концентрації парникових газів.
Зміна клімату і його наслідки в різних регіонах світу будуть різними. Результатами зростання глобальної температури є підвищення рівня моря, зміна кількості і характеру опадів, збільшення пустель.
Потепління найсильніше проявляється в Арктиці, воно призводить до відступу льодовиків, вічної мерзлоти і морських льодів. Температура шару вічної мерзлоти в Арктиці за 50 років підвищилася з -10 до -5 градусів Площа поверхні арктичних льодів з 1970 по 2002 рік зменшилася приблизно на 25%, а їх товщина зменшилася на 1,3 м, приблизно вдвічі.
До інших наслідків потепління відносяться: збільшення частоти екстремальних погодних явищ, включаючи хвилі спеки, посухи та зливи; окислення океану; вимирання біологічних видів через зміну температурного режиму. До важливих для людства наслідків відноситься загроза продовольчій безпеці через негативного впливу на врожайність (особливо в Азії та Африці) і втрата місць проживання людей через підвищення рівня моря. Підвищена кількість вуглекислого газу в атмосфері закисляет океан.
У перспективі глобальне потепління може запустити необоротний механізм вивільнення вуглекислого газу з світового океану (де його в 50-100 разів більше, ніж в атмосфері Землі) і порушених екосистем і привести до виникнення парникового ефекту як на Венері.
Політика протидії глобальному потеплінню включає його пом'якшення за рахунок скорочення емісії парникових газів, а також адаптацію до його впливу. У майбутньому, на думку деяких, стане можливим геологічне проектування. Переважна більшість країн світу бере участь у Рамковій конвенції ООН зі зміни клімату. Учасники конвенції на міжнародних переговорах розробляють заходи пом'якшення та адаптації. Вони погодилися з необхідністю глибокого скорочення емісії з метою обмеження глобального потепління величиною 2,0 ° C
Згідно з доповідями, опублікованими в 2011 році Програмою ООН з навколишнього середовища та Міжнародним енергетичним агентством, вжиті в XXI столітті зусилля по зниженню емісії, виходячи з мети обмежити потепління величиною 2,0 ° C, були неадекватними.
У 2000-2010 роках емісія парникових газів збільшувалася на 2,2% в рік. У 1970-2000 зростання становило 1,3% на рік.
З огляду на інертність кліматичної системи навіть після припинення антропогенного впливу неминуче потепління ще на 0,6 ° С.
зміна температури
Середня приповерхнева температура повітря за період 1906-2005 років зросла на 0,74 ± 0,18 ° C. Темпи потепління протягом другої половини цього періоду приблизно вдвічі вище, ніж за період в цілому. Ефект міського тепла зіграв дуже незначну роль в цьому підвищенні, складаючи менше 0,002 ° C за десятиліття, починаючи з 1900 року. Згідно з даними супутникових вимірювань, температура нижньої тропосфери починаючи з 1979 року росла з темпом 0,13-0,22 ° C за десятиліття. Непрямі методи оцінки показують, що до 1850 року протягом однієї або двох тисяч років температура залишалася відносно стабільною, з регіональними флуктуаціями, такими як Середньовічний теплий період або Малий льодовиковий період.
Потепління, що виявляється прямими вимірами температури повітря, узгоджується з широким спектром спостережень, виконаних багатьма незалежними дослідницькими групами. Прикладами таких спостережень можуть бути зростання рівня моря (викликаний термічним розширенням води при нагріванні),, танення льодовиків, зростання теплосодержания океану, збільшення вологості, більш раннє настання весни. Імовірність випадкового збігу таких подій практично дорівнює нулю.
Земля знаходиться в стані дисбалансу одержуваної від Сонця і віддається в космос енергії як мінімум починаючи з 1970-х років. Більше 90% надлишкової енергії поглинається океаном, що залишилася частка йде на нагрівання атмосфери і поверхні суші, причому на частку атмосфери припадає близько 1%. .
У масштабі декількох десятиліть процес потепління атмосфери помітно стабільніше, ніж в масштабах порядку десятиліття, періоди 10 або 15 років часто показують більш слабкі або більш сильні тенденції потепління. Такі щодо короткострокові коливання накладаються на довготривалий тренд потепління і можуть тимчасово маскувати його. Відносна стабільність атмосферних температур в 2002-2009 роках, яку багато ЗМІ і деякі вчені називали «паузою» або «припиненням» глобального потепління, є прикладом такого епізоду. Хоча темпи зростання приповерхностной температури атмосфери і зменшилися в цей період, океан продовжував накопичувати тепло, причому на великих глибинах, ніж раніше.
Найбільш жарким роком за весь час спостережень, починаючи з кінця XIX століття, визнається 2015 рік, коли середні температури на 0,13 градусів перевищили аналогічний показник 2014 року - року попереднього температурного рекорду. За ним слідують 1998 2005 і 2010 роки, різниця між якими статистично незначна. Як вказала в 2014 році Всесвітня метеорологічна організація (ВМО), 13 з 14 найтепліших років за історію метеоспостережень припадають вже на нинішній XXI століття, а десятиліття 2000-х стало найтеплішим в історії спостережень. Щороку періоду 1986-2013 років був спекотніше середнього за період 1961-1990 років. На температуру 1998 року надав вплив найсильніший за століття явище Ель Ніньо.
У різних частинах земної кулі температури змінюються по-різному. З 1979 року температура над сушею зросла вдвічі більше, ніж над океаном. Температура повітря над океаном росте повільніше через його великої теплоємності і витрат енергії на випаровування. Північна півкуля нагрівається швидше, ніж південне, через меридіонального перенесення тепла в океані, також вносить свій внесок різниця альбедо полярних регіонів. В Арктиці темпи потепління вдвічі більше за середньосвітові, при цьому температури там відрізняються різкою мінливістю. Хоча в північній півкулі емісія парникових газів набагато вище, ніж в південному, причина відмінностей в потеплінні не в цьому, оскільки час життя основних парникових газів дозволяє їм ефективно перемішуватися в атмосфері.
Термічна інерція океанів і повільна реакція інших елементів кліматичної системи означають, що клімату будуть потрібні століття для досягнення рівноважного стану. Дослідження показують, що якщо парникові гази в атмосфері будуть стабілізовані на рівні 2000 року, після цього відбудеться подальше потепління на 0,5 ° C.
Причини потепління (зовнішні впливи)
Кліматична система реагує на зміни зовнішніх впливів (Англ. external forcings), Здатних «штовхати» клімат в бік потепління або похолодання. Прикладами таких впливів є: зміна газового складу атмосфери (зміна концентрації парникових газів), варіації світності Сонця, вулканічні виверження, зміни в орбітальному русі Землі навколо Сонця. Орбітальні цикли являють собою повільні варіації на тимчасовому протязі порядку десятків тисяч років, в даний час вони знаходяться в тренді похолодання, який міг би у віддаленій перспективі призвести до нового періоду заледеніння, якби накопичений ефект антропогенного впливу не перешкоджав цьому.
Викиди парникових газів
Існує науковий консенсус, що поточне глобальне потепління з високою ймовірністю пояснюється діяльністю людини і викликано антропогенним зростанням концентрації вуглекислого газу в атмосфері Землі, і, як наслідок, збільшенням парникового ефекту.
Земля перетворює енергію падаючого на неї видимого сонячного світла в інфрачервоне випромінювання, що виходить від Землі в космос. Парникові гази ускладнюють цей процес, частково поглинаючи інфрачервоне випромінювання і утримуючи йде в космос енергію в атмосфері. Додаючи в атмосферу парникові гази, людство ще більше збільшує поглинання інфрачервоних хвиль в атмосфері, що веде до зростання температури біля поверхні Землі.
Парниковий ефект був виявлений Жозефом Фур'є в 1824 році і вперше був кількісно досліджений Сванте Арреніус в.
На Землі основними парниковими газами є: водяна пара (відповідальний приблизно за 36-70% парникового ефекту, без урахування хмар), вуглекислий газ (CO 2) (9-26%), метан (CH 4) (4-9%) і озон (3-7%). Азот (N 2), кисень (O 2) і будь-які інші гази, молекули яких мають строго симетричний розподіл електричного потенціалу, прозорі для інфрачервоного випромінювання і ніякого значення для парникового ефекту не мають. Особливістю водяної пари є здатність конденсуватися і залежність його концентрації в атмосфері від температури повітря, що надає йому властивість позитивного зворотного зв'язку в кліматичній системі. Атмосферні концентрації CO 2 і CH 4 збільшилися на 31% і 149% відповідно в порівнянні з початком промислової революції в середині XVIII століття. Згідно окремим дослідженням, такі рівні концентрації досягнуті вперше за останні 650 тисяч років - період, для якого були отримані достовірні дані з зразків полярного льоду.
Близько половини всіх парникових газів, одержуваних в ході господарської діяльності людства, залишається в атмосфері. Близько трьох чвертей усіх антропогенних викидів вуглекислого газу за останні 20 років стали результатом видобутку і спалювання нафти, природного газу і вугілля, при цьому приблизно половина обсягу антропогенних викидів вуглекислоти зв'язується наземної рослинністю і океаном. Більшість інших викидів CO 2 викликана змінами ландшафту, в першу чергу вирубкою лісів, проте швидкість зв'язування наземної рослинністю вуглекислого газу перевищує швидкість його антропогенного вивільнення внаслідок зведення лісів. За даними МГЕЗК ООН, до третини загальних антропогенних викидів CO 2 є результатом збезлісення.
Тверді аерозольні частинки і сажа
Як мінімум з початку 1960-х років і, по крайней мере, до 1990 року спостерігалося поступове зменшення кількості сонячного світла, що досягає поверхні Землі. Це явище називають глобальним затемненням. Головною його причиною є пилові частинки, які потрапляють в атмосферу при вулканічних викидах і в результаті виробничої діяльності. Наявність таких частинок в атмосфері створює охолоджуючий ефект, що виникає завдяки їх здатності відбивати сонячне світло. Два побічних продукту спалювання викопного палива - CO 2 і аерозолі - протягом декількох десятиліть частково компенсували один одного, зменшуючи ефект потепління в цей період.
Радіаційний вплив аерозольних часток залежить від їх концентрації. При скороченні викидів частинок зниження концентрації зумовлюється їх часом життя в атмосфері (близько одного тижня). Вуглекислий газ має час життя в атмосфері, яка вимірюється століттями, таким чином, зміна концентрації аерозолів здатне дати лише тимчасову відстрочку потепління, що викликається CO 2.
Дрібнодисперсні частки вуглецю (сажа) за своїм впливом на зростання температури поступаються тільки CO 2. Їх вплив залежить від того, чи знаходяться вони в атмосфері або на поверхні землі. В атмосфері вони поглинають сонячну радіацію, нагріваючи повітря і охолоджуючи поверхню. В ізольованих районах з високою концентрацією сажі, наприклад, в сільських районах Індії, до 50% потепління у поверхні землі маскується хмарами з сажі. При випаданні на поверхню, особливо на льодовики або на сніг і лід в Арктиці, частинки сажі призводять до нагрівання поверхні за рахунок зниження її альбедо.
Крім безпосереднього впливу шляхом розсіювання і поглинання сонячної енергії, аерозольні частинки служать центрами конденсації вологи, сприяючи формуванню хмар з великої кількості дрібнодисперсних крапель. Такі хмари сильніше відбивають сонячне світло, ніж хмари з більших крапель. Ця роль аерозольних часток сильніше виражена відносно хмар над морем, ніж над сушею. Непрямі ефекти аерозолів являють собою найбільший джерело невизначеності в оцінці різних видів радіаційних впливів. Вплив аерозольних часток географічно нерівномірно, воно найбільш виражено в тропіках і субтропіках, особливо в Азії.
Зміна сонячної активності
Іншим аргументом проти Сонця як можливої причини нинішнього потепління є розподіл температурних змін в атмосфері. Моделі і спостереження показують, що потепління в результаті посилення парникового ефекту призводить до нагрівання нижніх шарів атмосфери (тропосфери) і одночасного охолодження її верхніх шарів (стратосфери). Якби потепління було результатом впливу Сонця, підвищення температури спостерігалося б і в тропосфері, і в стратосфері.
Зворотні зв'язку і чутливість клімату
Кліматична система включає в себе ряд зворотних зв'язків, Які змінюють реакцію системи на зовнішні впливи. Позитивні зворотні зв'язки підсилюють відгук кліматичної системи на вихідне вплив, а негативні - зменшують. До зворотних зв'язків відносяться: вода в атмосфері (зростання вологості при нагріванні повітря сприяє додатковому потепління через парникові властивостей водяної пари), зміна альбедо (площа снігу і льоду на планеті зменшується в міру потепління, що призводить до збільшення поглинання сонячної енергії і додаткового потепління ), зміни хмарного покриву (можуть впливати як в бік потепління, так і похолодання), зміни вуглецевого циклу (наприклад, вивільнення CO 2 з грунту). Головною негативним зворотним зв'язком є збільшення інфрачервоного випромінювання з земної поверхні в космос в міру її нагрівання. Згідно із законом Стефана-Больцмана подвоєння температури призводить до збільшення випромінювання енергії з поверхні в 16 разів.
Зворотні зв'язки є важливим фактором у визначенні чутливості кліматичної системи до зростання концентрації парникових газів. Велика чутливість означає (за інших рівних умов) більше потепління при заданому рівні впливу парникових газів. Висока невизначеність величини деяких зворотних зв'язків (особливо хмар і вуглецевого циклу) - головна причина того, що моделі клімату здатні передбачати лише діапазони можливих величин потепління, а не точні їх значення для заданого сценарію емісії.
Прогнози МГЕЗК відображають діапазон можливих значень, що охоплюється терміном «ймовірно» (більш ніж 66% ймовірності на думку експертів) для обраних сценаріїв емісії.
наслідки
Підвищена кількість вуглекислого газу в атмосфері закисляет океан.
Продуктивність сільськогосподарських культур в середніх і високих широтах при зростанні місцевих температур на 1 - 3 ° C дещо збільшиться, подальше потепління призведе до її зниження в деяких регіонах. У низьких широтах (особливо в посушливих регіонах і в тропіках) сільське господарство дуже вразливе, навіть невелике підвищення місцевих температур (1 - 2 ° C) посилить небезпеку голоду. У глобальному масштабі потенціал сільськогосподарського виробництва зростає при підвищенні місцевих середніх температур до 1 - 3 ° C, знижуючись при подальшому потеплінні.
Потепління клімату може призвести до зміщення ареалів проживання біологічних видів до полярних зон і збільшити ймовірність вимирання нечисленних видів - мешканців прибережних зон і островів, чиє існування в даний час знаходиться під загрозою.
Взаємний вплив зміни клімату та екосистем поки погано вивчено. Залишається неясним, посилюються або послаблюються ефекти глобального потепління в результаті дії природних механізмів. Наприклад, збільшення концентрації діоксиду вуглецю призводить до інтенсифікації фотосинтезу рослин, що перешкоджає зростанню його концентрації. З іншого боку, нестача елементів мінерального живлення і особливо посушливість клімату знижують переробку вуглекислого газу.
прогноз МГЕЗК
Позитивні зміни, на думку члена науково-консультаційного комітету кліматичного центру АТЕС, будуть наступними:
- збільшення періоду навігації на Північному морському шляху;
- зміщення на північ північного кордону землеробства, і пов'язане з цим зростання сільськогосподарських угідь;
- зниження витрат енергії на опалення в зимовий сезон для значної частини населених пунктів.
Запобігання та адаптація
Оцінка причин і наслідків глобального потепління є основою для дій щодо запобігання та адаптації на рівні держав, корпорацій і окремих людей. Багато екологічні організації ратують за прийняття заходів проти зміни клімату, в основному приватними споживачами, але також на муніципальному, регіональному і урядовому рівнях.
До 2012 року основним світовим угодою про протидію глобальному потеплінню був Кіотський протокол (узгоджений в грудні, вступив в силу в лютому) - додаток до Рамкової конвенції ООН про зміну клімату. Протокол охоплював понад 160 країн світу і покривав близько 55% загальносвітових викидів парникових газів. Перший етап здійснення протоколу закінчився в кінці 2012 року, другий етап не був узгоджений учасниками, міжнародні переговори про нову угоду почалися в 2007 році на острові Балі (Індонезія) і були продовжені на конференції ООН в Копенгагені в грудні. Всього за минулі роки було проведено більше 20 міжнародних конференцій країн-учасниць Рамкової конвенції ООН про зміну клімату. На конференції 2010 року в Канкуні (Мексика) сторони визнали за мету обмеження потепління величиною 2 ° C і заявили про «нагальної необхідності вжити невідкладних заходів» для досягнення цієї мети. Незважаючи на критику з боку екологічних НГО та вчених, країни-учасники міжнародних переговорів зі зміни клімату до теперішнього часу уникають застосування бюджетного підходу для визначення своїх зобов'язань щодо емісії СО2; існує розрив між зобов'язаннями, які готові обговорювати учасники міжнародних переговорів, і скороченням емісії, необхідним за сучасними науковими даними.
У 2013 році емісія СО 2 від спалювання викопного палива і виробництва цементу склала 36,1 Гт СО2. Частки США та Євросоюзу склали 14% і 10% від загального обсягу, а частка Китаю 28%. Китай, який в 2006 році вперше зрівнявся з США по абсолютній величині викидів СО 2, в даний час перевершує за цим показником США і Євросоюз, разом узяті, а за рівнем емісії на душу населення зрівнявся з Євросоюзом. Вчені припускають, що при збереженні існуючих тенденцій до 2019-го року частка Китаю у виробництві вуглекислого газу буде більше, ніж США, Євросоюзу і Індії, разом узятих, при цьому частки Євросоюзу і Індії стануть практично рівними.
Оцінки в науковій літературі необхідних для країн і регіонів зусиль щодо пом'якшення зміни клімату
Кліматичні дослідження надійно встановили близьку до лінійної зв'язок між глобальним потеплінням і кумулятивними викидами CO 2 з початку індустріалізації. Це означає, що для утримання глобального потепління нижче будь-якого встановленої межі (наприклад, 2 ° C) з призначеним шансом на успіх, необхідний емісійний бюджет, тобто обмеження майбутніх сукупних викидів CO 2. Розрахункові квоти емісії значно менше, ніж відомі запаси викопного палива.
Емісійний бюджет означає, що майбутні сумарні викиди CO 2, що відповідають заданому потепління, є кінцевий загальний глобальний ресурс. Він повинен бути розділений між країнами, або через заздалегідь досягнуте міжнародну угоду, або як результат національних зусиль, певних в індивідуальному порядку. Проблема розподілу глобальних зусиль щодо пом'якшення зміни клімату розглядається в науковій літературі.
Моделювання клімату показує, що для XXI століття хоча б 50% ймовірність обмеження підвищення температури рівнем 2 ° C знаходиться на межі досяжного (якщо не розглядати гіпотетичні варіанти з Геоінжинірінг і негативною емісією). Проте, роботи Anderson & Bows 2008, Raupach і ін. 2014 (докладніше див. Нижче) розглядають 50% вірогідність 2 ° C в якості реальної мети зусиль щодо пом'якшення зміни клімату. У зв'язку з накопичується впливом емісії багато обговорювалися в минулому спірні питання кліматичної політики поступово втрачають актуальність. Наприклад, глобальний емісійний бюджет для пропонувався межі потепління 1,5 ° C при ймовірності 80% зараз дорівнює нулю, що робить цю мету практично недосяжною. Пропонувався раніше принцип розділу емісійного бюджету між країнами з урахуванням їх історичного внеску в емісію веде до дуже низькою або нульовою квотою для розвинених країн.
Кіотський протокол
Кіотський протокол - це міжнародний договір, укладений для реалізації цілей Рамкової конвенції ООН про зміну клімату (РКЗК ООН), яка зобов'язує держави-учасники скоротити викиди парникових газів. Він був підписаний в 1997 році і набув чинності 16 лютого 2005 року. До нього приєдналися 192 країни. Офіційною метою конвенції є зниження концентрації парникових газів в атмосфері до «рівня, який не допускав би небезпечного антропогенного впливу на кліматичну систему» (ст. 2). Протокол включав кількісні зобов'язання 38 розвинених країн (перерахованих в Додатку 1 до Рамкової конвенції) обмежити викиди парникових газів. Залежно від конкретної країни їх емісія до 2012 року повинна була скласти 92-110% від рівня 1990 року. Передбачалася торгівля квотами на емісію між країнами, а також можливість виконання національних зобов'язань зі скорочення емісії шляхом інвестицій в проекти відповідної спрямованості в інших країнах, в тому числі не входять в Додаток 1. Країни-учасники створили національні системи обліку емісії парникових газів. Для країн, що не входять в Додаток 1, створення таких систем було необхідною умовою для отримання інвестицій в спільних проектах з розвиненими країнами. Передбачався моніторинг виконання зобов'язань і санкції за їх невиконання. Перший період дії протоколу закінчився в 2012 році, планувався другий період, з цією метою на конференції в Досі були прийняті поправки до протоколу, але процес їх ратифікації застопорився. Станом на листопад 2015 року поправки ратифікували тільки 59 держав, в той час як для вступу їх в силу потрібна участь як мінімум 144 держав. При цьому з 37 країн з зобов'язуючими цілями в рамках другого етапу протоколу тільки 7 ратифікували поправки. Росія, поряд з Японією і Новою Зеландією, брала участь в першому раунді Кіото, але відмовилася брати участь у другому. Сполучені Штати підписали перший етап угоди, але не ратифікували його. На наступних конференціях з питань клімату можливість пролонгації Кіотського протоколу не обговорювалася. Витрати сторін від участі в угоді були невеликі: відповідне зниження ВВП країн Додатку 1 склало менше 0,05%. Всесвітній банк оцінює роль Кіотського протоколу в обмеженні емісії як незначну. Протокол був підписаний в 1997 році, але до 2006 року емісія від спалювання викопного палива зросла на 24%, в основному за рахунок країн, що не входять в Додаток 1.
кліматичний скептицизм
Кліматичних скептицизмом називають недовіру до загальноприйнятих науковим уявленням про глобальне потепління. Кліматичні скептики відкидають або ставлять під сумнів науковий консенсус про антропогенний зміні клімату. Предметом сумнівів можуть бути сам факт потепління, або роль людей в цьому процесі, або його небезпека. Кліматичний скептицизм є поширеним суспільним настроєм у багатьох країнах світу. Він перешкоджає політичним рішенням, спрямованим на запобігання небезпечного глобального потепління.
З цією теорією змови може зрівнятися хіба що історія про фейковий політ на Місяць. Її прихильники вірять, переконують інших, б'ють себе в груди ... Але чи знаєте ви, реальність чи міф - глобальне потепління? Якщо немає, то обов'язково подивіться наш новий випуск з Олександром Сергєєвим про міф і реальність глобального потепління. А під катом ви знайдете розшифровку цього відео, максимально адаптовану для читання.
Олександр Сергєєв: « Це один з найбільш спірних питань сучасної наукової політики. Між іншим, спірність його має місце тільки серед політиків і тих, хто цією політикою цікавиться. А ось серед вузьких фахівців з кліматології ніяких суперечок з цього питання немає. Чому ми досі сперечаємося про потепління клімату і що відбувається в цій області насправді?
Взагалі в першу чергу потрібно домовитися - клімат не плутати з погодою. Погода - це те, що діється в даному конкретному місці Землі сьогодні або цього літа. Погода може бути аномальної в тій чи іншій області. Ці аномалії можуть бути дуже великі, коливання бувають від року до року значніше і, треба сказати, останнім часом (особливо зі зміною клімату) розмах цих аномалій дещо збільшується ».
Олександр Сергєєв: « І таких аргументів плаває дуже багато, наприклад, «Та ладно вам! Зараз потепління, а он згадайте малий льодовиковий період, коли замерзала Темза. А перед цим був кліматичний оптимум і там в Гренландії все озеленело, чому вона так названа ... ». Люди, знову ж таки, не в курсі на скільки це були коливання, а коливання-то по глобальної температури в малому льодовиковому періоді і кліматичному оптимумі який йому передував, були ± 0,5 °. А зараз ми маємо вже майже 1,5 ° і в перспективі - ніяких ознак зниження темпів зростання. Таким чином, це заперечення з розряду просто нерозуміння, незнання масштабів величин, неволодіння конкретним даними, але бажанням думати, що все добре. Вони готові закривати очі на будь-які наукові аргументи, тому що, як ви знаєте, і я не раз про це розповідав, що в природничій науці не буває 100% доказів, буває тільки велика або менша ступінь впевненості. Тому можна вічно вимагати «Дайте нам 100% докази!», Дали ще - «Ні, це не 100%, це 97%! Дайте нам 99%! », Дали 99% -« Ні! Це ж не 100%! ».
Наука каже однозначно - немає іншої конкуруючої моделі яка могла б на сьогоднішній день витіснити уявлення про антропогенний глобальне потепління, пов'язаному з викидом CO2 та інших парникових газів. Немає зараз альтернативи і 30 років вже немає. Ну а політикам і населенню може з якихось причин це незручно визнавати. Ось і майте з цим справа ».
Нагадуємо, що це була розшифровка нашого відео «Зрозуміти за 16 хвилин: міф і реальність глобального потепління» (відео про всяк випадок докладаємо ще раз):
Шатковського муніципального району
МОУ Смирновська ЗОШ
Дослідницька робота
Глобальне потепління:
парниковий ефект
с. Смирнове
2013 рік
1) Вивчити матеріали по глобальному потеплінню;
2) З'ясувати причини глобального потепління;
3) Експериментально перевірити парниковий ефект;
3) Визначити: який вплив ця проблема має на життя людей.
Етапи роботи:
Вивчити причини, що сприяють появі «глобального потепління»;
Експериментально перевірити парниковий ефект;
Розглянути питання вліяніяглобального потепління на життя людей, міст, цілих держав;
Провести опитування серед учнів.
Вступ.
Для того щоб якомога краще ознайомитися з даною темою і спробувати знайти всі можливі шляхи вирішення цієї проблеми, в першу чергу треба правильно зрозуміти сам термін «Глобальне потепління», розглянути всі причини, що викликають ці жахливі катастрофи, з наслідками яких я і спробую вас ознайомити . Одну з проблем глобального потепління, таку як «парниковий ефект», я розглянула докладніше.
Причини глобального потепління
Основними методами відстеження змін є:
Історичні документи і літописи,
Архіви метеорологічних спостережень,
Вимірювання площі полярних шапок, льодів, зон рослинності і відстеження атмосферних процесів завдяки супутниковій фотозйомці,
Аналіз викопних тварин і рослин,
Радіологічний аналіз до древніх полярних льодів,
Спостереження за льодовиками, особливо добре зміни клімату видно, якщо подивитися на фото льодовиків зняті в один місяць різних років.
Кліматичні індикатори: зміна рівня океану (синій), концентрація 18 O (озон) в морській воді, концентрація CO 2 в антарктичному льоду. Розподіл тимчасової шкали - 20 000 років.
На діаграмі видно, що піки рівня моря, концентрації CO 2 і мінімуми 18 O збігаються з межледниковья температурними максимумами.
Кліматичні системи змінюються як в результаті природних внутрішніх процесів, так і у відповідь на зовнішні впливи (антропогенні та неантропогенного).
На даний момент ніхто з учених з повною достовірністю не може сказати, які саме причини викликають довгострокові кліматичні зміни. Існує певна кількість найбільш достовірних припущень, визнаних як робочі гіпотези дослідними центрами США, Росії і Європи. Перерахуємо їх тут.
Перша гіпотеза: сонячна активність
Сонце єдиний і головне джерело тепла для нашої планети, і навіть найменші циклічні зміни його активності сильно впливають на коливання температур. Вчені вважають, що сонце має як мінімум три різних циклу активності: 11, 22-річний і приблизно 90 річний. Збіги і розбіжності цих циклів і пояснюють коливання температур. Крім того передбачається - але не доведено, що існує і набагато більш тривалий, приблизно тисячолітній цикл зростання активності сонця. Таким чином, кліматичні зміни природні, і з часом самі підуть на спад.
Друга гіпотеза: зміщення кута обертання землі і поступова зміна орбіти.
За припущенням автора гіпотези, ці астрономічні зміни викликають поступове зміщення радіаційного балансу планети, а отже і клімату. Астроном Миланкович, керуючись цією теорією цілком точно (за даними палеонтологів) розрахував дати і тривалість минулих льодовикових періодів нашої планети. За цією гіпотезою, зміни будуть відбуватися протягом десятків, а можливо і сотень тисяч років, але навряд чи ця гіпотеза має відношення до відносно швидкого глобального потепління останнього століття.
Гіпотеза третя, океанічна.
Океани займають три чверті площі поверхні планети, і є найпотужнішим чинником, що впливає на клімат і його зміни. В даний час природа цього впливу вивчена досить слабо, так, наприклад, середня температура океанічної товщі 3,5 ° С, а поверхні землі - 15 ° С, тому швидкість і темпи теплообміну між океаном і нижніми шарами атмосфери може бути причиною значних кліматичних зрушень . Крім того кількість вуглекислого газу розчиненого у водах океану більш ніж в 60 разів перевищує загальне його кількість в атмосфері, і як наслідок деяких природних процесів парникові гази можуть з океану надходити в атмосферу істотно змінюючи клімат Землі.
Гіпотеза четверта: Вулкани.
Кожне виверження вулкана викидає в верхні шари атмосфери стільки ж аерозолів, газу і пилу, скільки виробляє все людство за кілька років. Всі зареєстровані випадки вулканічної активності супроводжувалися короткочасним похолоданням внаслідок викиду пилу, і згодом довготривалим зростанням середньорічної температури за рахунок викинутого в атмосферу вуглекислого газу.
п'ята і найбільш обговорювана гіпотеза розглядає як основну причину глобального потепління діяльність людини.
Однією з найбільш широко обговорюваних причин є антропогенний парниковий ефект.
Парниковий ефект
Парниковий ефект був виявлений Жозефом Фур'є в 1824 році. Він припустив, що атмосфера землі виконує функцію свого роду скла в теплиці: повітря пропускає сонячне тепло, не даючи йому при цьому випаруватися назад в космос. Те ж саме відбувається в парниках, в зв'язку з чим і стався термін «парниковий ефект». Цей ефект досягається завдяки деяким атмосферним газам другорядного значення, наприклад, водяні випаровування і вуглекислий газ. Вони пропускають видиме і «ближній» інфрачервоне світло, що випромінюється сонцем, але поглинають «далеке» інфрачервоне випромінювання, що має більш низьку частоту і утворюється при нагріванні земної поверхні сонячними променями. Якби цього не відбувалося, Земля була б приблизно на 30 ° холодніше, ніж зараз, і життя б на ній практично завмерла. Виходить, чим більше в атмосфері вуглекислого газу, тим більше інфрачервоних променів буде поглинуто, тим теплішою вона стане.
У природній біосфері зміст газу в повітрі підтримувалося на одному рівні, так як його надходження дорівнювало видалення. В даний час люди порушують цю рівновагу, зводячи лісу і використовуючи викопне паливо.
Зараз людство спалює щорічно 4,5 млрд. Т вугілля, 3,2 млрд. Т нафти і нафтопродуктів, а також природний газ, торф, горючі сланці і дрова. Все це перетворюється на вуглекислий газ, зміст якого в атмосфері зросла з 0,029% на початку 20 століття до 0,035% в даний час. Крім того, різко збільшилися викиди в атмосферу іншого парникового газу-метану (концентрація в атмосфері збільшилася на 140% в порівнянні з початком 20 століття), а так само хлорфторуглеродов (ХФУ) і оксидів вуглецю, що поглинають інфрачервоні випромінювання в 50-100 разів сильніше, ніж СО 2. Отже, хоча їх зміст в повітрі значно нижче, вони впливають на температурний режим планети майже так само.
Щоб зрозуміти суть парникового ефекту, я виконала практичну роботу ПАРНИКОВИЙ ЕФЕКТ (Додаток 1).
Мета роботи:
Зрозуміти суть парникового ефекту,
Побудувати демонструє модель,
З'ясувати, як поглинають теплову енергію поверхні з різних матеріалів.
Ось результати моєї роботи.
У природі такий ефект проявляється, коли хмарність збільшується ближче до вечора. Вночі тепло не йде в космічний простір, немає сильного перепаду температур. При цьому темний грунт нагрівається сильніше світлого, так як більш темні поверхні поглинають енергію більше. Це явище проглядається за графіками температур.
Зростання населення і виробництва помітно змінюють хімічний склад атмосфери, збільшуючи кількість парникових газів в ній.
За останнє століття середня зафіксована температура приземної атмосфери зросла на 0.8 ° С, що чи не пояснюється жодної з «природних» гіпотез, тим більше що зміни такого масштабу зазвичай відбувалися протягом багатьох сотень років. А за останні 20 років темпи ще зросли - 0.3-0.4 ° С.
Найбільш правдоподібним виглядає припущення, що глобальне потепління, яке ми спостерігаємо, є результатом збігу відразу великої кількості факторів, тим більше що планета Земля - це величезний живий організм, який ми ще занадто мало вивчили.
Наслідки глобального потепління
Ось десять найстрашніших ефектів глобального потепління.
1. Поширення хвороб.
Навколишнє середовище небезпечних комах стає все спекотніше, а клімат північних країн більш теплим і помірним, ідеально відповідним для їх існування. Комахи рушити на північ, приносячи з собою всі хвороби, якими можуть заразитися самі. Цей ефект можна буде зупинити, адже фактично вченим не вдалося знищити небезпечні віруси в країнах в яких вони вже присутні, не кажучи про тих, які ще можуть заразитися. 
2. Повені.
Коли підвищився рівень води в океанах, повені стали першим символів глобального потепління. Підвищення хоча б ще на метр призведе до неймовірним наслідків. Наприклад, зможе з легкістю прибрати одну шосту цілої території Бангладеш, багато острова стануть історією, навіть найвищі дамби не в силах будуть протистояти стрімкому потоку, тому значна частина берегової лінії материків зникне. Крім того, підвищення температури викликає більш інтенсивне водне випаровування, роблячи зливи частішими і сильнішими. 
3. Урагани.
Глобальне потепління викликає підвищення не тільки атмосферної температури, але і океанічної. Силу ураганів дають теплі води. Оскільки ефекти глобального потепління стають все гірше за останні кілька років, в цей період ми стали свідками кілька таких ураганних лих, які доводять, що наше погане ставлення до планеті не залишиться безслідним. 
4. Засуха.
Питна вода - вже розкіш в деяких частинах Африки, але найгірше все ще попереду. Цей континент найбільше постраждає від великого зміни клімату, так само як і південна частина Європи. Брак прісної води може стати причиною конфліктів і воїн. По всьому світу зникнуть дрібні річки і озера. А це справжня катастрофа для живих організмів, які в них жили. З втратою місця існування вони так само безслідно зникнуть. 
5. Лісові пожежі.
У посушливих регіонах з наслідками лісових пожеж справляються щоліта. Каліфорнія, Австралія і Греція постраждали найбільше в минуле десятиліття. Однак вони не будуть єдиними, якщо зміна клімату буде продовжуватися. З кожним років весна приходить все раніше, змушуючи сніг швидше танути, тим самим позбавляючи землю вологи на тривалий період часу. Саме тому лісові пожежі стають все більш частим явищем з кожним роком. 
6. Суворі зими.
Глобальне потепління змушує клімат виглядати дуже дивним. У той час як деяка частина світла страждає від посухи, інша від повені, деякі страждають від суворих зим. Наприклад, такі країни як Німеччина, Польща і Словаччина перенесли найхолодніші зими за останні кілька років. 
7. Зміг. 
Коли хтось помре від смогу - це безперечно буде означати, що поведінка людства по відношенню до планети досягло піку. На щастя, ми ще не досягли цього, але зміг поступово підбирається до своїх жертв. Змішання в повітрі безліч забруднюючих речовин (оксиди азоту, тропосферний озон, леткі органічні речовини тощо) роблять великі міста жахливим місцем для людей, які страждають від астми або інших респіраторних захворювань.
8. Збільшення вулканічної активності.
Стрімкий танення льодовиків, що знаходяться на вершинах гір, сприятимуть їх росту. Справа в тому, що лід, який мільйони років придавлював гори до поверхні Землі, зник, тим самим дозволяючи їм спрямовуватися вище. В результаті чого прокинуться безліч вулканів, які викидатимуть тверді частинки в атмосферу, допомагаючи глобальному потеплінню і паралізуючи повітряний рух. Однак найнебезпечнішим в цьому випадку буде смертельний ефект лави для людей, які живуть близько вулканів.
Вчені з'ясували, що глобальне потепління може викликати небезпечні для людини грози. Вони будуть з'являтися частіше, і вдаряти з більшою силою. Спостерігати їх можна в посушливих районах, але вони не будуть приносити з собою зливи, а просто бити в землю, викликаючи пожежі.
10. Втрата біорізноманіття.
Якщо середня температура буде підвищуватися, людство ризикує втратити цілих 30% видів тварин і рослин. Це станеться через опустелювання, втрати води, збезлісення, а так само через нездатність до адаптації живих організмів. Вчені відзначили, що деякі більш стійкі види мігрували на полюса, щоб підтримати необхідну їм середовище проживання. Від цієї загрози не захищений і людина. 
Наш внесок у захист природи
У моєму опитуванні 78% респондентів погодилися з гіпотезою глобального потепління, проте 14% заперечують факт глобального потепління. (Діаграма № 1)
Далі було поставлено питання про те, який же вплив надає глобальне потепління. Однак тема глобального потепління обговорювалася, природно, вже тільки з тими, хто вважає, що воно дійсно відбувається. Більшість з них 82% вважають, що глобальне потепління негативно впливає на життя людства, і лише небагато хто вважає його вплив позитивним 5% або заперечують будь-який вплив цього процесу на життя людей 12%. (Діаграма № 2)
Потім респондентам було поставлено питання про причини глобального потепління. При цьому половина вважають глобальне потепління реальним розглядає його виключно як результат людської діяльності 70%, як результат поєднання дії антропогенних і природних чинників 24%, і лише деякі 6% вважають, що зміна клімату цілком обумовлено природними процесами. (Діаграма №3)
І останнім було поставлено питання, чи зможе людина зупинити процес зміни клімату. У моєму опитуванні 30% респондентів вважають, що запобігання неможливо, у 70% зворотна точка зору. (Діаграма №4)
Тим, хто вважає протистояння потепління можливим, було поставлено відкрите питання про те, що саме може зробити людство. Респонденти говорили про необхідність дбайливого ставлення до природи в цілому (88%), про обмеження і контроль виробничих викидів і впровадженні нових систем очищення (65%), припинення вирубки лісів (94%), необхідно «Всім країнам серйозно поставитися до цієї проблеми і об'єднати зусилля»для вирішення проблеми глобального потепління на міжнародному рівні (98%).
Щорічно ми приймаємо участь в районній акції «Зробимо світ чистішим». Школярі та вчителі очищають від сміття прилеглі та закріплені території, шефствують над пам'ятником воїнам, загиблим в роки Великої Вітчизняної війни.
Успішно пройшла природоохоронна операція «Чистий ставок», в рамках якої хлопці-старшокласники очистили береги найбільшого в Смирнова Барського ставка. Під час операцій «Шкільний сад» і «Сільський парк» школярами було висаджено близько 1000 саджанців плодово-ягідних та інших рослин.
Дуже цікаво пройшла в школі операція «Годівниця», в якій взяли участь школярі 1 - 6 класів, вихованці ДНЗ та їх батьки.
Дуже активно беруть участь школярі в дослідницькій діяльності екологічного спрямування. Дослідження виконуються як на уроках, так і в позаурочний час. Під керівництвом вчителів хлопці детально досліджували водні об'єкти сіл Смирнова, Кістянки, Алемаева, Вечкусова; вивчили з точки зору етно-екології свято Трійцю; до проблем охорони лісових рослин знайшли не тільки екологічний підхід, але і поетичний. до багатьох дослідних робіт додатково оформлені альбоми з картинами художників або з власними ілюстраціями.
Активно працює наша школа і з населенням. У різних громадських місцях регулярно з'являються екологічні листівки та пам'ятки із закликом не смітити, берегти навколишнє природу і т. Д.
Протягом 10 останніх років МОУ Смирновська ЗОШ тісно співпрацює з Всесвітньою організацією з охорони природи ГРИНПИС. Так в травні 2012 року брали участь в акції «Зелений вікенд», в рамках якої були проведені цікаві заходи, екологічні проекти. В ході цієї акції була приведена в порядок територія навколо школи, організована ярмарок «непотрібних» речей.
За пропозицією ГРИНПИС багато школярів і педагоги взяли участь у конкурсі «Друге життя речей». Були представлені фотографії речей, зроблених зі сміття. Переможцем в конкурсі оголошено діда Михайло, який зібрав велосипед з металобрухту. Всі учасники були нагороджені грамотами, значками, а переможці - подарунками.
Під час акції «Зелений вікенд» школа вела переписку з організаторами. Ми отримали багато теплих слів за роботу, яку робимо.
Мені дуже приємно вносити свою хоч і маленьку лепту у вирішення проблеми, яка зараз є проблемою №1 в світі. Ми не дарма намагаємося поліпшити фінансове становище, щоб нам жити було легше і краще.
висновок
За результатами досліджень Міжурядової комісії ООН наслідки глобального потепління невтішні. Велика частина Європи буде затоплена в результаті повеней. Почнуться танення гірських льодовиків і районів вічної мерзлоти. Сільське господарство Південної Європи і Азії постраждає від небувалої посухи. В Африці зменшиться кількість питної води, почастішають інфекційні хвороби, що розноситься комарами і іншими комахами. Острівні держави будуть повністю затоплені.
Незважаючи на настільки песимістичні прогнози, є вчені, які їх не поділяють. Останні зображення із супутників Землі не підтверджують ці побоювання, а, значить, є надія запобігти загрозу, що насувається. Можна зменшити викиди парникових газів, підвищуючи ефективність використання енергоресурсів і перейшовши на менш небезпечні види палива, такі як газ. Можна уповільнити витрачання такого непоправного природного ресурсу, як викопне паливо. А використання енергії перевести на альтернативні екологічно чисті технології. Чим швидше людство зрозуміє про свою руйнівної діяльності, тим більше надії на запобігання глобальної катастрофи.
література:
А.В.Сахаров. Розвиток пізнавального інтересу учнів до вивчення фізики на основі експериментальних завдань екологічного спрямування. г.Арзамас, 2000р.
Встановити лампу в 20-30 см прямо над посудиною так, щоб світло падало на кульку термометра.
Вимкнути її, дати температурі знизитися до кімнатної. Записати цю температуру.
Вимкнути лампу. Дати температурі знизитися до кімнатної. Знову зволожити грунт і повторити досвід, знявши кришку посудини.
Побудувати графік, відклавши по осі ординат температуру, а по осі абсцис - час.
Знову виконати ту ж роботу, замінивши темний грунт на світлий.
Таблиця 1
| Час (хв) | Температура (0 С) |
|||
| З кришкою | без кришки |
|||
| темний грунт | світлий грунт | темний грунт | світлий грунт |
|
| 1 | 28 | 27 | 26 | 26 |
| 2 | 29 | 27,5 | 26 | 26 |
| 3 | 30 | 27,5 | 27 | 26 |
| 4 | 30 | 27,5 | 27 | 27 |
| 5 | 30 | 28 | 27 | 27 |
| 6 | 30 | 28 | 28 | 27 |
| 7 | 31 | 28 | 28 | 28 |
| 8 | 31 | 29 | 28 | 28 |
| 9 | 31 | 29 | 28 | 28 |
| 10 | 32 | 29 | 28 | 28,5 |
| 11 | 32 | 29 | 28 | 29 |
| 12 | 32 | 29 | 28,5 | 29 |
| 13 | 32 | 29 | 29 | 29 |
| 14 | 32 | 29 | 29 | 29 |
| 15 | 32 | 29 | 29 | 29 |
| 16 | 32 | 29 | 29,5 | 29 |
| 17 | 33 | 29 | 29,5 | 29 |
| 18 | 33 | 30 | 30 | 30 |
| 19 | 33 | 30 | 30 | 30 |
| 20 | 33 | 30 | 30 | 30 |
Додаток 2
Чи згодні ви з гіпотезою про глобальне потепління.
Мал. 1
Який вплив на людство надає глобальне потепління?
рис.2
Які причини глобального потепління? Потрібне підкреслити.
Мал. 3
Що саме може зробити людство. Перерахуйте конкретні дії.
Мал. 4
Що робиться у вашій школі для вирішення даної проблеми? Перерахуйте заходи.
Давненько я не писав нічого про глобальне потепління, зміна клімату і взагалі про земні проблеми навколишнього середовища. Я адже фізик - точніше, астрофізик - і хоча я добре розбираюся в фізиці Землі та в науці, це не моя експертна область.
Але мені надійшло багато прохань поглянути на що вийшов (в 2014 році) звіт IPCC з приводу глобального потепління і мене запитували, як можна самостійно спробувати встановити, чи нагрівається Земля.
І якщо це дійсно так, то як зрозуміти, чи грає людство в цьому процесі значну роль? 
Давайте з вами пограємо. Прикинемося, що:
- Ми ніколи не чули про цю проблему,
- Ми ніколи не чули чужих думок на цей рахунок - політичних, наукових, будь-яких інших,
- Ми не беремо до уваги ніякі інші міркування (політичні, економічні, екологічні),
- Нас цікавлять лише два моменти: нагрівається Земля, і чи мають люди до цього відношення.
Пост буде великий, але щоб докопатися до правди, потрібен час. Так що витратимо цей час і зробимо все правильно, згідно з сучасними науковими уявленнями.
Поїхали!
Це Сонце. З дуже хорошим наближенням можна сказати, що це джерело більшої частини енергії, що підтримує температуру не тільки Землі, але і всіх планет на рівні вище декількох кельвінів. (Я буду використовувати Кельвіна, але в дужках вказувати градуси Цельсія і Фаренгейта: -270 ° C / -455 ° F).
Вдень ми поглинаємо енергію Сонця, а й випромінюємо її, як вдень, так і вночі, в космос. Тому днем температура підвищується і вночі знижується - так це відбувається з кожною планетою, що має денну і нічну боку. Також змінюються сезони, холодні і теплі часи, в залежності від еліптичності орбіти планети і нахилу осі.
Але якби температуру визначали тільки два цих параметра, тоді найближча до Сонця планета була б найгарячішою, і їх температура поступово падала б у міру віддалення від Сонця. Можна перевірити це припущення, починаючи з самої внутрішньої планети і рухаючись назовні.
Меркурій дуже гарячий. Насправді дуже гарячий! Він ближче всіх до Сонця і обертається всього за 88 земних днів. Максимальна температура вдень становить неймовірні 700 К (427 ° C / 800 ° F) в найгарячіших місцях. Меркурій обертається дуже повільно, так що його нічна частина проводить багато часу в темряві, закрита від Сонця. В цей час вона охолоджується до 100 K (-173 ° C / -280 ° F), що дуже холодно, набагато холодніше природних температур на Землі. Така ситуація з найближчої планетою до Сонця, Меркурієм.
Що щодо Венери?
Венера знаходиться в середньому в два рази далі від Сонця, ніж Меркурій і робить оборот навколо Сонця за 225 земних днів. Вона теж повільно обертається, проводячи по 100 земних днів на сонці і стільки ж в тіні. Тому вам може здатися дивним, що температура Венери завжди постійна, як вдень, так і вночі і в середньому становить 735 K (462 ° C / 863 ° F), що навіть більше, ніж у Меркурія!
Тому, якщо нам потрібно розібратися з тим, що відбувається на цих світах, потрібно запитати - чому?
Якщо порівняти два цих світу, ми знайдемо чотири великих відмінності:
- Меркурій сильно менше Венери,
- Меркурій в два рази ближче до Сонця,
- Відображає здатність Меркурія набагато менше,
- У Меркурія немає атмосфери, а у Венери вона дуже щільна.
Виявляється, що розмір не має значення. Якби Меркурій був у два рази більше, або Венера в два рази менше, їх температура не змінилася б значно, оскільки кількість сонячного світла, що падає на одиницю поверхні планети, залишається такою б.
А ось те, що Меркурій в два рази ближче до Сонця, має значення.
Будь-який об'єкт, віддалений на подвійну відстань від Сонця, отримує лише чверть сонячної енергії на одиницю площі, тому Меркурій повинен отримувати в чотири рази більше енергії на кожну частину поверхні, ніж Венера.
При цьому Венера гаряче, що говорить про те, що в останніх двох пунктах міститься щось важливе.
Відображення або поглинання об'єктом променів відомо як альбедо, від латинського «albus», що означає «білий». Об'єкт з нульовим альбедо ідеально поглинає випромінювання, а об'єкт з альбедо рівним 1 ідеально відображає. Вам може бути знайома Місяць, у якій, судячи з усього, досить високе альбедо, оскільки вона виглядає білою і вдень і вночі.
Не обманюйте себе! Середнє альбедо Місяця всього лише 0,12, тобто вона відображає тільки 12% падаючого світла і поглинає 88%. Чим менше альбедо об'єкта, тим краще він поглинає світло, а чим вище альбедо, тим менше світла поглинається. (Спеціально для планетологов уточнюю, що використовую альбедо Бонда).
Альбедо Меркурія приблизно таке ж, як у Місяця, а у Венери - одне з найбільших для всіх тіл Сонячної системи.
Отже, що ми отримали: хоча у них різний розмір, значення це не має, Меркурій одержує приблизно в чотири рази більше енергії, ніж Венера на одиницю площі; Меркурій поглинає майже 90% падаючого на нього сонячного світла, а Венера тільки 10%.
І все-таки Венера навіть ночами завжди гаряче, ніж будь-яке місце на Меркурії.
Який там четвертий пункт?
4. У Меркурія немає атмосфери, а у Венери вона дуже щільна. (Особливо спритні з вас могли бачити її під час по сонячному диску в 2012 році!)
Річ у тім, Меркурій і Венера не тільки поглинають енергію Сонця, вони потім її заново випромінюють в космос у вигляді тепла. У разі Меркурія все це тепло повертається в космос, а от у випадку з Венерою йому доводиться проходити через товстий, товстий шар атмосфери, що досить важко зробити.
Виявляється, що атмосфера відіграє критичну роль. Спека, що досягає Венери, залишається там надовго. Вона залишається досить довго для того, щоб нагріти всю нічну сторону до тієї ж температури, що має денна (в цьому допомагають вітру, що облітають планету за чотири дні) і спека залишається там досить довго, що дозволяє Венері бути найгарячішою планетою Сонячної системи.
Який можна зробити висновок? Товста атмосфера Венери, без сумніву і є причина того, що вона гаряче Меркурія. І якщо вже атмосфери зупиняють тепло, як це відбувається на Венері, необхідно згадати, що у Землі теж є атмосфера!
Атмосфера Землі тонше і менш ефективна. Але навіть якщо масштаби ефектів сильно відрізняються, принципи і механізми залишаються такими ж. Це поки не вся історія, але дуже важлива її частина, яку потрібно мати на увазі.
Де ж знаходиться Земля щодо перших трьох пунктів списку?
Розмір у неї приблизно такий же, як у Венери, діаметр на 5% більше, хоча це для температури значення не має.
Вона в три рази далі від Сонця, ніж Меркурій і на 50% далі, ніж Венера, тому вона отримує 1/9 від кількості випромінювання на одиницю площі, одержуваного Меркурієм і менше половини випромінювання, одержуваного Венерою.
Альбедо у Землі складне і непостійне, через змінного покриття хмарами (а хмари сильно відображають випромінювання), пір року (крім того, біля місць, покритих зеленню альбедо відрізняється від голої землі), зміни полярних шапок і снігового покриття і т.п. В середньому альбедо Землі досягає 0,3, але наступний графік показує, як сильно може відрізнятися альбедо залежно від місця або сезону.
Тому хоча альбедо Землі і складне, його просто відстежувати при наявності на орбіті супутників і легко врахувати в побудові моделі, що відбувається з нашою рідною планетою.
Якщо нам потрібно зрозуміти, яка у Землі температура, чому вона така і чи зробили щось люди для її зміни, нам потрібно зрозуміти четвертий пункт: атмосферу Землі. Вона реальна, вона є і вона важлива - але наскільки?
Щоб зрозуміти, як це працює, нам потрібно почати з джерела енергії, яку так чудово вловлює атмосфера планет: з Сонця.
Сонце, використовуючи перевірену часом метафору, пекельно гаряче. По крайней мере, якщо ми приймемо, що температура поверхні пекла становить близько 6000 К.
У цього випромінювання - як і у будь-якого іншого - є конкретний розподіл енергії, відоме як випромінювання чорного тіла (з невеликим добавочку на дуже високих довжинах хвиль через ефектів атмосфери Сонця). Це означає, що велика частина світла, що виходить від Сонця, концентрується в ультрафіолетовій, видимій та інфрачервоній частинах спектра. Такий результат ви отримаєте, нагрів що завгодно до 6000 К. Це буде енергетичний спектр приблизно такого вигляду:
Це та енергія, яку отримає планета. У разі безповітряних світів кшталт Меркурія або Місяця 100% цієї енергії досягне поверхні планети. У світі з хмарами, як на Землі, значна частина може бути відображена назад в космос ще до того, як дійде до поверхні. Але самий винятковий випадок - це Венера.
90% сонячного світла, що потрапляє на Венеру, відбивається назад в космос і приблизно 10% поглинається. При цьому, що цікаво, Венера - як і всі планети - потім випромінює поглинену енергію в космос! Якби у неї не було атмосфери, як у Меркурія або Місяця, 100% цієї енергії просто було б відправлено назад у Всесвіт. Оскільки Венера холодніше (як будь-яка планета), вона випромінює тим же способом, як і Сонце: як чорне тіло. Але довжини хвиль випромінювання Венери сильно зрушені до низьких енергіях, низьких частотах і великим довжинах хвиль.
Проблема в тому, що багато гази в атмосфері Венери - гази, легко пропускають сонячне світло - не прозорі для випромінювання з більш довгими хвилями, що випускається Венерою. І це поєднується з багатьма шарами щільних, що поглинають енергію хмар. Що ж відбувається там з енергією?
Сонце випускає енергію, Венера поглинає її частина, а потім, коли випромінює її назад, то великий відсоток цієї енергії поглинається атмосферою і відправляється назад до поверхні. Поверхня знову випромінює цю енергію і знову, атмосфера поглинає велику її частину і випромінює її назад до поверхні.
І цей процес триває. Чим товщі атмосфера Венери - а, зокрема, товщі компоненти атмосфери, непрозорі для інфрачервоного випромінювання, що випускається поверхнею Венери - тим довше енергія залишається на планеті.
Тому Венера така гаряча!
Існує всього 13 фотографій (наскільки я знаю), зроблених спусковий апарат на поверхні Венери: Венера-13, яка вижила, що дивно, 127 хвилин на розпеченій другий планеті від нашого Сонця. (Її сестра, Венера-14, вижила гідний поваги період в 57 хвилин). Це непогано, враховуючи, що поверхня Венери досить гаряча, щоб плавити свинець за секунди!
Повернемося до атмосфери Венери. Вона дуже щільна: вона містить в 100 разів більше молекул, ніж атмосфера Землі і 96,5% атмосфери Венери становить вуглекислий газ. Частина, що залишилася - це азот, з невеликими кількостями інших молекул, включаючи трошки улюбленого нами речовини H 2 O.
Ці два газу мають дуже сильним поглинає ефектом в інфрачервоному діапазоні. Ось як виглядає спектр поглинання інфрачервоного випромінювання для вуглекислого газу:
А у водяної пари він ось такий:
Показання тут масштаби не відповідають концентраціям газів на Венері. Водяна пара на Венері зберігає лише чверть ефективності в порівнянні з графіком, а ось вплив вуглекислого газу - уявіть собі! - приблизно в чверть мільйона разів (250 000) сильніше, ніж на графіку.
Тобто, CO 2 на Венері головним чином відповідальний за утримання на планеті температури за рахунок випромінювання, яке не може повернутися в космос, і за такий довгий період її підтримання. Ось чисельне представлення того, що вуглекислота робить на Венері зі спекою, що випромінює з поверхні.
Якби на Венері не було атмосфери - якби вона більше була схожа на Меркурій і була б просто сферою, що поглинає більшість сонячного світла, щоб потім випустити його назад в космос - її температура становила б близько 340 К (67 ° C / 153 ° F) , що, хоча і жарко, але не унікально.
Ефект атмосфери Венери - з усіма хмарами і газами - працює, як товсте, величезна, що ізолює ковдру, яке зберігає Венеру в теплі тим же способом, як зберігають в теплі вас: поглинаючи її енергію і випромінюючи назад на неї.
Під більш важким ковдрою вам буде тепліше, також ефект збільшать кілька ковдр. Цілком можливо, за допомогою достатньої кількості ковдр, розігрітися набагато вище вашої нормальної температури - обережно, не переборщіть!
У Землі атмосфера набагато менш щільна, але вона все одно справляється з роллю ковдри.
Якби не атмосфера - якби наша планета була більше схожою на Місяць або Меркурій - типова температура була б в районі 255 К (-18 ° C / 0 ° F), або набагато нижче точки замерзання. Наш світ не замерзлий: хмарне покриття, водяні пари, метан і діоксид вуглецю, разом з іншими газами, підтримують його температуру на 33 ° C (59 ° F) вище.
Вперше цей ефект відкрив майже два століття тому Джозеф Фур'є, а детально вивчив Сванте Август Арреніус в 1896 році. (Пам'ятаєте шкільний курс хімії по кислот і основ? Це все він придумав).
Все це: водяна пара, метан, діоксид вуглецю, будь-який газ, що поглинає інфрачервоне випромінювання, працює як ковдру. І якщо ми збільшимо (або зменшимо) зміст цих газів в атмосфері планети, це буде схоже на збільшення (або зменшення) товщини ковдри, яким накрита планета. Це теж відкрив Арреніус більше ста років тому.
Поки що атмосфера Землі виглядає ось так: або її можна описати, як кілька ковдр, або як ковдру заданої товщини. Можна додавати або видаляти ковдри (або міняти товщину ковдри), додаючи або видаляючи з атмосфери різні поглинають інфрачервоне випромінювання гази.
Ця ідея і підтримує глобальне потепління, парниковий ефект і пояснює, чому планети з атмосферою гаряче планет без атмосфери. Поки що тут ніхто не знайде ніяких протиріч: планети отримують сонячне світло, відображають його частина і поглинають інше, яке також може бути випромінюючи. Залежно від складу атмосфери, ця заново излученная енергія може бути спіймана з сильно розрізняється ефективністю, що і розігріває планету.
З чого ж складається атмосфера Землі?
В основному з азоту, близько 78% нашої сухий атмосфери, за ним йде кисень, 21%. Є близько 1% аргону, інертного газу, за яким йде трошки вуглекислого газу, неону (ще одного інертного газу), метану та інших елементів.
Я не дарма написав «сухий атмосфери», тому що наша атмосфера не суха. Є у нас така невелика набридлива штуковина, яка заважає атмосфері висохнути.
Я маю на увазі, звичайно, наші океани, по масі в 300 разів перевершують всю атмосферу Землі. Через хімічних процесів (випаровування, тиску пари і т.п.), вони додають приблизно 1% від атмосфери у вигляді водяної пари. Ця цифра сильно змінюється, але цим компонентом ми управляти не можемо.
Є й інші; крім водяної пари, ми не управляємо, хмарами, киснем або озоном (по крайней мере, поки). Але кількість діоксиду вуглецю в атмосфері сильно змінювалося за останні кілька століть, і це відбувається, без сумніву, через людської активності.
До кінця 18 століття рівні діоксиду вуглецю вели себе стабільно і становили 270-280 частин на мільйон в атмосфері, трохи змінюючись через виверження вулканів, лісових пожеж та інших природних процесів. Але з настанням індустріальної революції все це почало змінюватися.
У перший раз за всю історію накопичений за сотні мільйонів років вуглець, що зберігався під поверхнею землі - останки вуглецевих організмів, поховані під землею і перетворилися в нафту, вугілля та інші ресурси, став згоряти і повертатися в атмосферу.
Це може здивувати вас, оскільки якщо підрахувати загальну кількість вуглекислоти в атмосфері, воно складе всього лише 2,1 трильйона тонн (400 частин на мільйон), так що його кількість з початку індустріальної революції збільшилася всього на 0,7 трильйона тонн (270 частин на мільйон). Куди поділися 0,8 трильйона тонн?
В океан. Знаєте, що вийде, якщо змішати вуглекислий газ CO 2 з водою H 2 O? Вийде H 2 CO 3, вугільна кислота. (І так, про це теж дізнався наш старий друг Арреніус). Якщо ви чули про окисленні океанів, ось звідки воно береться і причина цього не викликає сумнівів.
Але ми говоримо не про те; нашою темою є глобальне потепління. На підставі описаних явищ ми знаємо, що планети поглинають світло в ультрафіолетовому, видимому і близько-інфрачервоному діапазонах, а потім випромінюють енергію назад в космос в середньому і далекому інфрачервоному діапазонах. По крайней мере, намагаються, якщо тільки що-небудь в атмосфері не поглинає частину інфрачервоної енергії і не випромінює її назад на поверхню планети. Як з цим справляються гази на Землі?
Середненько, але досить для розігріву планети до температур на 33 ° C (59 ° F) більше, ніж якби їх не було. Наука про атмосферу змогла точно підрахувати, який внесок вносять в цей ефект різні компоненти:
50% парникового ефекту в 33 Кельвіна виходить завдяки водяній парі, 25% - через хмари, 20% - через CO 2, а решта 5% - через інших газів, на кшталт озону, метану, оксиду азоту і т. п.
Насправді, якщо прибрати ефект водяної пари, ось який внесок вносить повторне випромінювання енергії різними газами.
Так що, якщо 20% парникового ефекту відбувається через вуглекислого газу і ми збільшили його обсяг на 50%, чи означає це, що ми додали ще 3.3 ° C (5.9 ° F) до потепління?
Можливо, але не обов'язково. Існують і інші фактори, і якщо ви розігрієте Землю, у неї знайдеться багато природних механізмів для саморегуляції.
Надмірне тепло зберігається в льодовиках і крижаних шапках і якщо їх розтопити, вони випустять холодну воду в океани, озера і річки. У разі невеликого збільшення кількості вуглекислого газу збільшиться активність рослин, які заберуть частину газу з атмосфери.
Небезпечною ситуація стає при додаванні занадто великої кількості вуглекислого газу до атмосфери з дуже великою швидкістю, через що температура Землі може почати збільшуватися у відповідь на парниковий ефект.
Саме це ми і спостерігаємо. У нас відбувалися нормальні температурні флуктуації - відповідні історичним спостереженнями - до 1970-х. Після цього середня температура Землі почала зростати відповідно з ростом концентрації вуглекислого газу.
І це зростання йшов без перерви (незважаючи на шахрайські спростування цього факту) до сьогоднішнього дня. Деякі люди займалися вибіркової підтасовуванням даних, щоб оголосити про закінчення зростання температури, із застосуванням неправильних зі статистичної точки зору методів.
Інші методи представлення загальної середньої температури по часу - наприклад, усереднення температур за десятиліття - показують той же самий плавне зростання температури з часом з кінця 1970-х.
Велика частина тепла не накопичується на поверхні або в атмосфері; в цих місцях її найпростіше вимірювати.
Як і можна було очікувати, раз у океанів Землі низьке альбедо, вони займають більшу частину поверхні, володіють швидкою конвекцією і середньою глибиною в 3 - 4 км, велика частина тепла виявилася в океанах.
Тому, поза всяким сумнівом, Земля нагрілася і - наскільки ми можемо судити - ще нагрівається.
Можуть бути й інші, природні пояснення потепління, наприклад, збільшення сонячної активності, яке корелювало зі збільшенням температури в минулому. Але насправді відбувається зворотне і поточний сонячний цикл показує серйозне зменшення сонячної активності, що призвело б до охолодження при інших рівних.
Не можна строго довести, що причиною глобального потепління стала людська діяльність, але на підставі наших знань про планету, земній атмосфері, людської діяльності і спостерігається потепління, здається дуже малоймовірним, що причиною цього є що-небудь інше. Ні Сонце, ні вулкани, ні якесь інше відоме нам явище.
Тепер, коли ви знаєте, що глобальне потепління реально і розумієте, чому воно, швидше за все, пов'язано з людською діяльністю, Сподіваюся, ви почнете задавати питання про те, як правильно вирішувати цю проблему. Я б хотів, щоб люди щасливо і успішно жили в цьому світі ще тисячі поколінь і це треба починати з турботи про світ сьогодні.
Це найкраще, що у нас є і найповніша з картин, яку ми можемо побудувати. Давайте прислухаємося до неї, подбаємо про наш світ заради нас самих і заради всіх людей і живих істот, які з'являться після нас в цьому світі.
Теги: Додати теги