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introduzione

Il riscaldamento globale è un processo di graduale aumento della temperatura media annuale dell'atmosfera terrestre e dell'Oceano mondiale.

Si prevede che il riscaldamento e l'innalzamento del livello dell'Oceano Mondiale continueranno per migliaia di anni, anche se il livello dei gas serra nell'atmosfera si stabilizzerà. Questo effetto è dovuto all'elevata capacità termica degli oceani. Oltre all'innalzamento del livello del mare, l'aumento delle temperature globali porterà anche a cambiamenti nella quantità e nella distribuzione delle precipitazioni. Di conseguenza, i disastri naturali, come inondazioni, siccità, uragani e altri, possono diventare più frequenti, il raccolto delle colture agricole diminuirà e molte specie biologiche scompariranno. Il riscaldamento dovrebbe, con tutta probabilità, aumentare la frequenza e la portata di tali fenomeni. Alcuni ricercatori ritengono che il riscaldamento globale sia un mito, alcuni scienziati rifiutano la possibilità di influenze umane su questo processo e, infine, ci sono quelli che non negano il fatto del riscaldamento e ammettono il suo carattere antropogenico, ma non sono d'accordo con il fatto che il più pericoloso sul clima sono le emissioni industriali di gas a effetto serra. Rilevanza: la successiva vita dell'umanità è associata al cambiamento climatico e quindi è meglio studiare questo fenomeno ed essere preparati a questo, cercare di prevenirlo, piuttosto che vivere indifferentemente e aspettarsi una fine inevitabile.

Obiettivo: mostrare l'essenza del cambiamento climatico sulla Terra e determinarne le cause. obiettivi:

1) Studiare il fenomeno dei cambiamenti climatici.

2) Analizzare le cause di questo fenomeno.

3) Basato su diverse teorie, formulare ciò che è pericoloso riscaldamento globale per l'umanità.

4) Raccontare come rallentare il cambiamento climatico

Cause dei cambiamenti climatici sulla Terra

Innanzitutto, parliamo delle cause del cambiamento climatico e dei fattori che influenzano il suo cambiamento. Esistono fattori antropogenici e non antropici, cioè associati all'attività umana e, al contrario, indipendenti da noi. Ci sono vari fattori antropogenici che influenzano il clima. Tra questi ci sono come la tettonica placche litosferiche, vulcanismo, influenza della radiazione solare e così via.

Secondo la teoria della tettonica delle placche, i continenti della terra si muovono lungo la superficie ad una velocità di diversi centimetri all'anno. Ciò continuerà a verificarsi a seguito del quale i piatti continueranno a muoversi e a collidere. Attualmente, i continenti del Nord e del Sud America si stanno spostando verso l'ovest dell'Africa e dell'Europa. I ricercatori esaminano diversi scenari futuri. Questi modelli geodinamici possono essere distinti dalla subduzione del flusso in cui la crosta oceanica si muove al di sotto del continente. Nel modello di introversione, il più giovane, l'interno, l'Atlantico è soggetto a subduzione e il movimento corrente dell'America del Nord e del Sud gira nella direzione opposta. Nel modello di extraversion, l'Oceano Pacifico più vecchio, esterno, è soggetto a subduzione, quindi l'America del Nord e del Sud si sta spostando verso l'Asia orientale.

introversione

In questo scenario, dopo 50 milioni di anni, il Mar Mediterraneo potrebbe scomparire, e lo scontro tra Europa e Africa creerà una lunga catena montuosa che si estende fino al Golfo Persico. L'Australia si fonderà con l'Indonesia e la Bassa California scivolerà verso nord lungo la costa. Nuove zone di subduzione possono apparire al largo della costa orientale del Nord e del Sud America, e catene montuose si formeranno lungo le loro rive. Nel sud del pianeta, spostando l'Antartide verso nord si provocherà lo scioglimento dell'intera calotta glaciale. Questo, insieme allo scioglimento della calotta glaciale della Groenlandia, aumenterà il livello medio del mare di 90 metri. Le inondazioni dei continenti porteranno al cambiamento climatico.

Mentre questo scenario si realizza, dopo 100 milioni di anni, la diffusione dei continenti raggiungerà il suo punto massimo e inizieranno a fondersi. Dopo 250 milioni di anni, l'America del Nord si scontrerà con l'Africa, e il Sud America sarà avvolto nella punta meridionale dell'Africa. Il risultato sarà la formazione di un nuovo supercontinente (a volte chiamato Pangaea Ultima) e l'oceano, che si estende per metà del pianeta. Il continente antartico cambierà completamente direzione e tornerà al Polo Sud con la formazione di una nuova calotta glaciale.

estroversione

La chiusura del Pacifico sarà completata in 350 milioni di anni. Questo segna la fine dell'attuale ciclo super-continentale, in cui i continenti sono divisi, e quindi ritornano l'un l'altro approssimativamente ogni 400-500 milioni di anni. Dopo la creazione di un supercontinente, le piastre possono entrare in un periodo di inattività, poiché la velocità di subduzione diminuisce di un ordine di grandezza. Questo periodo di stabilità può portare ad un aumento della temperatura del mantello di 30-100 K ogni 100 milioni di anni, che è la durata minima dei supercontinenti passati. E, di conseguenza, l'attività vulcanica potrebbe aumentare.

Ortoversiya

Secondo questa teoria, i continenti in futuro si fonderanno in un unico continente nella regione dell'Oceano Artico e il Nord America diventerà il centro del nuovo supercontinente. Secondo Mitchell e i suoi colleghi, l'Asia si sposterà verso il Nord America, con il quale si collegherà in seguito. A loro si aggiungerà anche la moderna Groenlandia, che entrerà a far parte del supercontinente.

supercontinente

La formazione di un supercontinente può influenzare significativamente l'ambiente. La collisione delle placche porterà alla formazione di montagne, modificando così in modo significativo le condizioni meteorologiche. Il livello del mare potrebbe cadere a causa dell'aumento della glaciazione. Il tasso di erosione superficiale può aumentare, con conseguente aumento della velocità con cui il materiale organico viene assorbito. La formazione di un supercontinente può portare ad una diminuzione della temperatura globale e ad un aumento della concentrazione di ossigeno atmosferico. Questi cambiamenti possono portare ad una più rapida evoluzione biologica, poiché emergeranno nuove nicchie. Questo, a sua volta, può influenzare il clima e portare ad un'ulteriore diminuzione della temperatura.

vulcanismo

In particolare, gli effetti climatici delle eruzioni influenzano i cambiamenti nella temperatura dell'aria superficiale e la formazione di precipitazioni meteoriche, che caratterizzano maggiormente i processi di formazione del clima.

Effetto temperatura Le ceneri vulcaniche emesse nell'atmosfera durante le eruzioni esplosive riflettono la radiazione solare, riducendo la temperatura dell'aria sulla superficie della Terra. Mentre la polvere fine nell'atmosfera delle eruzioni vulcaniche viene misurata di solito in settimane e mesi, le sostanze volatili, come l'SO2, possono rimanere nell'atmosfera superiore per diversi anni. Piccole particelle di polvere di silicato e aerosol solforico, concentrandosi nella stratosfera, aumentano lo spessore ottico dello strato di aerosol, che porta ad una diminuzione della temperatura sulla superficie terrestre.

Come risultato delle eruzioni dei vulcani Agung (isola di Bali, 1963) e di St. Helens (USA, 1980), la diminuzione massima osservata della temperatura superficiale della Terra nell'emisfero settentrionale era inferiore a 0,1 ° C. Tuttavia, per le eruzioni più grandi, come il vulcano Tambor (Indonesia, 1815), è abbastanza possibile abbassare la temperatura di 0,5 ° C o più, poiché la quantità di radiazione solare si riduce di circa un quarto.

Considerando il possibile impatto sul clima delle eruzioni, principalmente vulcani di bassa latitudine, o eruzioni estive a temperate o alte latitudini, è necessario prendere in considerazione il tipo di materiale vulcanico. In caso contrario, ciò potrebbe comportare una rivalutazione multipla dell'effetto termico. Così, durante le eruzioni esplosive con un tipo di magma dacitico (per esempio, un vulcano St. Helens), il contributo specifico alla formazione di aerosol H2SO4 era quasi 6 volte inferiore rispetto all'eruzione di Krakatau, quando circa 10 km3 di magma di andesite furono rilasciati e circa 50 milioni tonnellate di aerosol H2SO4. Secondo l'effetto dell'inquinamento atmosferico, ciò corrisponde a un'esplosione di bombe con una capacità totale di 500 Mt e, secondo, dovrebbe avere conseguenze significative per il clima regionale.

Il ruolo dell'attività vulcanica nella formazione delle precipitazioni

Poiché il cambiamento più significativo nella quantità di aerosol nell'atmosfera è determinato dall'attività vulcanica, dopo l'eruzione e la rapida lisciviazione di impurità vulcaniche troposferiche, si può prevedere una precipitazione prolungata dagli strati inferiori della stratosfera con rapporti isotopici di ossigeno e deuterio relativamente bassi (idrogeno pesante) e basso contenuto di carbonio "primario". Se questa ipotesi è vera, allora vengono comprese alcune oscillazioni "fredde" sulla curva di paleotemperatura, sulla base di studi sperimentali su nuclei di ghiaccio polare che coincidono nel tempo con una diminuzione della concentrazione di CO2 "atmosferica".

Ciò in parte "spiega" il raffreddamento del Dryas primitivo, che si manifestò più chiaramente nel bacino del Nord Atlantico, circa 11-10 mila anni fa. L'inizio di questo raffreddamento potrebbe essere avviato da un forte aumento dell'attività vulcanica nel periodo di 14-10,5 mila anni fa, che si è riflesso in un aumento multiplo della concentrazione di cloro vulcanogenico e solfati nei nuclei di ghiaccio della Groenlandia.

Sulla base di quanto sopra, si può concludere che l'attività vulcanica, oltre all'impatto diretto sul clima, si manifesta con l'imitazione del raffreddamento "aggiuntivo" dovuto all'aumento della quantità di neve.

Impatto antropogenico sui cambiamenti climatici

L'effetto serra è il ritardo della radiazione termica del pianeta da parte dell'atmosfera terrestre. Questo fenomeno è stato osservato da qualcuno di noi: nelle serre o nelle serre la temperatura è sempre superiore a quella esterna. L'aria che respiriamo è una condizione necessaria per la nostra vita in molti aspetti. Senza la nostra atmosfera, la temperatura media sulla Terra sarebbe di circa -18 ° C anziché oggi di 15 ° C. Questo cambiamento non è avvenuto, ma a causa della diffusione dei seguenti gas serra:

Vapore acqueo

Anidride carbonica

metano

Ossido di azoto

Alocarburi (idrofluorocarburi e perfluorocarburi)

Esafluoruro di zolfo - Tutta la luce solare che arriva sulla Terra fa sì che la Terra emetta onde infrarosse come un radiatore gigante.

A causa dell'atmosfera, tuttavia, solo una parte di questo calore ritorna direttamente nello spazio. Il resto è intrappolato negli strati inferiori dell'atmosfera, che contengono un numero di gas - vapore acqueo, CO2, metano e altri - che raccolgono radiazioni infrarosse in uscita. Non appena questi gas si riscaldano, il calore accumulato da essi rientra nella superficie terrestre. In generale, questo processo è chiamato effetto serra, la cui causa principale è l'eccessivo contenuto di gas serra nell'atmosfera. Più gas serra saranno contenuti nell'atmosfera, maggiore sarà il calore riflesso dalla superficie terrestre. Poiché i gas serra non impediscono l'ingresso di energia solare, la temperatura sulla superficie terrestre aumenterà.

Con l'aumento della temperatura, l'evaporazione dell'acqua da oceani, laghi, fiumi ecc. Aumenterà. Poiché l'aria riscaldata può contenere un maggiore volume di vapore acqueo, ciò crea un potente effetto di retroazione: più diventa caldo, maggiore è il contenuto di vapore acqueo nell'aria e questo, a sua volta, aumenta l'effetto serra.

L'attività umana ha scarso effetto sulla quantità di vapore acqueo nell'atmosfera. Ma emettiamo altri gas a effetto serra, il che rende l'effetto serra sempre più intenso.

Se i tassi attuali continuano, il contenuto di anidride carbonica nell'atmosfera raddoppierà entro il 2060 rispetto al livello preindustriale, e entro la fine del secolo, quattro volte. Ciò è molto preoccupante, dal momento che il ciclo di vita della CO2 nell'atmosfera è più di cento anni, rispetto al ciclo di otto giorni del vapore acqueo.

Industria del cemento

La produzione di cemento è inestricabilmente legata all'incremento dell'inquinamento ambientale dovuto alle conseguenti emissioni di anidride carbonica. Le imprese di cemento rappresentano il 5% delle emissioni globali di anidride carbonica, che è la ragione principale riscaldamento globale. Il cemento non ha il potenziale per uno smaltimento economicamente conveniente, e per ogni nuova strada e per la costruzione di ogni nuovo edificio è necessario il cemento.

Inoltre, i benefici offerti dalla produzione verde possono aumentare l'inquinamento. L'Unione europea fornisce sovvenzioni alle società occidentali che acquistano cementifici obsoleti nei paesi poveri e li modernizzano utilizzando la tecnologia verde. Ma anche la tecnologia più ecologica può ridurre le emissioni di carbonio solo del 20 percento. Pertanto, quando le società occidentali acquisiscono imprese orientali, la quantità di emissioni per tonnellata di cemento prodotta diminuisce. Ma, di regola, il volume della produzione di cemento aumenta molte volte e, di conseguenza, aumenta il grado generale di inquinamento. L'Unione europea limita effettivamente la produzione di produttori europei di cemento nei loro paesi, limitando le emissioni annuali massime ammissibili. Ma anche un forte calo potrebbe non essere sufficiente a fermare la crescita delle emissioni totali dalla produzione di cemento.

aerosol

L'ozono è un gas che si trova naturalmente nell'atmosfera terrestre e si concentra principalmente nello strato di ozono, che si trova a 10-40 km sopra la superficie terrestre nella stratosfera. Nell'atmosfera, l'inquinamento da aerosol viene percepito sotto forma di fumo, nebbia. Dalla loro origine gli aerosol sono divisi in naturali e artificiali. Il primo si verifica in condizioni naturali senza intervento umano. Entrano nella troposfera (meno spesso la stratosfera) durante le eruzioni vulcaniche, la combustione di meteoriti, le tempeste di sabbia che sollevano il suolo e le particelle di roccia dalle superfici della terra, e gli incendi delle foreste e delle steppe. Durante l'eruzione di vulcani, tempeste nere o incendi, si formano enormi nubi di polvere, che spesso si estendono su migliaia di chilometri. Venti di tempesta che cadono dalle creste delle onde goccioline di acqua di mare sature di sali di cloruri e solfati, che si depositano sia sulla superficie dell'acqua che sulla terraferma. magnesite e piante di nerofumo.

Uso del suolo

Nelle aree naturali del globo, il suolo, la vegetazione e il clima sono strettamente interconnessi. Calore e umidità determinano la natura e il ritmo dei processi chimici, fisici e biologici, a seguito delle quali le rocce cambiano sulle pendenze di diversa pendenza e creano una grande varietà di suoli. È possibile che la costruzione di nuove strade e città al posto di campi e foreste non abbia meno un ruolo nel riscaldamento globale delle emissioni di anidride carbonica nell'atmosfera e l'effetto serra che ne deriva.

Il fatto che l'uso insostenibile della terra sia responsabile dei cataclismi che hanno scosso i paesi dell'Europa occidentale e centrale nell'estate del 2002 è iniziato quasi immediatamente dopo che il livello dell'acqua nei fiumi europei ha cominciato a diminuire.

Secondo i calcoli dei ricercatori, negli ultimi trecento anni, è stata l'attività agricola dell'uomo ad avere la maggiore influenza sui processi climatici. Ancora più dell'effetto serra.

In particolare, è stato dimostrato che se una foresta pluviale viene abbattuta in una determinata area e i cereali sono piantati in un luogo "liberato", allora possiamo aspettarci una diminuzione del livello di evaporazione dell'acqua e, di conseguenza, un aumento della temperatura media giornaliera. D'altra parte, l'irrigazione dei terreni arabili porta ad un aumento dell'umidità, a una diminuzione della temperatura media e ad un aumento della norma delle precipitazioni in questa regione.

Alberi piantati in regioni famose per la loro nevicata riducono la riflettanza della luce solare e, naturalmente, aumentano la temperatura media giornaliera anche se la concentrazione di CO2 viene ridotta dalla fotosintesi. Ancora una volta, nuove foreste aumentano l'umidità relativa nella regione e aumentano l'effetto serra. L'impatto antropogenico è più pronunciato nei tropici.

Possibili scenari di cambiamenti climatici globali

Scenario 1: il riscaldamento globale avverrà gradualmente.

La Terra è un sistema molto grande e complesso costituito da un gran numero di componenti strutturali interconnessi. C'è un'atmosfera commovente sul pianeta, il movimento delle masse d'aria distribuisce l'energia termica sulle latitudini del pianeta, c'è un enorme accumulatore di calore e gas sulla Terra - l'Oceano Mondiale (l'oceano accumula 1000 volte più calore dell'atmosfera) Le modifiche in un sistema così complesso non possono accadere rapidamente. Passeranno secoli e millenni prima che si possa giudicare qualsiasi cambiamento climatico tangibile.

Scenario 2 - Il riscaldamento globale si verificherà in tempi relativamente brevi.

Lo scenario più "popolare" al momento. Secondo varie stime, negli ultimi cento anni, la temperatura media del nostro pianeta è aumentata di 0,5-1 ° C, la concentrazione - CO2 è aumentata del 20-24% e il metano del 100%. In futuro, questi processi riceveranno ulteriore seguito e entro la fine del XXI secolo, la temperatura media della superficie terrestre potrebbe aumentare da 1,1 a 6,4 ° C, rispetto al 1990 (secondo le previsioni dell'IPCC, da 1,4 a 5,8 ° C). Ulteriore scioglimento  Il ghiaccio artico e antartico può accelerare i processi di riscaldamento globale a causa dei cambiamenti nell'albedo del pianeta. Secondo alcuni scienziati, solo le calotte glaciali del pianeta dovute alla riflessione della radiazione solare raffreddano la nostra Terra di 2 ° C, e il ghiaccio che ricopre la superficie dell'oceano rallenta significativamente i processi di scambio termico tra le acque oceaniche relativamente calde e lo strato superficiale più freddo dell'atmosfera. Inoltre, al di sopra delle calotte glaciali, non vi è praticamente alcun gas serra principale - vapore acqueo, poiché è ghiacciato.

Il riscaldamento globale sarà accompagnato da un aumento del livello mondiale dell'oceano. Dal 1995 al 2005, il livello dell'Oceano Mondiale è già aumentato di 4 cm, invece del predetto 2 cm Se il livello dell'Oceano Mondiale continuerà a salire allo stesso ritmo, allora entro la fine del XXI secolo l'aumento totale del suo livello sarà di 30-50 cm, che causerà inondazioni parziali di molte aree costiere, in particolare la costa popolata dell'Asia. Va ricordato che circa 100 milioni di persone sulla Terra vivono ad un'altezza inferiore a 88 centimetri sul livello del mare. Oltre all'innalzamento del livello del mare, il riscaldamento globale influenza la forza dei venti e la distribuzione delle precipitazioni sul pianeta. Di conseguenza, la frequenza e la portata di vari disastri naturali (tempeste, uragani, siccità, inondazioni) aumenteranno sul pianeta.

Attualmente, secondo alcuni scienziati, il 2% di tutta la terra soffre di siccità, nel 2050, la siccità coprirà fino al 10% di tutte le terre continentali. Inoltre, la distribuzione stagionale delle precipitazioni cambierà.

Scenario 3 - Il riscaldamento globale in alcune parti della Terra sarà sostituito da un raffreddamento a breve termine

È noto che uno dei fattori per il verificarsi delle correnti oceaniche è la differenza di temperatura tra l'Artico e le acque tropicali. Lo scioglimento dei ghiacci polari aumenta la temperatura delle acque artiche e quindi provoca una diminuzione della differenza di temperatura tra le acque tropicali e artiche, che non è percorribile, in futuro porterà a un rallentamento delle correnti.

Una delle correnti calde più famose è la Corrente del Golfo, grazie alla quale in molti paesi del Nord Europa la temperatura media annuale è di 10 gradi superiore rispetto ad altre zone climatiche simili della Terra. È chiaro che fermare questo trasportatore di calore oceanico influenzerà notevolmente il clima della Terra. Già durante la Corrente del Golfo si è indebolito del 30% rispetto al 1957. La modellizzazione matematica ha dimostrato che per fermare completamente il flusso del Golfo sarà sufficiente alzare la temperatura di 2-2,5 gradi. Attualmente, la temperatura del Nord Atlantico è già riscaldata di 0,2 gradi rispetto agli anni '70. Se la Corrente del Golfo si arresta, la temperatura media annuale in Europa diminuirà di 1 grado entro il 2010, e dopo il 2010 continuerà un ulteriore aumento della temperatura media annuale. Altri modelli matematici "promettono" un raffreddamento più forte dell'Europa.

Secondo questi calcoli matematici, una tappa completa della Corrente del Golfo si verificherà in 20 anni, in conseguenza del quale il clima del Nord Europa, dell'Irlanda, dell'Islanda e della Gran Bretagna può diventare più freddo del presente di 4-6 gradi, le piogge aumenteranno e le tempeste diventeranno frequenti. Il raffreddamento interesserà anche i Paesi Bassi, il Belgio, la Scandinavia e il nord della parte europea della Russia. Dopo il 2020-2030, il riscaldamento in Europa riprenderà nello scenario n. 2.

Scenario 4: riscaldamento globale sostituito dal raffreddamento globale

L'arresto della Corrente del Golfo e di altri fenomeni oceanici provoca il riscaldamento globale sulla Terra e l'inizio della prossima era glaciale.

Scenario 5 - Disastro in serra

La catastrofe serra è lo scenario più "spiacevole" dello sviluppo dei processi di riscaldamento globale. L'autore della teoria è il nostro scienziato A.V. Karnaukhov, la sua essenza è la seguente. L'aumento della temperatura media annuale sulla Terra, dovuto all'aumento del contenuto di CO2 antropogenico nell'atmosfera terrestre, causerà una transizione nell'atmosfera di CO2 disciolta nell'oceano e provocherà anche la decomposizione delle rocce carbonatiche sedimentarie con un'emissione aggiuntiva di anidride carbonica che, a sua volta, aumenterà la temperatura sulla Terra ancora più elevata. che comporterebbe un'ulteriore decomposizione dei carbonati che si trovano negli strati più profondi della crosta terrestre (l'oceano contiene anidride carbonica 60 volte di più che nell'atmosfera e quasi 50.000 volte di più nella crosta terrestre ). I ghiacciai si scioglieranno intensamente, riducendo l'albedo della Terra. Un tale rapido aumento della temperatura contribuirà ad un intenso afflusso di metano dal disgelo del permafrost, e un aumento di temperatura a 1,4-5,8 ° C entro la fine del secolo contribuirà alla decomposizione degli idrati di metano (composti ghiacciati di acqua e metano) concentrati principalmente nei luoghi freddi della Terra.

Per immaginare meglio cosa accadrà alla Terra, è meglio prestare attenzione al nostro vicino del sistema solare, il pianeta Venere. Con gli stessi parametri dell'atmosfera come sulla Terra, la temperatura su Venere dovrebbe essere sopra la Terra su tutti di 60 ° C (Venere è più vicina alla Terra del Sole), cioè essere intorno ai 75 ° C, ma in realtà la temperatura su Venere è quasi di 500 ° C. La maggior parte dei composti contenenti carbonato e metano su Venere molto tempo fa sono stati distrutti con il rilascio di anidride carbonica e metano. Al momento, l'atmosfera di Venere è costituita dal 98% di CO2, che porta ad un aumento della temperatura del pianeta di quasi 400 ° C.

Se il riscaldamento globale segue lo stesso scenario di Venere, la temperatura degli strati superficiali dell'atmosfera sulla Terra può raggiungere 150 gradi. Aumentare la temperatura della Terra anche a 50 ° C metterà fine alla civiltà umana, e un aumento della temperatura di 150 ° C causerà la morte di quasi tutti gli organismi viventi sul pianeta.

Secondo lo scenario ottimistico di Karnaukhov, se la quantità di CO2 che entra nell'atmosfera rimane allo stesso livello, la temperatura sarà di 50 ° C, sarà stabilita sulla Terra tra 300 anni e 150 ° C in 6000 anni. Sfortunatamente, i progressi sono inarrestabili, con ogni anno le emissioni di CO2 sono solo in aumento. Secondo uno scenario realistico, in base al quale le emissioni di CO2 cresceranno allo stesso ritmo, raddoppiando ogni 50 anni, la temperatura di 50 ° C sulla Terra sarà già stabilita in 100 anni e 150 ° C in 300 anni.

Implicazioni del cambiamento climatico globale

riscaldamento globale atmosferico atmosferico

I fenomeni naturali estremi hanno battuto tutti i record in quasi tutte le regioni del mondo. E i disastri naturali comportano conseguenze economiche. Ogni anno aumenta il danno causato dai disastri naturali. Quali conseguenze potrebbe comportare il riscaldamento globale?

Cambiamento nella frequenza e intensità delle precipitazioni. In generale, il clima sul pianeta diventerà più umido. Ma le precipitazioni non si diffonderanno uniformemente attraverso la terra. Nelle regioni che ricevono già abbastanza precipitazioni oggi, le loro precipitazioni diventeranno più intense. E nelle regioni con un'umidità insufficiente, i periodi secchi diventeranno più frequenti.

Innalzamento del livello del mare Durante il ventesimo secolo, il livello medio del mare è aumentato di 0,1-0,2 m. Secondo gli scienziati, nel corso del XXI secolo, l'innalzamento del livello del mare sarà fino a 1 M. In questo caso, le aree costiere e le piccole isole saranno le più vulnerabili. Stati come i Paesi Bassi, il Regno Unito, così come i piccoli stati insulari dell'Oceania e dei Caraibi saranno i primi a essere in pericolo di inondazioni. Inoltre, le alte maree aumenteranno, l'erosione della costa si intensificherà.

Minaccia agli ecosistemi e alla biodiversità. Specie ed ecosistemi hanno già iniziato a rispondere ai cambiamenti climatici. Le specie migratorie di uccelli hanno cominciato a volare prima in primavera e poi volano via in autunno. Vi sono previsioni di estinzione fino al 30-40% delle specie vegetali e animali, poiché il loro habitat cambierà più rapidamente di quanto possano adattarsi a questi cambiamenti. Quando la temperatura aumenta di 1 ° C, si prevede un cambiamento nella composizione delle specie della foresta. Le foreste sono un serbatoio naturale di carbonio (l'80% del carbonio totale nella vegetazione della terra e circa il 40% del carbonio nel suolo). La transizione da un tipo di foresta ad un altro sarà accompagnata dal rilascio di grandi quantità di carbonio.

Scioglimento dei ghiacciai L'attuale glaciazione della Terra può essere considerata uno degli indicatori più sensibili dei cambiamenti globali in atto. I dati satellitari mostrano che, a partire dagli anni '60, la copertura nevosa è diminuita di circa il 10%. Dagli anni '50. Nell'emisfero settentrionale, l'area del ghiaccio marino è diminuita di quasi il 10-15% e lo spessore è diminuito del 40%. Gli esperti prevedono l'Artico e Antartico Research Institute (San Pietroburgo), dopo 30 anni, l'Oceano Artico durante il periodo caldo dell'anno sarà completamente aperto da sotto il ghiaccio. Lo spessore del ghiaccio himalayano si scioglie a una velocità di 10-15 m all'anno. Con l'attuale velocità di questi processi, i due terzi dei ghiacciai cinesi scompariranno entro il 2060 e entro il 2100 tutti i ghiacciai si scioglieranno completamente. Lo scioglimento accelerato dei ghiacciai crea una serie di minacce immediate allo sviluppo umano. Per le aree montuose e pedemontane densamente popolate, le valanghe, le inondazioni o, al contrario, una diminuzione del flusso dei fiumi e, di conseguenza, una riduzione dell'acqua dolce, sono particolarmente pericolose.

Agricoltura. L'impatto del riscaldamento sulla produttività agricola è ambiguo. In alcune aree con un clima temperato, le rese possono aumentare nel caso di un leggero aumento della temperatura, ma diminuire nel caso di cambiamenti significativi della temperatura. Nelle regioni tropicali e subtropicali, le rese complessive dovrebbero diminuire. I peggiori colpi possono essere inflitti ai paesi più poveri, i meno preparati ad adattarsi ai cambiamenti climatici. Secondo l'IPCC, entro il 2080 il numero di persone che affrontano la minaccia di carestia potrebbe aumentare di 600 milioni, ovvero il doppio del numero di persone che ora vivono in povertà nell'Africa sub-sahariana. Tuttavia, secondo A. Kapitsa, "Un eccesso di anidride carbonica contribuisce ad aumentare le rese delle colture".

Consumo idrico e approvvigionamento idrico. Una delle conseguenze dei cambiamenti climatici potrebbe essere la mancanza di acqua potabile. Nelle regioni con clima arido (Asia centrale, Mediterraneo, Sudafrica, Australia, ecc.), La situazione è ulteriormente aggravata da una diminuzione delle precipitazioni. A causa dello scioglimento dei ghiacciai, il deflusso delle più grandi arterie d'acqua dell'Asia - Brahmaputra, Ganga, Fiume Giallo, Indo, Mekong, Saluen e Yangtze, diminuisce significativamente. La mancanza di acqua dolce non solo inciderà sulla salute delle persone e sullo sviluppo agricolo, ma aumenterà anche il rischio di disaccordi politici e conflitti sull'accesso alle risorse idriche.

Salute umana I cambiamenti climatici, secondo gli scienziati, porteranno a maggiori rischi per la salute umana, in particolare per i segmenti meno abbienti della popolazione. Quindi, ridurre la produzione alimentare porterà inevitabilmente alla malnutrizione e alla fame. anormalmente alte temperature  può portare a esacerbazioni di malattie cardiovascolari, respiratorie e di altro tipo. Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), la mortalità aggiuntiva nei paesi europei da ondate di calore nell'agosto 2003 nel Regno Unito era il 2045, in Francia - 14802, in Italia - 3134, in Portogallo - 2099.

Un aumento della temperatura può portare a un cambiamento nella distribuzione geografica di varie specie che sono portatrici di malattie. Con un aumento della temperatura, le gamme di animali amanti del calore e insetti (per esempio zecche encefalitiche e zanzare anofele) si diffonderanno a nord, mentre le persone che abitano in questi territori non saranno immuni da nuove malattie.

A ciò va aggiunto che il riscaldamento globale minaccia di creare o sta già creando tali ulteriori minacce socio-economiche come la subsidenza dovuta allo scioglimento del permafrost (tali cambiamenti possono essere pericolosi per edifici, ingegneria e strutture di trasporto); l'aumento del carico sulle tubazioni sottomarine e la probabilità del loro danneggiamento e rottura accidentale, nonché ostacoli alla navigazione dovuti all'aumento dei processi del canale fluviale; l'espansione della gamma di malattie infettive (es. encefalite, malaria) e altre.

Modi per prevenire i cambiamenti climatici

La comunità internazionale, riconoscendo il pericolo associato al continuo aumento delle emissioni di gas serra nel 1992 a Rio de Janeiro alla Conferenza delle Nazioni Unite sull'ambiente e lo sviluppo, ha accettato di firmare la Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (FCCC).

Accordi internazionali. Nel dicembre 1997, il protocollo di Kyoto è stato adottato a Kyoto (Giappone), che obbliga i paesi industrializzati a ridurre le emissioni di gas serra del 5% rispetto al livello del 1990 entro il 2008-2012, compresa l'Unione europea dovrebbe ridurre le emissioni di gas serra dell'8% , USA - del 7%, Giappone - del 6%. È sufficiente per la Russia e l'Ucraina che le loro emissioni non superino il livello del 1990 e che 3 paesi (Australia, Islanda e Norvegia) possano persino aumentare le loro emissioni perché hanno foreste che assorbono CO 2.

Perché il Protocollo di Kyoto entri in vigore, è necessario che sia ratificato dagli stati, che rappresentano almeno il 55% delle emissioni di gas serra. Oggi il protocollo è stato ratificato da 161 paesi del mondo (oltre il 61% delle emissioni globali). In Russia, il protocollo di Kyoto è stato ratificato nel 2004. Gli Stati Uniti e l'Australia, che hanno dato un contributo significativo all'effetto serra, ma hanno rifiutato di ratificare il protocollo, sono stati un'eccezione degna di nota.

Nel 2007, a Bali è stato firmato un nuovo protocollo, che amplia l'elenco delle misure da adottare per ridurre l'impatto antropogenico sui cambiamenti climatici. Ecco alcuni di loro:

1. Ridurre la combustione di combustibili fossili

2. Aumentare l'uso di fonti energetiche rinnovabili.

3. Fermare la distruzione degli ecosistemi.

4. Ridurre le perdite di energia durante la produzione e il trasporto di energia.

5. Utilizzare nuove tecnologie energeticamente efficienti nell'industria.

6. Ridurre il consumo di energia nel settore residenziale e delle costruzioni.

7. Nuove leggi e incentivi.

8. Nuovi modi di muoversi

9. Promuovere e stimolare il risparmio energetico e l'uso attento delle risorse naturali da parte degli abitanti di tutti i paesi.

conclusione

Il cambiamento climatico è considerato uno dei più gravi a livello globale problemi ambientalidi fronte all'umanità oggi. Nel peggiore dei casi, i cambiamenti climatici porteranno a danni catastrofici per l'ambiente, la salute umana e l'economia globale. Il popolo della Terra è unito non solo da legami politici, economici, culturali, ma anche da un singolo oceano e da acqua, una singola superficie terrestre. Le masse d'aria non conoscono i confini dello Stato e l'uomo non ha ancora imparato come gestirle. La creazione di bel tempo in territori limitati è una questione che dura da molto tempo. Pertanto, la Terra, l'Aria e l'Acqua sono valori umani universali, tutta l'umanità deve proteggerli e salvarli da una catastrofe.

Fondato negli anni '40, le organizzazioni internazionali - le Nazioni Unite, l'Unesco - hanno deciso di creare un mondo senza guerre. In molti modi, è stato possibile. Ora queste organizzazioni devono stabilire un obiettivo: proteggere il mondo dai disastri ambientali. Se si verifica un disastro ambientale, non ci saranno né vincitori né vinti. L'uomo non deve contraddire le leggi della natura, per conquistare la natura, bisogna obbedire. E penso che non dovresti riferire passivamente al problema che ho descritto, ma devi cercare vie di uscita da questa situazione difficile e il futuro del nostro pianeta dipende da ognuno di noi.

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Principale\u003e Astratto\u003e Ecologia

1. Sistema climatico terrestre

2. Cause dei cambiamenti climatici

3. Principali cambiamenti osservati

4. Clima futuro

Elenco di letteratura usata

1. Sistema climatico terrestre

I parametri del sistema climatico.Il sistema climatico della Terra copre l'atmosfera, l'oceano, la terra, la criosfera (ghiaccio e neve) e la biosfera. Questo complesso sistema è descritto da una serie di parametri, alcuni dei quali sono ovvi: temperatura, precipitazioni, umidità dell'aria e del suolo, condizioni della neve e copertura del ghiaccio, livello del mare. Il sistema climatico è anche descritto da caratteristiche più complesse: la dinamica della circolazione su larga scala dell'atmosfera e dell'oceano, la frequenza e la forza di fenomeni meteorologici estremi e i limiti degli habitat di piante e animali. Spesso, con una piccola variabilità di parametri "semplici", si verificano cambiamenti significativi di "complesso", che fondamentalmente significa cambiamento climatico.

Collegamenti tra componenti del sistema climatico.I processi climatici, biologici, geologici e chimici globali e gli ecosistemi naturali sono strettamente correlati. Le modifiche in uno dei processi possono influenzare gli altri e gli effetti secondari possono superare gli effetti primari. I cambiamenti positivi nella vita umana in una delle aree possono sovrapporsi a causa dei loro cambiamenti secondari, dannosi per la vita di persone, animali e piante. I gas e le particelle di aerosol, che l'umanità ha emesso nell'atmosfera dall'inizio della rivoluzione industriale, cambiano non solo la composizione dell'atmosfera, ma anche il bilancio energetico. Questo, a sua volta, influenza l'interazione tra l'atmosfera e l'oceano - il principale generatore di eventi meteorologici estremi. L'oceano occupa gran parte del pianeta, e sono le correnti e la circolazione delle acque che determinano il clima di molte regioni densamente popolate del mondo. Cambiamenti potenzialmente pericolosi nella circolazione delle acque oceaniche, come la Corrente del Golfo, sotto l'influenza del cambiamento climatico globale.

Meccanismi di feedback.Tra i componenti del sistema climatico c'è spesso un feedback, - il rafforzamento delle cause dell'effetto secondario e il rafforzamento del primario, ecc. In questo caso, le modifiche stanno aumentando con l'aumentare della velocità. Ad esempio, una riduzione del manto nevoso a causa di un aumento della temperatura riduce l'albedo - un riflesso della radiazione solare nell'atmosfera - e aumenta la quantità di energia assorbita dalla Terra, che, a sua volta, aumenta la temperatura e porta a una fusione più attiva di neve e ghiaccio. Questo è un esempio di feedback positivo. Ci sono anche feedback negativi nel sistema climatico. Ad esempio, l'aumento della nuvolosità causata da un'evaporazione più intensa ad alte temperature riduce l'intensità della radiazione solare e, in definitiva, riduce la temperatura sulla superficie terrestre.

Effetto serra.L'effetto serra non è una nuova domanda. Già nel 1827, lo scienziato francese Fourier diede il suo fondamento teorico: l'atmosfera trasmette la radiazione solare a onde corte, ma ritarda la radiazione termica a onde lunghe riflessa dalla Terra. Alla fine del XIX secolo, lo scienziato svedese Arrhenius giunse alla conclusione che, a causa della combustione del carbone, la concentrazione di CO2 nell'atmosfera cambia e questo dovrebbe portare al riscaldamento del clima. Nel 1957 - l'Anno geofisico internazionale - le osservazioni hanno già dimostrato che c'è un aumento significativo della concentrazione di CO2 nell'atmosfera. Lo scienziato russo Mikhail Budyko ha fatto i primi calcoli numerici e ha predetto un forte cambiamento climatico.

L'effetto serra è causato dal vapore acqueo, dal biossido di carbonio, dal metano, dal protossido di azoto e da una serie di altri gas la cui concentrazione nell'atmosfera è insignificante. Certo, l'effetto serra è esistito poiché la Terra aveva un'atmosfera. Un'altra cosa è il miglioramento dell'effetto serra dovuto al fatto che il genere umano ha iniziato a bruciare combustibili fossili di idrocarburi ed emettere CO2, che è stata rimossa dall'atmosfera dalle piante per milioni di anni e "immagazzinata" sotto forma di carbone, petrolio e gas. Ma la questione non è tanto nel riscaldamento, quanto nello squilibrio del sistema climatico. Le forti emissioni di CO2 sono una specie di spinta chimica verso il sistema climatico. La temperatura media del pianeta non cambia molto, ma le sue vibrazioni diventano molto più forti. Quello che vediamo in pratica è un forte aumento della frequenza e dell'intensità degli eventi meteorologici estremi: inondazioni, siccità, caldo estremo, improvvisi cambiamenti di clima, tifoni, ecc.

Fig.1. Effetto serra

L'evoluzione del clima globale.Il clima della Terra non è mai stato lo stesso. È soggetto a fluttuazioni in tutte le scale temporali - da decenni a milioni di anni. Le fluttuazioni più evidenti includono un ciclo di circa centomila anni - periodi glaciali, quando il clima della Terra era per lo più più freddo rispetto al presente e periodi interglaciali, quando il clima era più caldo. Questi cicli sono stati causati da cause naturali. Secondo un certo numero di scienziati, anche ora siamo in un "movimento" da un'era glaciale all'altra, ma il tasso di cambiamento è molto piccolo - circa 0,020С su 100 anni. Un'altra cosa è che dall'inizio della rivoluzione industriale i cambiamenti climatici hanno accelerato (in ordine di grandezza 100 volte più velocemente rispetto all'età glaciale) e in gran parte come risultato dell'attività umana, che rilascia gas serra nell'atmosfera quando si bruciano combustibili fossili e distrugge anche grandi parte delle foreste del pianeta.

Il clima del passato.Numerosi studi hanno dimostrato che in molti luoghi, per esempio, nel Sahara, c'era un clima umido e una ricca vegetazione. Dati paleoclimatici basati su nuclei di ghiaccio, anelli degli alberi, sedimenti sul fondo del lago, barriere coralline, ci permettono di ricostruire il clima del passato. Molti milioni di anni fa, durante il periodo dei dinosauri, il clima era molto più caldo, una media di 70 ° C sul pianeta nel suo insieme. Poi il clima divenne gradualmente più freddo, e nella storia della Terra era molto cambiamenti drastici (per lo più periodi di freddo) quando è stata osservata un'estinzione di massa di organismi viventi. C'è un'altra conclusione importante: un cambiamento nella temperatura della Terra entro il 20 ° C è molto, porta già a un'estinzione di massa di specie. Allo stesso tempo, nella scala paleoclimatica "bruscamente" significa decine e centinaia di migliaia di anni, e quando "bruscamente" significa centinaia di anni, le conseguenze possono essere catastrofiche.

Cambiamenti climatici degli ultimi millenni.Dall'ultimo ritiro dei ghiacciai dall'Europa centrale, ci sono state due fasi di riscaldamento naturale sorprendentemente rapido. Il primo avvenne circa 15 mila anni fa alla fine dell'ultimo periodo glaciale, il secondo circa 3000 anni fa. In generale, negli ultimi 10 mila anni, la temperatura media globale è leggermente diminuita a causa dell'attività attiva vulcanica e di altre cause naturali, dopo di che è bruscamente aumentata nel XX secolo.

Il riscaldamento o il raffreddamento del 20 ° C negli ultimi millenni non è mai stato. La variabilità naturale non ha superato 1,50С. Nel periodo caldo caldo (circa 1000 anni fa, si può ricordare che fu scoperto che la Groenlandia fu scoperta, chiamata la Terra Verde dai Vichinghi) era significativamente più calda di adesso, ma non c'erano prerequisiti per aumentare ulteriormente l'effetto dei cambiamenti climatici. Per diverse migliaia di anni fino al 1850. il volume dei gas serra nell'atmosfera era relativamente stabile, dopo di che è iniziato un forte aumento della concentrazione di CO2. Se questa tendenza persiste, si prevedono ulteriori cambiamenti climatici e disomogeneità nel mondo.

I cambiamenti particolarmente forti si stanno verificando nelle aree continentali delle alte e temperate latitudini, mentre ci sono zone in cui la temperatura è diminuita. In generale, sul globo, il riscaldamento ha raggiunto 0,6 ° C, che è già molto, perché questo è circa 1/3 delle perdite ambientali molto gravi.

2. Cause dei cambiamenti climatici

Cause naturaliI fattori naturali del cambiamento climatico includono lo spostamento dell'orbita e l'angolo della Terra (relativo alla posizione del suo asse), i cambiamenti nell'attività solare, le eruzioni vulcaniche e i cambiamenti nella quantità di aerosol atmosferici (particelle solide sospese) di origine naturale. Una valutazione del contributo di vari fattori al forzante radiativo (riscaldamento dell'atmosfera) mostra che rispetto al 1750 entro il 2000, il cambiamento nella radiazione solare ha aumentato il riscaldamento di 0,1-0,5 W / m2, il cambiamento nella quantità di ozono troposferico - di 0,2 -0,5 W / m2. D'altro canto, il cambiamento della concentrazione di composti solfatici ha ridotto il riscaldamento di 0,2-0,5 W / m2 e l'ozono stratosferico di 0,05-0,2 W / m2. Cioè, c'è una combinazione di fattori multidirezionali, ognuno dei quali è molto più debole dell'aumento della concentrazione di gas serra nell'atmosfera, il cui risultato è stimato come riscaldamento di 2,2-2,7 W / m2.

Eruzioni vulcanicheCome risultato delle eruzioni, volumi significativi di particelle sospese, aerosol, vengono emessi nell'atmosfera, sono trasportati da venti troposferici e stratosferici e non consentono alcune delle radiazioni solari in arrivo. Tuttavia, questi cambiamenti non sono a lungo termine, le particelle si depositano relativamente rapidamente. Quindi una grande eruzione del vulcano di Santorini nel Mediterraneo intorno al 1600 aC. e. che probabilmente portò alla caduta dell'impero minoico, raffreddò significativamente l'atmosfera, come si può vedere dagli anelli della crescita annuale degli alberi.

L'eruzione del vulcano Tambor in Indonesia nel 1815 ha ridotto la temperatura media globale di 30 ° C. L'anno seguente, non c'è stata "nessuna estate" in Europa e Nord America, ma nel corso di diversi anni, tutto è migliorato. Come conseguenza dell'eruzione del vulcano Penatubo nel 1991 nelle Filippine, così tante ceneri furono gettate a 35 km di altitudine, che il livello medio della radiazione solare diminuì di 2,5 W / m2, il che corrisponde a un raffreddamento globale di almeno 0,5-0,7 ° С. Tuttavia, nonostante questo, l'ultimo decennio del ventesimo secolo è stato il più caldo durante l'intero periodo di osservazione. Dovrebbe essere notato che non è la forza dell'eruzione che è importante, e non la quantità di cenere espulsa, ma quanta parte è stata lanciata ad un'altezza maggiore, 10 km o più, poiché questo è ciò che determina l'effetto di radiazione dell'eruzione.

Ciclo solare e orbita terrestre.L'intensità della radiazione solare varia, anche se entro limiti relativamente piccoli. Le misurazioni dirette dell'intensità della radiazione solare sono disponibili solo negli ultimi 25 anni, ma ci sono parametri indiretti, in particolare l'attività delle macchie solari, che è stata a lungo utilizzata per stimare l'intensità della radiazione solare. Oltre a cambiare il flusso dal Sole, la Terra riceve una diversa quantità di energia a seconda della posizione della sua orbita ellittica, che sta vivendo oscillazioni. Negli ultimi milioni di anni, i periodi glaciale e interglaciale sono cambiati a seconda della posizione dell'orbita del nostro pianeta. Piccole fluttuazioni nell'orbita sono state osservate negli ultimi 10 mila anni e il clima è diventato relativamente stabile. Tuttavia, in ogni caso, le fluttuazioni nell'orbita sono un fenomeno piuttosto inerziale, è di fondamentale importanza su una scala temporale di migliaia di anni, mentre l'impatto antropogenico sul clima ha una scala temporale molto più breve.

Cause antropogenicheLe cause antropogeniche includono, prima di tutto, un aumento della concentrazione nell'atmosfera dei gas serra, principalmente CO2, derivante dalla combustione di combustibili fossili. Altre cause sono il rilascio di particelle di aerosol, la deforestazione, l'urbanizzazione, ecc.

L'equilibrio delle radiazioni solari e ad onda lunga.In generale, la radiazione solare in entrata (342 W / m2) è uguale alla radiazione riflessa (107 W / m2) più la radiazione a onda lunga proveniente dalla Terra (235 W / m2). In ordine di grandezza, il disturbo causato dall'attività umana è inferiore a 3 W / m2 o inferiore all'1% del bilancio totale. I flussi di radiazioni possono essere fortemente influenzati da cambiamenti antropogenici nella superficie sottostante, cambiamenti di albedo dovuti alla deforestazione, fusione del manto nevoso, ecc.

Aumento delle concentrazioni atmosferiche di gas a effetto serra.La concentrazione di gas serra (anidride carbonica, metano, protossido di azoto) è aumentata nel corso del XX secolo e ora questa crescita continua con l'aumentare della velocità. La concentrazione di CO2 è aumentata da 280 ppm (parti per milione) nel 1750 a 370 ppm nel 2000. Si ritiene che nel 2100 la concentrazione di CO2 sarà compresa tra 540 e 970 ppm, principalmente a seconda di come si sviluppa l'industria energetica mondiale. I gas serra sono caratterizzati da un lungo periodo nell'atmosfera. La metà di tutte le emissioni di CO2 rimane nell'atmosfera per 50-200 anni, mentre la seconda metà viene assorbita dall'oceano, dalla terra e dalla vegetazione. In questo caso, il ruolo principale appartiene all'oceano, secondo alcune stime, circa l'80% dell'assorbimento di CO2 e la "produzione" di ossigeno cadono sul fitoplancton.