Кліматичні зміни на землі. Тектоніка літосферних плит

Вступ

1. Причини зміни клімату

2. Поняття і сутність парникового ефекту

3. Глобальне потепління  і вплив на нього людини

4. Наслідки глобального потепління

5. Заходи, необхідні для запобігання глобальному потеплінню

висновок

Список літератури

Вступ

Світ стає тепліше, і людство значною мірою відповідально за це, говорять експерти. Але багато факторів, що впливають на зміну клімату, ще не вивчені, а інші і зовсім не вивчені.

Деякі посушливі місця в Африці за останні 25 років стали ще більш сухими. Рідкісні озера, що приносять людям воду, висихають. Посилюються піщані вітри. Дощі припинилися там ще в 1970-х. Дедалі гострішою стає проблема питної води. Відповідно до комп'ютерних моделей такі місцевості продовжать висушуватися і стануть зовсім непридатними для життя.

Видобуток вугілля поширена по всій планеті. В атмосферу викидається величезна кількість вуглекислого газу (СО 2) при спалюванні вугілля. Так як країни, що розвиваються, ідуть слідами своїх індустріальних сусідів, обсяг СО2 подвоїться протягом XXI століття.

Більшість фахівців, вивчаючи комплексність кліматичної системи Землі, зв'язують підвищення глобальної температури й прийдешні зміни клімату зі збільшення рівня СО2 в атмосферному повітрі.

Життя процвітає на планеті близько чотирьох мільярдів років. Протягом цього часу коливання клімату були радикальними, від льодовикового періоду - що тривав 10 000 років - до епохи стрімкого потепління. З кожною зміною невизначене число видів життєвих форм змінювалися, розвивалися і виживали. Інші ослабли або просто вимерли.

Зараз багато експертів вважають, що людство наражає на небезпеку світову екологічну систему у зв'язку із глобальним потеплінням, викликане так званим парниковим ефектом. Випаровування продуктів цивілізації у формі парникових газів, таких як діоксид вуглецю (СО 2), затримали досить відбитого від земної поверхні тепла, щоб середня температура біля поверхні Землі підвищилася на підлогу градуса Цельсія протягом ХХ століття. Якщо такий напрямок сучасної індустрії збережеться, то кліматична система зміниться повсюдно - танення льодів, підвищення рівня Світового океану, знищення рослин посухами, перетворення місцевостей у пустелі, переміщення зелених зон.

Але цього може і не бути. Клімат на планеті залежить від комбінації багатьох факторів, взаємодіючих окремо один з одним і в комплексних шляхах, які ще не до кінця вивчені. Можливо, що потепління, що спостерігалося протягом минулого сторіччя, відбулося внаслідок природних коливань, незважаючи на те, що його швидкості значно перевищували тих, що спостерігалися протягом останніх десяти століть. Більш того, комп'ютерні симуляції можуть бути неточними.

Проте, в 1995 році, після довгих років інтенсивного вивчення Міжнародна конференція з проблеми зміни клімату, що спонсорується Об'єднаними націями, орієнтовно уклала, що «багато доказів свідчать, що впливу людства на глобальний клімат  величезні ». Обсяг цих впливів, як зауважують фахівці, невідомо, тому що не визначений ключовий фактор, включаючи ступінь впливу хмар і океанів на зміну глобальної температури. Можливо, буде потрібно десяток років або більше додаткового дослідження, щоб виключити ці невизначеності.

Тим часом, багато вже відомо. І хоча специфіка обставин господарської діяльності людини залишаються неясними, наша здатність змінювати склад атмосфери безперечна.

Мета даної роботи - вивчити проблему зміни клімату на Землі.

Завдання даної роботи:

1. вивчити причини зміни клімату;

2. Розглянути поняття і сутність парникового ефекту;

3. дати визначення поняттю «глобальне потепління» і показати вплив на нього людства;

4. показати наслідки очікують людство в результаті глобального потепління; 5. розглянути заходи, необхідні для запобігання глобальному потеплінню.

1. ПРИЧИНИ ЗМІНИ КЛІМАТУ

Що таке глобальна зміна клімату і чому його часто називають «глобальним потеплінням»?

Не можна не погодитися з тим, що клімат на Землі змінюється і це стає глобальною проблемою для всього людства. факт глобальної зміни  клімату підтверджений науковими спостереженнями і не заперечується більшістю вчених. І все ж навколо цієї теми йдуть постійні дискусії. Одні вживають термін "глобальне потепління" і роблять апокаліптичні прогнози. Інші пророкують настання нового «льодовикового періоду» - і теж роблять апокаліптичні прогнози. Треті вважають зміни клімату природним, а докази обох сторін про неминучість катастрофічних наслідків зміни клімату - спірними ... Спробуємо розібратися ....

Які існують докази зміни клімату?

Вони всім добре відомі (це помітне вже і без приладів): підвищення середньосвітовий температури (більш м'які зими, жаркіші і посушливі літні місяці), танення льодовиків і підвищення рівня світового океану, а також все частіше виникають і все більш руйнівні тайфуни і урагани, повені в Європі і посухи в Австралії ... (див. також «5 пророцтв про клімат, які збулися»). А подекуди, наприклад, в Антарктиці, відзначається похолодання.

Якщо клімат змінювався і раніше, чому зараз це стало проблемою?

Дійсно, клімат нашої планети змінюється постійно. Всім відомо про льодовикові періоди (вони бувають малі і великі), при всесвітній потоп і ін. Згідно з геологічними даними середньосвітова температура в різні геологічні періоди коливалася від +7 до +27 градусів за Цельсієм. Зараз середня температура на Землі становить приблизно +14 о С і ще досить далека від максимуму. Так, чому ж стурбовані вчені, глави держав і громадськість? Якщо коротко, стурбованість викликає те, що до природних причин зміни клімату, які були завжди, додається ще один фактор - антропогенний (результат діяльності людини), вплив якого на зміну клімату, на думку ряду дослідників, стає все сильніше з кожним роком.

Які причини зміни клімату?

Головною рушійною силою клімату є Сонце. Наприклад, нерівномірне нагрівання земної поверхні (сильніше у екватора) є однією з головних причин вітрів і океанічних течій, а періоди підвищеної сонячної активності  супроводжуються потеплінням і магнітними бурями.

Крім того на клімат впливають зміна орбіти Землі, її магнітного поля, розмірів материків і океанів, виверження вулканів. Все це -природно причини зміни клімату. До недавнього часу вони, і тільки вони, визначали зміни клімату, в тому числі початок і кінець довготривалих кліматичних циклів, таких як льодовикові періоди. Сонячної та вулканічної активність можна пояснити половину температурних змін до 1950 року (сонячна активність призводить до підвищення температури, а вулканічна - до зниження).

Останнім часом до природних чинників додався ще один - антропогенний, тобто викликаний діяльністю людини. Основним антропогенним впливом є посилення парникового ефекту, вплив якого на зміну клімату в останні два століття в 8 разів вище впливу змін сонячної активності.

2. ПОНЯТТЯ І СУТНІСТЬ парниковий ефект

Парниковий ефект - це затримка атмосферою Землі теплового випромінювання планети. Парниковий ефект спостерігав кожен з нас: в теплицях або парниках температура завжди вище, ніж зовні. Те ж саме спостерігається і в масштабах Земної кулі: сонячна енергія, проходячи через атмосферу нагріває поверхню Землі, але яку випромінює Землею теплова енергії не може зникнути назад в космос, так як атмосфера Землі затримує її, діючи на зразок поліетилену в парнику: вона пропускає короткі світлові хвилі від Сонця до Землі і затримує довгі теплові (або інфрачервоні) хвилі, що випромінюються поверхнею Землі. Виникає ефект парника. Парниковий ефект виникає через наявність в атмосфері Землі газів, які мають здатність затримувати довгі хвилі. Вони отримали назву «парникових» або «тепличних» газів.

Парникові гази присутні в атмосфері в невеликих кількостях (близько 0,1%) з моменту її утворення. Цієї кількості було достатньо, щоб підтримувати за рахунок парникового ефекту теплової баланс Землі на рівні, придатному для життя. Це так званий природний парниковий ефект, якби не було його середня температура поверхні Землі була б на 30 ° С менше, тобто не + 14 ° С, як зараз, а -17 ° С.

Природний парниковий ефект нічим не загрожує ні Землі, ні людству, оскільки загальна кількість парникових газів підтримувалося на одному рівні за рахунок кругообігу природи, більш того, йому ми зобов'язані життям.

Але збільшення в атмосфері концентрації парникових газів призводить до посилення парникового ефекту і порушення теплового балансу Землі. Саме це і сталося в останні два століття розвитку цивілізації. Вугільні електростанції, автомобільні вихлопи, заводські труби та інші створені людством джерела забруднення викидають в атмосферу близько 22 мільярдів тонн парникових газів на рік.

Які гази називають «парниковими»?

До найбільш відомих і поширених парникових газів відносяться водяна пара  (Н 2 О), вуглекислий газ  (CO 2), метан  (СН 4) і звеселяючий газ  або закис азоту (N 2 O). Це парникові гази прямої дії. Велика частина їх утворюється утворюються в процесі спалювання органічного палива.

Крім того, є ще дві групи парникових газів прямої дії, це галоуглероди  і гексафторид сірки  (SF6). Їх викиди в атмосферу пов'язані з сучасними технологіями і промисловими процесами (електроніка і холодильне обладнання). Їх кількість в атмосфері зовсім мізерно, але вони їх вплив на парниковий ефект (т.зв. потенціал глобального потепління / ПГП), в десятки тисяч разів сильніше, ніж CO 2.

Водяна пара - основний парниковий газ, відповідальний більш, ніж за 60% природного парникового ефекту. Антропогенний збільшення його концентрації в атмосфері поки не відзначалося. Однак збільшення температури Землі, викликане іншими факторами, посилює випаровування води океану, що, може привести до зростання концентрації водяної пари в атмосфері і - до посилення парникового ефекту. З іншого боку, хмари в атмосфері відбивають пряме сонячне світло, що зменшує надходження енергії на Землю і, відповідно, знижує парниковий ефект.

Вуглекислий газ - найбільш відомий з парникових газів. Природними джерелами СО 2 є вулканічні викиди, життєдіяльність організмів. Антропогенними джерелами є спалювання органічного палива (включаючи лісові пожежі), а також цілий ряд промислових процесів (наприклад, виробництво цементу, скла). Вуглекислий газ, на думку більшості дослідників, несе основну відповідальність за глобальне потепління, викликане «парниковим ефектом». Концентрація CO 2 за два століття індустріалізації зросла більш, ніж на 30% і корелюється зі зміною середньосвітової температури.

Метан - другий за значимістю парниковий газ. Виділяється через витік на розробці родовищ кам'яного вугілля і природного газу, з трубопроводів, при горінні біомаси, на звалищах (як складова частина біогазу), а також в сільському господарстві (скотарство, рисівник) і т.п. Тваринництво, застосування добрив, спалювання вугілля та інші джерела дають близько 250 мільйонів тонн метану в рік Кількість метану в атмосфері невелика, але його парниковий ефект або потенціал глобального потепління (ПГП) в 21 разів сильніше, ніж у СО2.

Закис азоту -третій за значимістю парниковий газ: його вплив в 310 разів сильніше, ніж у СО2, але міститься в атмосфері він в дуже невеликих кількостях. В атмосферу потрапляє в результаті життєдіяльності рослин і тварин, а також при виробництві і застосуванні мінеральних добрив, роботі підприємств хімічної промисловості.

Галоуглероди (гідрофторвуглеці і перфторуглероди) - гази, створені для заміни озоноруйнуючих речовин. Використовуються в основному в холодильному обладнанні. Мають виключно високі коефіцієнти впливу на парниковий ефект: в 140-11700 разів вище, ніж у СО 2 .Их емісії (виділення в навколишнє середовище) невеликі, але швидко зростають.

Гексафторид сірки - його надходження в атмосферу пов'язано з електронікою і виробництвом ізоляційних матеріалів. Поки воно невелике, але обсяг постійно зростає. Потенціал глобального потепління дорівнює 23900 од.

1. зміна клімату  як глобальна проблема  человчества

   Контрольна робота \u003e\u003e Екологія

   Мільйонів років - характеризуються найзначнішими змінами клімату на землі. Вони, швидше за все, пов'язані з періодом ... вважає, що найголовнішою екологічною проблемою  планети є зменшення площі тропічних ...

2. проблеми зміни клімату  в світі

   Реферат \u003e\u003e Екологія

   реферат на  тему проблеми зміни клімату  в світі 1. Потепління - процес глобальний ... ніхто не знав як швидко на землі  може відбуватися повне танення, ... умови. на землі  існує багато процесів які стримують сильне зміна клімату. Навіть ...

3. зміна клімату: проблема  парникового ефекту

   Реферат \u003e\u003e Екологія

   Вивчення Міжнародна конференція по проблеми зміни клімату, Що спонсорується Об'єднаними націями, ... зміни клімату. В сучасний час стає популярним винахід різних комп'ютерних моделей зміни клімату на

Зміна клімату  - коливання клімату Землі в цілому або окремих її регіонів з плином часу. Його вивченням займається наука палеокліматологія. Причиною зміни клімату є динамічні процеси на Землі, зовнішні впливи, такі як коливання інтенсивності сонячного випромінювання, і, з недавніх пір, діяльність человека.В Останнім часом термін «зміна клімату» використовується як правило (особливо в контексті екологічної політики) для позначення зміни в сучасному кліматі (див. глобальне потепління).

Фактори зміни клімату

Зміни клімату обумовлені змінами в земній атмосфері, процесами, що відбуваються в інших частинах Землі, таких як океани, льодовики, а також ефектами, супутніми діяльності людини. Зовнішні процеси, що формують клімат, - це зміни сонячної радіації і орбіти Землі.

• зміна розмірів і взаємного розташування материків і океанів,
• зміна світимості сонця,
• зміни параметрів орбіти Землі,
• зміна прозорості атмосфери і її складу в результаті змін вулканічної активності Землі,
• зміна концентрації парникових газів (СО 2 і CH 4) у атмосфері,
• зміна відбивної здатності поверхні Землі (альбедо),
• зміна кількості тепла, наявного в глибинах океану.

Кліматичні зміни на Землі

Погода - це щоденне стан атмосфери. Погода є хаотичною нелінеарной динамічною системою. Клімат - це усереднене стан погоди і він, навпаки, стабільний і передбачуваний. Клімат включає в себе такі показники як середня температура, кількість опадів, кількість сонячних днів і інші змінні, які можуть бути виміряні в якомусь певному місці. Однак на Землі відбуваються і такі процеси, які можуть впливати на клімат.

заледеніння

Є скептичне ставлення до геоінженерних методів вилучення вуглекислоти з атмосфери, зокрема, до пропозицій поховання вуглекислого газу в тектонічних тріщинах або закачувати його в породи на океанському дні: вилучення 50 мільйонних часток газу за цією технологією коштуватиме, щонайменше, 20 трильйонів доларів, що в два рази більше національного боргу США.

Тектоніка літосферних плит

Протягом тривалих відрізків часу тектонічні рухи плит переміщують континенти, формують океани, створюють і руйнують гірські хребти, т. Е. Створюють поверхню, на якій існує клімат. Недавні дослідження показують, що тектонічні рухи посилили умови останнього льодовикового періоду: близько 3 млн років тому північно-і південноамериканська плити зіткнулися, утворивши Панамський перешийок і закривши шляху для прямого змішування вод Атлантичного і Тихого океанів.

сонячне випромінювання

На більш коротких часових відрізках також спостерігаються зміни сонячної активності: 11-річний сонячний цикл і більш тривалі модуляції. Однак 11-річний цикл виникнення і зникнення сонячних плям не відстежується явно в кліматологічних даних. Зміна сонячної активності вважається важливим фактором настання малого льодовикового періоду, а також деяких потеплінь, які спостерігаються між 1900 і 1950 роками. Циклічна природа сонячної активності ще не до кінця вивчена; вона відрізняється від тих повільних змін, які супроводжують розвиток і старіння Сонця.

зміни орбіти

За своїм впливом на клімат зміни земної орбіти схожі з коливаннями сонячної активності, оскільки невеликі відхилення в положенні орбіти призводять до перерозподілу сонячного випромінювання на поверхні Землі. Такі зміни положення орбіти називаються циклами Миланковича, вони передбачувані з високою точністю, оскільки є результатом фізичного взаємодії Землі, її супутника Місяця та інших планет. Зміни орбіти вважаються головними причинами чергування гляціальних і інтергляціальних циклів останнього льодовикового періоду. Результатом прецесії земної орбіти є і менш масштабні зміни, такі як періодичне збільшення і зменшення площі пустелі Сахара.

вулканізм

Одне сильне виверження вулкана здатне вплинути на клімат, викликавши похолодання тривалістю кілька років. Наприклад, виверження вулкана Пінатубо в 1991 році істотно вплинуло на клімат. Гігантські виверження, що формують найбільші магматичні провінції, трапляються лише кілька разів в сто мільйонів років, але вони впливають на клімат протягом мільйонів років і є причиною вимирання видів. На початку вчені вважали, що причиною похолодання є емітована в атмосферу вулканічний пил, оскільки вона перешкоджає досягти поверхні Землі сонячного випромінювання. Однак вимірювання показують, що більша частина пилу осідає на поверхні Землі протягом шести місяців.

Вулкани є також частиною геохімічного циклу вуглецю. Протягом багатьох геологічних періодів діоксид вуглецю вивільнявся з надр Землі в атмосферу, нейтралізуючи тим самим кількість СО 2, вилученого з атмосфери і пов'язаного осадовими породами та іншими геологічними поглиначами СО 2. Однак цей внесок не зрівняється за величиною з антропогенної емісією оксиду вуглецю, яка, за оцінками Геологічної служби США, в 130 разів перевищує кількість СО 2, емітованої вулканами.

Антропогенний вплив на зміну клімату

Антропогенні чинники включають в себе діяльність людини, яка змінює навколишнє середовище і впливає на клімат. У деяких випадках причинно-наслідковий зв'язок пряма і недвозначна, як, наприклад, при впливі зрошення на температуру і вологість, в інших випадках цей зв'язок менш очевидна. Різні гіпотези впливу людини на клімат обговорювалися протягом багатьох років. В кінці 19-го століття в західній частині США і Австралії була, наприклад, популярна теорія «дощ іде за плугом» (англ. Rain follows the plow).

Головними проблемами сьогодні є: зростаюча через спалювання палива концентрація СО 2 в атмосфері, аерозолі в атмосфері, що впливають на її охолодження, і цементна промисловість. Інші фактори, такі як землекористування, зменшення озонового шару, тваринництво і вирубка лісів, також впливають на клімат.

спалювання палива

Почавши рости під час промислової революції в 1850-х роках і поступово прискорюючись, споживання людством палива призвело до того, що концентрація СО 2 в атмосфері зросла з ~ 280 чнм до 380 чнм. При такому зростанні спроектована на кінець 21-го століття концентрація становитиме понад 560 чнм. Відомо, що зараз рівень СО2 в атмосфері вище, ніж будь-коли за останні 750 000 років. Разом зі зростаючою концентрацією метану ці зміни передбачають зростання температури на 1.4-5.6 ° С в проміжку між 1990 і 2100 роками.

аерозолі

Вважається, що антропогенні аерозолі, особливо сульфати, що викидаються при спалюванні палива, впливають на охолодження атмосфери. Вважають, що ця властивість є причиною відносного «плато» на графіку температур в середині XX століття.

цементна промисловість

Виробництво цементу є інтенсивним джерелом викидів СО 2. Діоксид вуглецю утворюється, коли карбонат кальцію (CaCO 3) нагрівають, щоб отримати інгредієнт цементу оксид кальцію (СаО або негашене вапно). Виробництво цементу є причиною приблизно 2.5% викидів СО 2 індустріальних процесів (енергетичний та промисловий сектори). При замішуванні цементу ту ж кількість СО2 поглинається з атмосфери при протіканні зворотної реакції СаО + СО 2 = СаСО 3 .Тому виробництво і споживання цементу змінює тільки локальні концентрації СО 2 в атмосфері, не змінюючи середнє значення.

землекористування

Істотний вплив на клімат робить землекористування. Зрошення, вирубка лісів і сільське господарство докорінно змінюють навколишнє середовище. Наприклад, на зрошуваних території змінюється водний баланс. Землекористування може змінити альбедо окремо взятій території, оскільки втрачає нормальний стан підстильної поверхні і тим самим кількість сонячного випромінювання. Наприклад, є причини припускати, що клімат Греції та інших середземноморських країн змінився через масштабну вирубку лісів між 700 років до н. е. і початком н. е. (Деревина використовувалася для будівництва, кораблебудування і як паливо), ставши більш спекотним і сухим, а ті види дерев, які використовувалися в кораблебудуванні, не ростуть більше на цій території.

Згідно з дослідженням 2007 року Лабораторії реактивного руху (Jet Propulsion Laboratory) середня температура в Каліфорнії зросла за останні 50 років на 2 ° С, причому в містах це зростання набагато вище. Це є в основному наслідком антропогенної зміни ландшафту.

скотарство

Згідно зі звітом ООН «Довга тінь скотарства» від 2006 року худобу є причиною 18% викидів парникових газів в світі. Це включає в себе і зміни в землекористуванні, т. Е. Вирубку лісу під пасовища. У тропічних лісах Амазонки 70% вирубки лісів проводиться під пасовища, що послужило основною причиною, чому Продовольча і сільськогосподарська організація ООН (англ. Food and Agriculture Organization, FAO) в сільськогосподарському звіті за 2006 рік включила землекористування в сферу впливу скотарства. На додаток до викидів СО 2, скотарство є причиною викиду 65% оксиду азоту і 37% метану, що мають антропогенне походження.

взаємодія факторів

Вплив на клімат всіх факторів, як природних, так і антропогенних, виражається єдиної величиною - радіаційним прогріванням атмосфери в Вт / м 2.

Виверження вулканів, зледеніння, дрейф континентів і зміщення полюсів Землі - потужні природні процеси, що впливають на клімат Землі.В масштабі кількох років вулкани можуть грати головну роль. В результаті виверження вулкана Пенатубо в 1991 року на Філіппінах на висоту 35 км було закинуто стільки попелу, що середній рівень сонячної радіації знизився на 2,5 Вт / м 2. Однак ці зміни не є довгостроковими, частинки відносно бистрооседают вниз. У масштабі тисячоліть визначальним клімат процесом буде, ймовірно, повільний рух від одного ледніковогоперіода до наступного.

У масштабі декількох століть на 2005 рік у порівнянні з 1750 роком є ​​комбінаціяразнонаправленних факторів, кожен з яких значно слабкіше, ніж результат зростання концентрації в атмосфері парникових газів, що оцінюється як прогрів на 2,4-3,0 Вт / м 2. Вплив людини становить менше 1% від загального радіаційного балансу, а антропогенний посилення природного парникового ефекту - приблизно 2%, з 33 до 33,7 град С. Таким чином, середня температура повітря біля поверхні Землі збільшилася з доіндустріальної епохи (приблизно з 1750 роки) на 0,7 ° С (