Глобальное потепление и природные ЧС

Глобальное  потепление

Прогнозы геоэкологических и социально-экономических последствий глобального потепления климата Земли

Парниковый эффект для биосферы Земли имеет как  отрицательные (подъем уровня океана, деградация вечной мерзлоты, пpибрежных экосистем и пр.), так и положительные экологические последствия (возрастание продуктивности естественных лесных формаций, увеличение урожайности культурных растений и др. Кроме воздействия на природные экосистемы глобальное потепление также приведет к значительным социально-экономическим последствиям, связанным с различной деятельностью человека (энергетика, сельское и лесное хозяйство, здравоохранение и ЛР). Среди приоритетных глобальных проблем особо выделяется повышение уровня Мирового океана и воздействие его на морские побережья. 

Причина

Существует научный  консенсус, что текущее глобальное потепление с высокой вероятностью объясняется деятельностью человека^[2].

Климатические системы изменяются как в результате естественных внутренних процессов, так и в ответ на внешние воздействия (антропогенные и неантропогенные). При этом геологические и палеонтологические данные показывают наличие долговременных климатических циклов, которые в четвертичном периоде приняли форму периодических оледенений, причём настоящее время приходится на межледниковье (см. рис.).

Причины таких  изменений климата остаются неизвестными, однако среди основных внешних воздействий — изменения орбиты Земли (циклы Миланковича), солнечной активности (в том числе и изменения солнечной постоянной), вулканические выбросы и парниковый эффект. По данным прямых климатических наблюдений (измерение температур в течение последних 200 лет), средние температуры на Земле повысились, однако причины такого повышения остаются предметом дискуссий. Одной из наиболее широко обсуждаемых причин является антропогенный парниковый эффект.

Нельзя сказать, что идёт спор между теми, кто  «верит» и «не верит» в теорию парникового эффекта. Скорее, оспаривается итоговый эффект увеличения количества парниковых газов в атмосфере  Земли, то есть не компенсируется ли потепление в силу парникового эффекта изменениями  в распределении водяных паров, облаков, изменениями биосферы или  другими климатическими факторами. Однако наблюдаемое последние 50 лет повышение температуры Земли противоречит теориям о компенсирующей роли перечисленных выше обратных связей 

Выбросы парниковых газов

Основные  статьи: Парниковый эффект, Килинга график

Выделение углерода в атмосферу в результате деятельности человека с 1800 года по 2007 в миллиардах тонн.

Парниковый эффект был обнаружен Жозефом Фурье в 1824 году и впервые был количественно исследован Сванте Аррениусом в 1896. Это процесс, при котором поглощение и испускание инфракрасного излучения атмосферными газами вызывает нагрев атмосферы и поверхности планеты.

На Земле основными  парниковыми газами являются: водяной пар (ответственен примерно за 36-70 % парникового эффекта, без учёта облаков), углекислый газ (CO₂) (9-26 %), метан (CH₄) (4-9 %) и озон (3-7 %). Атмосферные концентрации CO₂ и CH₄ увеличились на 31 % и 149 % соответственно по сравнению с началом промышленной революции в середине XVIII века. Согласно отдельным исследованиям, такие уровни концентрации достигнуты впервые за последние 650 тысяч лет — период, для которого были получены достоверные данные из образцов полярного льда.

Около половины всех парниковых газов, получаемых в  ходе хозяйственной деятельности человечества, остаются в атмосфере. Около трёх четвертей всех антропогенных выбросов углекислого газа за последние 20 лет стали результатом добычи и сжигания нефти, природного газа и угля, при этом примерно половина объема антропогенных выбросов углекислоты связываются наземной растительностью и океаном. Бо́льшая часть остальных выбросов CO₂ вызвана изменениями ландшафта, в первую очередь вырубкой лесов, однако скорость связывания наземной растительностью углекислого газа превосходит скорость его антропогенного высвобождения вследствие сведения лесов^[3].

С другой стороны  влияние парниковых газов сильно завышено. Объём атмосферы земли составляет около 15 млрд.км куб. или 18375000 млрд. тн, при выбросах порядка 9 млрд.тн (по графику), концентрация газов составляет 0,00005%. При таких концентрациях врядли возможны какие либо глобальные изменения.

] Человеческая деятельность

Результаты последних  исследований подкрепляют теорию о  том, что причиной глобального потепления является человеческая деятельность. Исследование с участием ученых из Шотландии, Канады и Австралии показало, что вероятность естественных, а не антропогенных причин изменения климата на планете составляет не более 5 %^[4].

Согласно тому же исследованию, с 1980 года средняя  температура воздуха на планете  поднялась на 0.5 градуса по Цельсию, и Земля продолжает нагреваться  примерно на 0.16 градуса за десятилетие^[4].

Другие  теории

Изменение солнечной активности

Были предложены разнообразные гипотезы, объясняющие изменения температуры Земли соответствующими изменениями солнечной активности.

В третьем отчёте МГЭИК утверждается, что солнечная  и вулканическая активность может объяснить половину температурных изменений до 1950 года, но их общий эффект после этого был примерно равен нулю^[5]. В частности, влияние парникового эффекта с 1750 года, по оценке МГЭИК, в 8 раз выше влияния изменения солнечной активности^[6].

Более поздние  работы уточняли оценки влияния солнечной  активности на потепление после 1950. Тем  не менее, выводы остались примерно теми же: «Лучшие оценки вклада солнечной  активности в потепление лежат в  пределах от 16 % до 36 % вклада парникового эффекта» («Недооценивают ли модели вклад солнечной активности в последние изменения климата», Питер А. Скотт и др., «Journal of Climate», 15 декабря 2003).

Однако, существует ряд работ, предполагающих существование  механизмов, усиливающих эффект солнечной  активности, которые не учитываются  в современных моделях, или что важность солнечной активности в сравнении с другими факторами недооценивается^[7][8]. Такие утверждения оспариваются^[9][10], но являются активным направлением исследований. Выводы, которые будут получены в результате этой дискуссии, могут сыграть ключевую роль в вопросе о том, в какой степени человечество ответственно за изменение климата, и в какой — естественные факторы.

Теория  малого ледникового  периода

Теория малого ледникового периода выступает одним из наиболее сильных аргументов в руках противников концепций антропогенного глобального потепления и парникового эффекта. Они утверждают, что современное потепление — это естественный выход из малого ледникового периода XIV—XIX веков, которое, возможно, приведет к восстановлению температур малого климатического оптимума X—XIII веков или даже Атлантического оптимума. В связи с этим, по их мнению, нет ничего удивительного, что в начале XXI века среднегодовые температуры регулярно превышают «климатическую норму», ведь сами «климатические нормы» были написаны под стандарты относительно холодного XIX века. 
 

Прогноз

В докладе рабочей  группы межправительственной комиссии по изменению климата (Шанхай, 2001 год)^[14] приведено семь моделей изменения климата в XXI веке. Основные выводы, сделанные в докладе, — продолжение глобального потепления, сопровождающегося

• увеличением эмиссии парниковых газов (хотя согласно некоторым сценариям к концу века в результате действия запретов на индустриальные выбросы возможен спад эмиссии парниковых газов);
• ростом поверхностной температуры воздуха (к концу XXI века возможно увеличение поверхностной температуры в отдельных местах земного шара на 6 °C);
• повышением уровня океана (в среднем — на 0,5 м за столетие)

К наиболее вероятным  изменениям погодных факторов относятся

• более интенсивное выпадение осадков;
• более высокие максимальные температуры, увеличение числа жарких дней и уменьшение числа морозных дней почти во всех регионах Земли; при этом в большинстве континентальных районов волны тепла станут более частыми;
• уменьшение разброса температур.

Как следствие  перечисленных изменений можно  ожидать усиление ветров и увеличение интенсивности тропических циклонов (общая тенденция к усилению которых отмечена ещё в XX веке), увеличение частоты сильных осадков, заметное расширение районов засух.

Межправительственная  комиссия выделила ряд районов, наиболее уязвимых к ожидаемому изменению  климата^[15]. Это район Сахары, мега-дельты Азии, небольшие острова. 

Антарктика. Рельеф поверхности материка без ледникового покрова

К негативным изменениям в Европе относятся увеличение температур и усиление засух на юге (в результате — уменьшение водных ресурсов и уменьшение выработки гидроэлектроэнергии, уменьшение продукции сельского хозяйства, ухудшение условий туризма), сокращение снежного покрова и отступание горных ледников, увеличение риска сильных паводков и катастрофических наводнений на реках; усиление летних осадков в Центральной и Восточной Европе, увеличение частоты лесных пожаров, пожаров на торфяниках, сокращение продуктивности лесов; возрастание неустойчивости грунтов в Северной Европе. В Арктике — катастрофическое уменьшение площади покровного оледенения, сокращение площади морских льдов, усиление эрозии берегов.

Некоторые исследователи (например, П. Шварц и Д. Рэнделл^[16]) предлагают пессимистический прогноз, согласно которому уже в первой четверти XXI века возможен резкий скачок климата в непредвиденную сторону, причём следствием может явиться наступление нового ледникового периода продолжительностью в сотни лет.

Критика теории глобального потепления