Čo bude po globálnom oteplení. Globálne otepľovanie a jeho dôsledky
O globálnom otepľovaní sa veľa hovorí a píše. Takmer každý deň sa objavujú nové hypotézy, staré sú vyvrátené. Neustále sa bojíme toho, čo nás čaká v budúcnosti (dobre si pamätám komentár jedného z čitateľov magazínu www.priroda.su „Tak dlho a strašne sme sa báli, že to už nie je strašidelné“). Mnohé tvrdenia a články si úprimne protirečia a zavádzajú nás. Globálne otepľovanie sa už pre mnohých stalo „globálnym zmätkom“ a niektorí úplne stratili záujem o problém klimatických zmien. Skúsme systematizovať dostupné informácie vytvorením akejsi mini encyklopédie globálneho otepľovania.
1. Čo je to globálne otepľovanie?
5. Človek a skleníkový efekt
1. Globálne otepľovanie je proces postupného zvyšovania priemernej ročnej teploty povrchovej vrstvy atmosféry Zeme a Svetového oceánu z rôznych príčin (zvýšenie koncentrácie skleníkových plynov v atmosfére Zeme, zmeny slnečného žiarenia alebo sopečná činnosť atď.). Veľmi často sa slovné spojenie „skleníkový efekt“ používa ako synonymum pre globálne otepľovanie, no medzi týmito pojmami je malý rozdiel. Skleníkový efekt je zvýšenie priemernej ročnej teploty povrchovej vrstvy zemskej atmosféry a svetového oceánu v dôsledku zvýšenia koncentrácií skleníkových plynov (oxid uhličitý, metán, vodná para a pod.) v zemskej atmosfére. Tieto plyny plnia úlohu fólie alebo skla skleníka (skleníka), voľne prechádzajú slnečné lúče na povrch Zeme a zadržiavajú teplo opúšťajúce atmosféru planéty. O tomto procese budeme podrobnejšie diskutovať nižšie.
Prvýkrát sa o globálnom otepľovaní a skleníkovom efekte hovorilo v 60. rokoch 20. storočia a na úrovni OSN sa problém globálnej zmeny klímy prvýkrát objavil v roku 1980. Odvtedy si mnohí vedci nad týmto problémom lámu hlavu a často si navzájom vyvracajú svoje teórie a domnienky.
2. Spôsoby získavania informácií o klimatických zmenách
Existujúce technológie umožňujú spoľahlivo posúdiť prebiehajúce klimatické zmeny. Vedci používajú nasledujúce „nástroje“ na zdôvodnenie svojich teórií o klimatických zmenách:
Historické letopisy a kroniky;
Meteorologické pozorovania;
Satelitné merania ľadovej plochy, vegetácie, klimatických zón a atmosférických procesov;
Analýza paleontologických (pozostatky starých zvierat a rastlín) a archeologických údajov;
Analýza sedimentárnych oceánskych hornín a riečnych sedimentov;
Analýza starovekého ľadu v Arktíde a Antarktíde (pomer izotopov O16 a O18);
Meranie rýchlosti topenia ľadovcov a permafrostu, intenzity tvorby ľadovcov;
Pozorovanie morských prúdov Zeme;
Pozorovanie chemického zloženia atmosféry a oceánu;
Pozorovanie zmien v oblastiach (biotopoch) živých organizmov;
Analýza letokruhov stromov a chemického zloženia pletív rastlinných organizmov.
3. Fakty o globálnom otepľovaní
Paleontologické dôkazy naznačujú, že klíma Zeme nebola konštantná. Teplé obdobia vystriedali studené ľadovcové. Počas teplých období vystúpila priemerná ročná teplota arktických šírok na 7-13°C a teplota najchladnejšieho mesiaca január bola 4-6 stupňov, t.j. klimatické podmienky v našej Arktíde sa len málo líšili od klímy moderného Krymu. Teplé obdobia skôr či neskôr vystriedali obdobia ochladzovania, počas ktorých sa ľad dostával do moderných tropických šírok.
Aj človek bol svedkom množstva klimatických zmien. Na začiatku druhého tisícročia (11-13 storočia) historické kroniky naznačujú, že veľká oblasť Grónska nebola pokrytá ľadom (preto ju nórski moreplavci nazvali „zelená krajina“). Potom sa klíma Zeme stala drsnejšou a Grónsko bolo takmer úplne pokryté ľadom. V 15. – 17. storočí tuhé zimy dosiahli svoj vrchol. O krutosti vtedajších zím svedčia mnohé historické kroniky, ale aj umelecké diela. Známy obraz holandského umelca Jana Van Goyena „Skaters“ (1641) teda zobrazuje hromadné korčuľovanie pozdĺž amsterdamských kanálov, v súčasnosti nie sú kanály v Holandsku už dávno zamrznuté. V stredovekých zimách dokonca rieka Temža v Anglicku zamrzla. V 18. storočí bolo zaznamenané mierne oteplenie, ktoré dosiahlo maximum v roku 1770. 19. storočie sa opäť nieslo v znamení ďalšieho chladu, ktorý pokračoval až do roku 1900 a od začiatku 20. storočia už začalo pomerne prudké otepľovanie. Už do roku 1940 sa množstvo ľadu v Grónskom mori znížilo o polovicu, v Barentsovom mori takmer o tretinu a v sovietskom sektore Arktídy sa celková ľadová plocha zmenšila takmer o polovicu (1 milión km2). Počas tohto obdobia sa aj obyčajné lode (nie ľadoborce) pokojne plavili po severnej námornej ceste zo západného na východný okraj krajiny. Vtedy bolo zaznamenané výrazné zvýšenie teploty arktických morí, výrazný ústup ľadovcov v Alpách a na Kaukaze. Celková ľadová plocha na Kaukaze sa zmenšila o 10 % a hrúbka ľadu sa miestami zmenšila až o 100 metrov. Nárast teploty v Grónsku bol 5°C, zatiaľ čo na Svalbarde to bolo 9°C.
V roku 1940 oteplenie vystriedalo krátkodobé ochladenie, ktoré čoskoro vystriedalo ďalšie oteplenie a od roku 1979 sa začal prudký nárast teploty povrchovej vrstvy zemskej atmosféry, čo spôsobilo ďalšie zrýchlenie topenia tzv. ľad v Arktíde a Antarktíde a zvýšenie zimných teplôt v miernych zemepisných šírkach. Takže za posledných 50 rokov sa hrúbka arktického ľadu znížila o 40% a obyvatelia mnohých sibírskych miest si sami začali uvedomovať, že silné mrazy sú už dávno minulosťou. Priemerná zimná teplota na Sibíri za posledných päťdesiat rokov stúpla takmer o desať stupňov. V niektorých regiónoch Ruska sa obdobie bez mrazu predĺžilo o dva až tri týždne. Biotop mnohých živých organizmov sa posunul na sever v dôsledku rastúcich priemerných zimných teplôt, tieto a ďalšie dôsledky globálneho otepľovania rozoberieme nižšie Staré fotografie ľadovcov (všetky fotografie boli urobené v rovnakom mesiaci) sú obzvlášť jasné o globálnych klimatických zmenách.
Fotografie topiaceho sa ľadovca Pasterze v Rakúsku v rokoch 1875 (vľavo) a 2004 (vpravo). Fotograf Gary Braasch
Fotografie ľadovca Agassiz v národnom parku Glacier (Kanada) v rokoch 1913 a 2005. Fotograf W.C. Alden
Fotografie ľadovca Grinnell v národnom parku Glacier (Kanada) v rokoch 1938 a 2005. Fotograf: Mt. zlatá.
Ten istý ľadovec Grinnell z iného uhla, fotografie z rokov 1940 a 2004. Fotograf: K. Holzer.
Vo všeobecnosti sa za posledných sto rokov priemerná teplota povrchovej vrstvy atmosféry zvýšila o 0,3 – 0,8 °C, plocha snehovej pokrývky na severnej pologuli sa znížila o 8 % a úroveň Svetový oceán stúpol v priemere o 10-20 centimetrov. Tieto skutočnosti vyvolávajú určité obavy. Či už sa globálne otepľovanie zastaví, alebo bude pokračovať ďalšie zvyšovanie priemernej ročnej teploty na Zemi, odpoveď na túto otázku sa ukáže až vtedy, keď budú presne stanovené príčiny prebiehajúcich klimatických zmien.
4. Príčiny globálneho otepľovania
Hypotéza 1- Príčinou globálneho otepľovania je zmena slnečnej aktivity
Všetky prebiehajúce klimatické procesy na planéte závisia od aktivity nášho svietidla - Slnka. Preto aj tie najmenšie zmeny v aktivite Slnka určite ovplyvnia počasie a klímu Zeme. Existujú 11-ročné, 22-ročné a 80-90-ročné (Gleisbergove) cykly slnečnej aktivity.
Je pravdepodobné, že pozorované globálne otepľovanie je spôsobené ďalším zvýšením slnečnej aktivity, ktorá môže v budúcnosti opäť klesnúť.
Hypotéza 2 - Príčinou globálneho otepľovania je zmena uhla rotácie Zeme a jej obežnej dráhy.
Juhoslovanský astronóm Milanković naznačil, že cyklické klimatické zmeny sú do značnej miery spojené so zmenou obežnej dráhy rotácie Zeme okolo Slnka, ako aj so zmenou uhla sklonu osi rotácie Zeme voči Slnku. Takéto orbitálne zmeny polohy a pohybu planéty spôsobujú zmenu radiačnej bilancie Zeme, a tým aj jej klímy. Milankovitch, vedený svojou teóriou, pomerne presne vypočítal časy a dĺžku ľadových dôb v minulosti našej planéty. Klimatické zmeny spôsobené zmenou obežnej dráhy Zeme sa zvyčajne vyskytujú v priebehu desiatok, ba až stoviek tisíc rokov. K relatívne rýchlej klimatickej zmene pozorovanej v súčasnosti zrejme dochádza v dôsledku pôsobenia niektorých ďalších faktorov.
Hypotéza 3 – Vinníkom globálnej zmeny klímy je oceán
Svetový oceán je obrovský inerciálny akumulátor slnečnej energie. Do značnej miery určuje smer a rýchlosť pohybu teplých oceánskych a vzdušných hmôt na Zemi, ktoré výrazne ovplyvňujú klímu planéty. V súčasnosti je povaha cirkulácie tepla vo vodnom stĺpci oceánu málo študovaná. Je teda známe, že priemerná teplota oceánskych vôd je 3,5 ° C a povrch pevniny je 15 ° C, takže intenzita výmeny tepla medzi oceánom a povrchovou vrstvou atmosféry môže viesť k výrazným klimatickým zmenám. Okrem toho sa vo vodách oceánov rozpúšťa veľké množstvo CO2 (asi 140 biliónov ton, čo je 60-krát viac ako v atmosfére) a množstvo ďalších skleníkových plynov, ktoré sa v dôsledku určitých prírodných procesov môžu dostať atmosfére, čo výrazne ovplyvňuje klímu Zeme.
Hypotéza 4 - Sopečná činnosť
Sopečná činnosť je zdrojom aerosólov kyseliny sírovej a veľkého množstva oxidu uhličitého vstupujúceho do zemskej atmosféry, čo môže výrazne ovplyvniť aj klímu Zeme. Veľké erupcie sú spočiatku sprevádzané ochladzovaním v dôsledku vstupu aerosólov kyseliny sírovej a častíc sadzí do zemskej atmosféry. Následne CO2 uvoľnený počas erupcie spôsobuje zvýšenie priemernej ročnej teploty na Zemi. Následný dlhodobý pokles vulkanickej aktivity prispieva k zvýšeniu priehľadnosti atmosféry, a tým aj k zvýšeniu teploty na planéte.
Hypotéza 5 - Neznáme interakcie medzi Slnkom a planétami slnečnej sústavy
Vo fráze „Slnečná sústava“ sa slovo „systém“ nespomína nadarmo a v každom systéme, ako viete, existujú spojenia medzi jeho komponentmi. Preto je možné, že vzájomná poloha planét a Slnka môže ovplyvniť rozloženie a silu gravitačných polí, slnečnej energie a iných druhov energie. Všetky súvislosti a interakcie medzi Slnkom, planétami a Zemou ešte nie sú preskúmané a je možné, že majú významný vplyv na procesy prebiehajúce v zemskej atmosfére a hydrosfére.
Hypotéza 6 - Klimatická zmena môže nastať sama o sebe bez akýchkoľvek vonkajších vplyvov a ľudskej činnosti
Planéta Zem je taký veľký a zložitý systém s obrovským množstvom štrukturálnych prvkov, že jej globálne klimatické charakteristiky sa môžu výrazne meniť bez akýchkoľvek zmien slnečnej aktivity a chemického zloženia atmosféry. Rôzne matematické modely ukazujú, že v priebehu storočia môžu výkyvy teploty povrchovej vzduchovej vrstvy (výkyvy) dosiahnuť 0,4°C. Ako porovnanie môžeme uviesť telesnú teplotu zdravého človeka, ktorá sa mení počas dňa a dokonca aj hodín.
Hypotéza 7 - Na vine je človek
Doteraz najpopulárnejšia hypotéza. Vysoká miera klimatických zmien, ku ktorým dochádza v posledných desaťročiach, sa skutočne dá vysvetliť stále narastajúcou intenzifikáciou antropogénnej činnosti, ktorá má výrazný vplyv na chemické zloženie atmosféry našej planéty v smere zvyšovania obsahu skleníkových plynov v ňom. Skutočne, zvýšenie priemernej teploty vzduchu v spodných vrstvách zemskej atmosféry o 0,8 °C za posledných 100 rokov je príliš vysoké tempo pre prírodné procesy; skôr v histórii Zeme sa takéto zmeny vyskytli v priebehu tisícok rokov. . Posledné desaťročia dodali tomuto argumentu ešte väčšiu váhu, keďže zmeny priemernej teploty vzduchu sa vyskytli ešte väčším tempom – 0,3 – 0,4 °C za posledných 15 rokov!
Je pravdepodobné, že súčasné globálne otepľovanie je výsledkom mnohých faktorov. Ostatné hypotézy pokračujúceho globálneho otepľovania nájdete tu.
5. Človek a skleníkový efekt
Prívrženci poslednej menovanej hypotézy pripisujú kľúčovú úlohu v globálnom otepľovaní človeku, ktorý radikálne mení zloženie atmosféry a prispieva k rastu skleníkového efektu zemskej atmosféry.
Skleníkový efekt v atmosfére našej planéty je spôsobený skutočnosťou, že tok energie v infračervenej oblasti spektra, stúpajúci z povrchu Zeme, je absorbovaný molekulami atmosférického plynu a vyžarovaný späť do rôznych smerov. výsledkom je, že polovica energie absorbovanej molekulami skleníkových plynov sa vracia späť na zemský povrch, čo spôsobuje jej otepľovanie. Treba si uvedomiť, že skleníkový efekt je prirodzený atmosférický jav. Ak by na Zemi vôbec neexistoval skleníkový efekt, potom by priemerná teplota na našej planéte bola asi -21 °C, a teda vďaka skleníkovým plynom je + 14 °C. Čisto teoreticky by preto ľudská činnosť, spojená s uvoľňovaním skleníkových plynov do atmosféry Zeme, mala viesť k ďalšiemu zahrievaniu planéty.
Pozrime sa bližšie na skleníkové plyny, ktoré môžu potenciálne spôsobiť globálne otepľovanie. Skleníkovým plynom číslo jeden je vodná para, ktorá prispieva 20,6 °C k existujúcemu atmosférickému skleníkovému efektu. Na druhom mieste je CO2, jeho príspevok je cca 7,2°C. Nárast obsahu oxidu uhličitého v zemskej atmosfére je teraz najväčším problémom, pretože rastúce aktívne využívanie uhľovodíkov ľudstvom bude pokračovať aj v blízkej budúcnosti. Za posledné dva a pol storočia (od začiatku industriálnej éry) sa obsah CO2 v atmosfére zvýšil už asi o 30 %.
Na treťom mieste v našom „skleníkovom hodnotení“ je ozón, jeho príspevok k celkovému globálnemu otepľovaniu je 2,4 °C. Na rozdiel od iných skleníkových plynov ľudská činnosť naopak spôsobuje pokles obsahu ozónu v zemskej atmosfére. Nasleduje oxid dusný, jeho podiel na skleníkovom efekte sa odhaduje na 1,4°C. Obsah oxidu dusného v atmosfére planéty má tendenciu stúpať, za posledné dva a pol storočia vzrástla koncentrácia tohto skleníkového plynu v atmosfére o 17 %. Veľké množstvo oxidu dusného sa dostáva do atmosféry Zeme v dôsledku spaľovania rôznych odpadov. Metán dopĺňa zoznam hlavných skleníkových plynov, jeho podiel na celkovom skleníkovom efekte je 0,8 °C. Obsah metánu v atmosfére rastie veľmi rýchlo, za dva a pol storočia tento nárast dosiahol 150 %. Hlavnými zdrojmi metánu v zemskej atmosfére sú rozkladajúci sa odpad, dobytok a rozklad prírodných zlúčenín obsahujúcich metán. Zvlášť znepokojujúca je skutočnosť, že schopnosť absorbovať infračervené žiarenie na jednotku hmotnosti metánu je 21-krát vyššia ako schopnosť oxidu uhličitého.
Najväčšiu úlohu pri globálnom otepľovaní má vodná para a oxid uhličitý. Tvoria viac ako 95 % celkového skleníkového efektu. Práve vďaka týmto dvom plynným látkam sa zemská atmosféra ohrieva o 33 °C. Najväčší vplyv na zvyšovanie koncentrácie oxidu uhličitého v zemskej atmosfére má antropogénna činnosť a obsah vodnej pary v atmosfére rastie v závislosti od teploty na planéte v dôsledku zvýšeného vyparovania. Celková technogénna emisia CO2 do zemskej atmosféry je 1,8 miliardy ton/rok, celkové množstvo oxidu uhličitého, ktorý viaže zemskú vegetáciu v dôsledku fotosyntézy je 43 miliárd ton/rok, ale takmer všetko toto množstvo uhlíka je dôsledok dýchania rastlín, požiarov, rozkladných procesov sa opäť ocitne v atmosfére planéty a len 45 miliónov ton/rok uhlíka sa ukladá v rastlinných tkanivách, močiaroch na súši a v hlbinách oceánu. Tieto čísla ukazujú, že ľudská činnosť má potenciál byť hmatateľnou silou ovplyvňujúcou klímu Zeme.
6. Faktory urýchľujúce a spomaľujúce globálne otepľovanie
Planéta Zem je taký zložitý systém, že existuje veľa faktorov, ktoré priamo alebo nepriamo ovplyvňujú klímu planéty, urýchľujú alebo spomaľujú globálne otepľovanie.
Faktory urýchľujúce globálne otepľovanie:
Emisie CO2, metánu, oxidu dusného ako výsledok ľudskej činnosti;
Rozklad v dôsledku zvýšenia teploty geochemických zdrojov uhličitanov s uvoľňovaním CO2. Zemská kôra obsahuje 50 000-krát viac oxidu uhličitého vo viazanom stave ako v atmosfére;
Nárast obsahu vodnej pary v zemskej atmosfére v dôsledku zvýšenia teploty, a tým aj vyparovania vody z oceánov;
Emisie CO2 Svetovým oceánom v dôsledku jeho zahrievania (rozpustnosť plynov klesá so zvyšujúcou sa teplotou vody). S každým zvýšením teploty vody o stupeň klesá rozpustnosť CO2 v nej o 3 %. Oceány obsahujú 60-krát viac CO2 ako atmosféra Zeme (140 biliónov ton);
Zníženie albeda Zeme (odrazivosť povrchu planéty) v dôsledku topenia ľadovcov, zmien klimatických pásiem a vegetácie. Morský povrch odráža oveľa menej slnečného svetla ako polárne ľadovce a snehy planéty, pohoria bez ľadovcov majú tiež nižšie albedo, severná drevitá vegetácia má nižšie albedo ako tundrové rastliny. Za posledných päť rokov sa albedo Zeme už znížilo o 2,5 %;
Emisie metánu počas rozmrazovania permafrostu;
Rozklad hydrátov metánu – kryštalických ľadových zlúčenín vody a metánu obsiahnutých v subpolárnych oblastiach Zeme.
Faktory spomaľujúce globálne otepľovanie:
Globálne otepľovanie spôsobuje spomalenie oceánskych prúdov, spomalenie teplého Golfského prúdu spôsobí pokles teploty v Arktíde;
So zvyšujúcou sa teplotou na Zemi sa zvyšuje odparovanie, a tým aj oblačnosť, ktorá je určitým druhom bariéry pre cestu slnečného žiarenia. Oblasť oblačnosti sa zvyšuje približne o 0,4 % na každý stupeň oteplenia;
So zvyšujúcim sa výparom sa zvyšuje množstvo zrážok, čo prispieva k podmáčaniu pôdy a močiare sú známe ako jeden z hlavných skladísk CO2;
Zvýšenie teploty prispeje k rozšíreniu oblasti teplých morí, a tým k rozšíreniu rozsahu mäkkýšov a koralových útesov, tieto organizmy sa aktívne podieľajú na ukladaní CO2, ktorý vedie k stavbe lastúr;
Zvýšenie koncentrácie CO2 v atmosfére stimuluje rast a vývoj rastlín, ktoré sú aktívnymi akceptormi (spotrebiteľmi) tohto skleníkového plynu.
7. Možné scenáre globálnej zmeny klímy
Globálna klimatická zmena je veľmi zložitá, takže moderná veda nemôže dať jednoznačnú odpoveď na to, čo nás čaká v blízkej budúcnosti. Scenárov vývoja situácie je veľa.
Scenár 1 – globálne otepľovanie bude prebiehať postupne
Zem je veľmi rozsiahly a zložitý systém, ktorý pozostáva z veľkého množstva vzájomne prepojených štrukturálnych komponentov. Planéta má pohyblivú atmosféru, ktorej pohyb vzdušných hmôt rozvádza tepelnú energiu po zemepisných šírkach planéty, Zem má obrovský akumulátor tepla a plynov - Svetový oceán (oceán akumuluje 1000-krát viac tepla ako atmosféra) Zmeny v takom zložitom systéme nemôžu nastať rýchlo. Prejdú stáročia a tisícročia, kým bude možné posúdiť akúkoľvek hmatateľnú zmenu klímy.
2. scenár – globálne otepľovanie nastane pomerne rýchlo
V súčasnosti „najpopulárnejší“ scenár. Podľa rôznych odhadov sa za posledných sto rokov priemerná teplota na našej planéte zvýšila o 0,5 – 1 °C, koncentrácia CO2 sa zvýšila o 20 – 24 % a metánu o 100 %. V budúcnosti budú tieto procesy pokračovať a do konca 21. storočia sa priemerná teplota zemského povrchu môže v porovnaní s rokom 1990 zvýšiť z 1,1 na 6,4 °C (podľa predpovedí IPCC z 1,4 na 5,8 °C). Ďalšie topenie arktického a antarktického ľadu môže urýchliť procesy globálneho otepľovania v dôsledku zmien albeda planéty. Podľa niektorých vedcov iba ľadové čiapky planéty v dôsledku odrazu slnečného žiarenia ochladzujú našu Zem o 2 °C a ľad pokrývajúci hladinu oceánu výrazne spomaľuje procesy prenosu tepla medzi relatívne teplými oceánske vody a chladnejšia povrchová vrstva atmosféry. Okrem toho sa nad ľadovými čiapkami prakticky nenachádza žiadny hlavný skleníkový plyn - vodná para, pretože je zamrznutá.
Globálne otepľovanie bude sprevádzať zvyšovanie hladiny morí. Od roku 1995 do roku 2005 už hladina svetového oceánu stúpla o 4 cm namiesto predpovedaných 2 cm Ak bude hladina svetového oceánu naďalej stúpať rovnakým tempom, potom do konca 21. celkové zvýšenie jeho hladiny bude 30-50 cm, čo spôsobí čiastočné zaplavenie mnohých pobrežných oblastí, najmä husto osídleného pobrežia Ázie. Treba si uvedomiť, že asi 100 miliónov ľudí na Zemi žije v nadmorskej výške menšej ako 88 centimetrov nad morom.
Globálne otepľovanie ovplyvňuje okrem stúpajúcej hladiny morí aj silu vetrov a rozloženie zrážok na planéte. V dôsledku toho sa na planéte zvýši frekvencia a rozsah rôznych prírodných katastrof (búrky, hurikány, suchá, záplavy).
V súčasnosti trpia suchom 2 % všetkej pôdy, podľa niektorých vedcov bude do roku 2050 až 10 % všetkých kontinentov pokrytých suchom. Okrem toho sa zmení aj sezónne rozloženie zrážok.
V severnej Európe a na západe USA sa zvýši frekvencia zrážok a búrok a hurikány budú zúriť dvakrát častejšie ako v 20. storočí. Klíma strednej Európy sa stane premenlivou, v srdci Európy budú zimy teplejšie a letá daždivejšie. Východná a južná Európa vrátane Stredozemného mora bude čeliť suchu a horúčavám.
Scenár 3 – Globálne otepľovanie v niektorých častiach Zeme vystrieda krátkodobé ochladenie
Je známe, že jedným z faktorov výskytu oceánskych prúdov je teplotný gradient (rozdiel) medzi arktickými a tropickými vodami. Topenie polárneho ľadu prispieva k zvýšeniu teploty arktických vôd, a preto spôsobuje zníženie teplotného rozdielu medzi tropickými a arktickými vodami, čo v budúcnosti nevyhnutne povedie k spomaleniu.
Jedným z najznámejších teplých prúdov je Golfský prúd, vďaka ktorému je v mnohých krajinách severnej Európy priemerná ročná teplota o 10 stupňov vyššia ako v iných podobných klimatických zónach Zeme. Je jasné, že odstavenie tohto oceánskeho tepelného dopravníka výrazne ovplyvní klímu Zeme. Prúd Golfského prúdu sa už v porovnaní s rokom 1957 oslabil o 30 %. Matematické modelovanie ukázalo, že na úplné zastavenie Golfského prúdu bude stačiť zvýšenie teploty o 2-2,5 stupňa. V súčasnosti sa už teplota severného Atlantiku oproti 70. rokom oteplila o 0,2 stupňa. Ak sa Golfský prúd zastaví, priemerná ročná teplota v Európe sa do roku 2010 zníži o 1 stupeň a po roku 2010 bude ďalší nárast priemernej ročnej teploty pokračovať. Iné matematické modely „sľubujú“ výraznejšie ochladenie v Európe.
Podľa týchto matematických výpočtov dôjde k úplnému zastaveniu Golfského prúdu o 20 rokov, v dôsledku čoho sa klíma Severnej Európy, Írska, Islandu a Spojeného kráľovstva môže ochladiť o 4 – 6 stupňov v porovnaní so súčasnosťou. zosilnie a búrky budú čoraz častejšie. Ochladenie zasiahne aj Holandsko, Belgicko, Škandináviu a sever európskej časti Ruska. Po rokoch 2020-2030 sa otepľovanie v Európe obnoví podľa scenára č.2.
Scenár 4 – Globálne otepľovanie bude nahradené globálnym ochladzovaním
Zastavenie Golfského prúdu a iných oceánskych prúdov spôsobí globálne ochladenie na Zemi a nástup ďalšej doby ľadovej.
Scenár 5 – Skleníková katastrofa
Skleníková katastrofa je tým „najnepríjemnejším“ scenárom vývoja procesov globálneho otepľovania. Autorom teórie je náš vedec Karnaukhov, jej podstata je nasledovná. Zvýšenie priemernej ročnej teploty na Zemi v dôsledku zvýšenia obsahu antropogénneho CO2 v zemskej atmosfére spôsobí prechod CO2 rozpusteného v oceáne do atmosféry a vyvolá aj rozklad sedimentárnych karbonátových hornín s dodatočné uvoľnenie oxidu uhličitého, čo následne zvýši teplotu na Zemi ešte vyššie, čo bude mať za následok ďalší rozklad uhličitanov ležiacich v hlbších vrstvách zemskej kôry (oceán obsahuje 60-krát viac oxidu uhličitého ako atmosféra a takmer 50 000-krát viac v zemskej kôre). Ľadovce sa budú intenzívne topiť, čím sa zníži albedo Zeme. Takýto rýchly nárast teploty prispeje k intenzívnemu prúdeniu metánu z topiaceho sa permafrostu a zvýšenie teploty na 1,4 – 5,8 °C do konca storočia prispeje k rozkladu hydrátov metánu (ľadové zlúčeniny vody a metánu ), sústredené najmä na chladných miestach Zeme. Vzhľadom na to, že metán je 21-krát účinnejší ako skleníkový plyn ako CO2, zvýšenie teploty na Zemi by bolo katastrofálne. Pre lepšiu predstavu, čo sa stane so Zemou, je najlepšie venovať pozornosť nášmu susedovi v slnečnej sústave – planéte Venuša. Pri rovnakých parametroch atmosféry ako na Zemi by mala byť teplota na Venuši len o 60 °C vyššia ako na Zemi (Venuša je bližšie k Zemi ako Slnko), t.j. byť v oblasti 75 ° C, v skutočnosti je teplota na Venuši takmer 500 ° C. Väčšina zlúčenín obsahujúcich uhličitan a metán na Venuši bola zničená už dávno pri uvoľnení oxidu uhličitého a metánu. Atmosféra Venuše v súčasnosti obsahuje 98 % CO2, čo spôsobuje zvýšenie teploty planéty o takmer 400 °C.
Ak globálne otepľovanie prebieha podľa rovnakého scenára ako na Venuši, potom teplota povrchových vrstiev atmosféry na Zemi môže dosiahnuť 150 stupňov. Zvýšenie teploty Zeme aj o 50°C ukončí ľudskú civilizáciu a zvýšenie teploty o 150°C spôsobí smrť takmer všetkých živých organizmov na planéte.
Podľa Karnaukhovovho optimistického scenára, ak množstvo CO2 vstupujúceho do atmosféry zostane na rovnakej úrovni, potom sa teplota 50 °C na Zemi dosiahne za 300 rokov a 150 °C za 6000 rokov. Žiaľ, pokrok sa nedá zastaviť, emisie CO2 každým rokom len rastú. V realistickom scenári, podľa ktorého by sa emisie CO2 zvyšovali rovnakým tempom, zdvojnásobili by sa každých 50 rokov, Zem by už mala teplotu 502 °C za 100 rokov a 150 °C za 300 rokov.
8. Dôsledky globálneho otepľovania
Nárast priemernej ročnej teploty povrchovej vrstvy atmosféry sa výraznejšie prejaví nad kontinentmi ako nad oceánmi, čo v budúcnosti spôsobí radikálnu reštrukturalizáciu prírodných zón kontinentov. Už teraz sa zaznamenáva posun niekoľkých zón do arktických a antarktických zemepisných šírok.
Zóna permafrostu sa už posunula o stovky kilometrov na sever. Niektorí vedci tvrdia, že v dôsledku rýchleho rozmrazovania permafrostu a stúpania hladiny svetového oceánu v posledných rokoch Severný ľadový oceán napreduje na súši priemernou rýchlosťou 3-6 metrov za leto a na arktických ostrovoch resp. mysy, skaly bohaté na ľad sú zničené a absorbované morom počas teplého obdobia roka rýchlosťou až 20-30 metrov. Celé arktické ostrovy úplne zmiznú; tak už v 21. storočí zanikne ostrov Muostakh blízko ústia rieky Lena.
Pri ďalšom zvyšovaní priemernej ročnej teploty povrchovej vrstvy atmosféry môže tundra v európskej časti Ruska takmer úplne zaniknúť a zostane len na arktickom pobreží Sibíri.
Zóna tajgy sa posunie na sever o 500 – 600 kilometrov a zmenší sa takmer o tretinu, plocha listnatých lesov sa zväčší 3 – 5-krát a ak to vlhkosť dovolí, pás listnatých lesov sa roztiahne súvislý pás od Baltského po Tichý oceán.
Lesostepi a stepi sa tiež presunú na sever a pokrývajú regióny Smolensk, Kaluga, Tula, Riazan, čím sa priblížia k južným hraniciam regiónu Moskva a Vladimir.
Globálne otepľovanie ovplyvní aj biotopy zvierat. Zmena biotopov živých organizmov je už zaznamenaná v mnohých častiach sveta. V Grónsku už začal hniezdiť drozd sivý, na subarktickom Islande sa objavili škorce a lastovičky a v Británii volavka biela. Nápadné je najmä otepľovanie vôd arktického oceánu. Teraz sa mnohé komerčné ryby nachádzajú tam, kde predtým neboli. Treska a sleď sa objavili vo vodách Grónska v dostatočnom množstve na ich priemyselný rybolov, vo vodách Veľkej Británie - obyvatelia južných zemepisných šírok: červený pstruh, korytnačka s veľkou hlavou, v zálive Petra Veľkého na Ďalekom východe - Tichomorská sardinka a v Okhotskom mori sa objavili makrely a saury. Areál medveďa hnedého v Severnej Amerike sa už presunul na sever natoľko, že sa začali objavovať krížence medveďa ľadového a medveďa hnedého a v južnej časti ich areálu sa medvede hnedé prestali ukladať k zimnému spánku úplne.
Zvýšenie teploty vytvára priaznivé podmienky pre rozvoj chorôb, čomu napomáha nielen vysoká teplota a vlhkosť, ale aj rozšírenie biotopu množstva živočíšnych prenášačov chorôb. Očakáva sa, že do polovice 21. storočia sa výskyt malárie zvýši o 60 %. Zvýšený rozvoj mikroflóry a nedostatok čistej pitnej vody prispeje k rastu infekčných črevných ochorení. Rýchle premnoženie mikroorganizmov v ovzduší môže zvýšiť výskyt astmy, alergií a rôznych ochorení dýchacích ciest.
Vďaka globálnym klimatickým zmenám môže byť nasledujúce polstoročie posledným v živote mnohých druhov živých organizmov. Už teraz sú ľadové medvede, mrože a tulene pripravené o dôležitú zložku ich biotopu – arktický ľad.
Globálne otepľovanie má pre našu krajinu plusy aj mínusy. Zimy sa zmiernia, krajiny s vhodnou klímou pre poľnohospodárstvo sa presunú severnejšie (v európskej časti Ruska k Bielemu a Karskému moru, na Sibíri k polárnemu kruhu), v mnohých častiach krajiny bude možné pestovať južnejšie plodiny a skoré dozrievanie tých prvých. Očakáva sa, že do roku 2060 priemerná teplota v Rusku dosiahne 0 stupňov Celzia, teraz je to -5,3 stupňa Celzia.
Nepredvídateľné následky budú mať za následok rozmrazovanie permafrostu, ako viete, permafrost pokrýva 2/3 oblasti Ruska a 1/4 oblasti celej severnej pologule. Na permafroste Ruskej federácie je veľa miest, boli položené tisíce kilometrov potrubí, ako aj ciest a železníc (80% BAM prechádza cez permafrost). Topenie permafrostu môže sprevádzať značné škody. Veľké plochy sa môžu stať nevhodnými pre ľudský život. Niektorí vedci vyjadrujú obavy, že Sibír môže byť dokonca odrezaná od európskej časti Ruska a stane sa predmetom nárokov iných krajín.
Prudké zmeny čakajú aj ďalšie krajiny sveta. Vo všeobecnosti sa podľa väčšiny modelov očakáva nárast zimných zrážok vo vysokých zemepisných šírkach (nad 50° s. š. a juh), ako aj v miernych zemepisných šírkach. V južných zemepisných šírkach sa naopak očakáva pokles množstva zrážok (až o 20 %), najmä v lete. Krajiny južnej Európy, ktoré sa venujú cestovnému ruchu, očakávajú veľké ekonomické straty. Letné suché horúčavy a zimné dažďové prehánky znížia „zápal“ tých, ktorí si chcú oddýchnuť v Taliansku, Grécku, Španielsku a Francúzsku. Pre mnohé ďalšie krajiny, ktoré žijú z turistov, tiež neprídu najlepšie časy. Fanúšikovia lyžovania v Alpách budú sklamaní, na horách bude „napätie“ so snehom. V mnohých krajinách sveta sa životné podmienky výrazne zhoršujú. Podľa odhadov OSN bude do polovice 21. storočia na svete až 200 miliónov klimatických utečencov.
9. Spôsoby, ako zabrániť globálnemu otepľovaniu
Verí sa, že človek sa v budúcnosti pokúsi prevziať klímu Zeme pod svoju kontrolu, ako úspešné to bude, ukáže čas. Ak ľudstvo neuspeje a nezmení svoj spôsob života, potom druh Homo sapiens čaká osud dinosaurov.
Už teraz sa vyspelé mysle zamýšľajú nad tým, ako vyrovnať procesy globálneho otepľovania. Navrhujú sa také originálne spôsoby, ako zabrániť globálnemu otepľovaniu, ako je šľachtenie nových odrôd rastlín a druhov stromov, ktorých listy majú vyššie albedo, natieranie striech na bielo, inštalácia zrkadiel na obežnú dráhu v blízkosti Zeme, ochrana ľadovcov pred slnečným žiarením atď. Veľa úsilia sa vynakladá na nahradenie tradičných druhov energií založených na spaľovaní uhlíkových surovín netradičnými, ako je výroba solárnych panelov, veterné mlyny, výstavba PES (prílivových elektrární), vodných elektrární. , jadrové elektrárne. Navrhujú sa originálne netradičné spôsoby výroby energie, ako napríklad využitie tepla ľudského tela na vykurovanie miestností, využitie slnečného žiarenia na zamedzenie námrazy na cestách a mnohé iné. Hlad po energii a strach z hroziaceho globálneho otepľovania robí s ľudským mozgom zázraky. Takmer každý deň sa rodia nové a originálne nápady.
Veľká pozornosť sa venuje racionálnemu využívaniu energetických zdrojov.
Na zníženie emisií CO2 do atmosféry sa zlepšuje účinnosť motorov, vyrábajú sa hybridné autá.
V budúcnosti sa plánuje venovať veľkú pozornosť zachytávaniu skleníkových plynov pri výrobe elektriny, ale aj priamo z atmosféry pochovávaním rastlinných organizmov, využívaním dômyselných umelých stromov, vstrekovaním oxidu uhličitého do mnohokilometrovej hĺbky. do oceánu, kde sa rozpustí vo vodnom stĺpci. Väčšina uvedených spôsobov „neutralizácie“ CO2 je veľmi drahá. V súčasnosti sú náklady na zachytenie jednej tony CO2 približne 100 – 300 dolárov, čo prevyšuje trhovú hodnotu tony ropy a vzhľadom na to, že spálením jednej tony sa vyprodukujú približne tri tony CO2, existuje mnoho spôsobov zachytávania oxidu uhličitého ešte nie sú relevantné. Predtým navrhované metódy sekvestrácie uhlíka výsadbou stromov sa považujú za neudržateľné vzhľadom na skutočnosť, že väčšina uhlíka v dôsledku lesných požiarov a rozkladu organickej hmoty sa vracia späť do atmosféry.
Osobitná pozornosť sa venuje tvorbe legislatívnych predpisov zameraných na znižovanie emisií skleníkových plynov. V súčasnosti mnohé krajiny sveta prijali Rámcový dohovor OSN o zmene klímy (1992) a Kjótsky protokol (1999). Ten neratifikovalo niekoľko krajín, ktoré majú najväčší podiel na emisiách CO2. USA teda tvoria asi 40 % všetkých emisií (nedávno sa uvádza, že Čína predbehla USA v emisiách CO2). Žiaľ, pokiaľ bude človek klásť do popredia svoje vlastné blaho, neočakáva sa žiadny pokrok v riešení problémov globálneho otepľovania.
Globálne otepľovanie je trendom zvyšovania priemernej teploty na Zemi za posledných 100 rokov. Vypočítava sa z údajov meteorologických staníc z celého sveta, v Európe takéto stanice existujú už asi 150 rokov. Ale vo všeobecnosti máme na celom svete údaje za posledných 100 rokov a tento výpočet ukazuje, že teplota sa zvyšuje a zvyšuje sa v trende, to znamená, že ide o významný trend, a nie len výkyvy okolo nejakých dlho- priemerná hodnota teploty.
Zároveň je potrebné poznamenať, že táto teplota sa nezvyšuje plynulo, ale rastie v takzvaných "krokoch" a niekedy dosahuje "plató". Napríklad za posledných 30 rokov došlo k veľmi citeľnému zvýšeniu teploty, obzvlášť silný nárast nastal v 90. rokoch a od roku 2000 sa tento proces spomalil. To sa už stalo, to znamená, že môžeme povedať, že teplota stúpa v „krokoch“.
Nakoniec od roku 1905 teplota stúpla o 0,86 stupňa, čo je výrazná zmena.
Príčiny globálneho otepľovania
Dnes svetu dominuje teória, že emisie skleníkových plynov sú hlavnou príčinou globálneho otepľovania. V tomto smere panuje vo vedeckej komunite bezprecedentný konsenzus: 97 % publikácií na tému klimatických zmien podporilo teóriu, že globálne otepľovanie je spojené s emisiami skleníkových plynov, predovšetkým CO2, zo strany priemyslu. Emisie CO2 sú v zásade malé v porovnaní s emisiami z prírodných zdrojov. Keďže zem a oceán sú dodávateľmi oxidu uhličitého, no zároveň ho absorbujú: v oceáne to robí planktón a na súši rastliny. Ak sa tieto toky zhrnú, potom toky skleníkových plynov zo spaľovania paliva sú veľmi malé v porovnaní s prírodnými tokmi, predstavujú približne 4–5 % prirodzených tokov.
Preto je nasledujúca otázka hádankou: prečo týchto 4-5% CO2 „navyše“ nemôže absorbovať vegetácia alebo oceán? V experimentálnych podmienkach je navyše pozorovaný efekt hnojenia v dôsledku zvýšeného obsahu oxidu uhličitého: ak rastlinu zakryjete čiapkou a začnete do nej pumpovať CO2, rastlina začne rásť rýchlejšie. Na pšeničnom poli sa uskutočnil aj pokus: na časť poľa sa privádzal CO2 zo špeciálnej hadice a na tomto mieste pšenica rástla rýchlejšie. Ale v prírodných podmienkach sa takýto efekt hnojenia nepozoruje, namiesto toho sa v atmosfére hromadí antropogénny CO2, ktorý z nejakého dôvodu nie je absorbovaný vegetáciou.
Najjednoduchším dôkazom, že ide o plyn z priemyselných emisií, ktorý sa hromadí v atmosfére, je nasledujúci: ak sa pozriete, na ktorej pologuli dochádza k akumulácii CO2, okamžite vám bude jasné, že sa vyskytuje na severnej pologuli, ktorá je priemyselne oveľa rozvinutejšia. Zo všetkých antropogénnych emisií skleníkových plynov zostáva 35 % navždy v atmosfére – to je nárast CO2, ktorý spôsobuje ďalší skleníkový efekt.
Nedá sa zároveň povedať, že skleníkový efekt má na svedomí len „chyba“ CO2: existuje množstvo iných skleníkových plynov, z ktorých najbežnejší je vodná para. Zahriatie Zeme v dôsledku skleníkového efektu sa odhaduje na 33 stupňov. Ak by skleníkový efekt neexistoval, potom by sme mali rovnakú teplotnú rovnováhu ako na Mesiaci, to znamená, že priemerná teplota by bola -18 stupňov a teraz +15 a tento rozdiel je 33 stupňov. Z týchto 33 stupňov môžeme 30 stupňov pripísať vodnej pare a len 3 stupne všetkým ostatným skleníkovým plynom, vrátane umelých látok, ako sú fluorochlórované uhľovodíky nachádzajúce sa v chladiacich zariadeniach. Prečo sa najviac hovorí o CO2? Faktom je, že CO2 je plyn, ktorý priamo súvisí s antropogénnou činnosťou. Okrem neho je tu napríklad pre našu krajinu relevantný metán - veľké množstvo metánu sa môže objaviť v zóne permafrostu, čo môže tiež výrazne prispieť ku globálnemu otepľovaniu. V súčasnosti je však stredobodom pozornosti vedcov práve CO2.
Nebezpečenstvo globálneho otepľovania
V prvom rade si treba spočítať, o koľko sa nakoniec Zem zahreje. Zároveň musíme pochopiť, že všetci sme prispôsobení už existujúcim klimatickým podmienkam. Samozrejme, z roka na rok sa líšia, ale vo všeobecnosti veľa súvisí práve s existujúcim systémom atmosférickej cirkulácie. Naša krajina sa napríklad vyznačuje vysokou sezónnosťou – v zime sa hromadí sneh, nasledujú jarné povodne a potom príde leto. V posledných rokoch však vidíme trend, že snehová pokrývka sa nehromadí, pretože v zime sa príliš často topí a nedochádza k vrcholnej záplave. Ale zároveň sú všetky naše nádrže prispôsobené podmienkam, ktoré existovali predtým, to znamená, že na jar dostávajú nedostatočnú vodu a už druhý rok po sebe bolo v povodí Volhy málo. Ale na tieto veci sa dá zvyknúť.
Na druhej strane existujú prepočty, že problém môže byť oveľa vážnejší, pretože žijeme v určitom systéme cirkulácie vzduchu – pre naše zemepisné šírky je to napríklad západný presun od Atlantiku a navyše sibírska anticyklóna. Ak však ohrievanie Zeme pokračuje, môže sa zmeniť samotný systém cirkulácie vzduchu a niektoré príznaky sú už viditeľné. V Európe sa už zimy stávajú nepredvídateľnými: zrazu začne niekoľko dní po sebe snežiť a letiská si so snehovými zrážkami jednoducho nevedia poradiť. Je to spôsobené predovšetkým oslabením západného transferu. Zároveň stojí za zváženie mnoho ďalších faktorov, napríklad topenie ľadu v Arktíde - stávajú sa každoročnými, nie viacročnými, v dôsledku čoho sa vytvára tepelný pól, pretože voda je teplejšia ako ľad, a takéto veci okamžite ovplyvňujú cirkuláciu vzduchu - dochádza k rýchlej zmene počasia. A takáto reštrukturalizácia systému môže byť veľmi nebezpečná a vyžaduje si reštrukturalizáciu celého odvetvia a nielen. V každom prípade budeme čeliť veľkým výzvam.
Metódy boja proti globálnemu otepľovaniu
Navrhujú sa dve hlavné metódy boja proti globálnemu otepľovaniu: radikálne zníženie emisií do ovzdušia a metódy geoinžinierstva. K dnešnému dňu je úplne nejasné, čo je reálnejšie urobiť: znížiť emisie alebo urýchliť vývoj bioinžinierskych metód, hoci v súčasnosti neexistuje jediná úspešná metóda na ich aplikáciu. Zároveň sa už cesta radikálneho znižovania emisií ukázala ako nereálna.
Kjótsky protokol podpísaný v roku 1997 bol založený na rôznych scenároch. Ale v tejto chvíli sme už prekročili najpesimistickejší z navrhovaných scenárov. Môže za to predovšetkým zrýchlený rozvoj krajín tretieho sveta a predovšetkým Číny. Ak sa v 90. rokoch ekonomický rozvoj ČĽR riadil scenárom Kjótskeho protokolu, tak v roku 2000 sa tempo hospodárskeho rozvoja Číny dramaticky zvýšilo. Čína potrebovala dodatočné energetické zdroje, ktoré mohla nájsť len vo vlastnom uhlí. A uhlie je najväčším dodávateľom CO2 na jednotku produkcie, preto sa nám nepodarilo dodržať dané scenáre. Teraz, keď zlyhal Kjótsky protokol, sme v rozpakoch: ukázalo sa, že sa nevieme medzi sebou dohodnúť. Momentálne je namiesto Kjótskeho protokolu len Kodanská dohoda, teda dobrovoľné záväzky krajín kontrolovať emisie, ale tento dokument nebol ani prijatý na oficiálnej úrovni a aj keď sa tieto záväzky dodržiavajú, tento situáciu ešte zásadne nezmení.
Druhým spôsobom sú metódy bioinžinierstva. Jednou z týchto metód je vstrekovanie CO2 do baní. Takéto inštalácie už vznikajú, no zatiaľ žiadna nefungovala. V roku 2009 sa uskutočnil ďalší experiment – pokus o zvýšenie bioproduktivity oceánu tak, aby fytoplanktón absorboval „navyše“ oxid uhličitý z atmosféry. V oceáne bolo nájdené miesto so zníženou produktivitou v dôsledku nedostatku rozpusteného železa, kde sa experiment uskutočnil. Neuspel však: po pridaní rozpusteného železa sa začal prudký rozvoj fytoplanktónu; podľa výpočtov vedcov mal ísť planktón ku dnu, no nestalo sa tak, namiesto toho išiel po potravinových reťazcoch a efekt sa ukázal byť nulový. Existujú aj exotické metódy, ako napríklad zvýšenie odrazivosti stratosféry pomocou špeciálnych aerosólov.
Možné scenáre vývoja globálneho otepľovania
Výpočty nárastu teploty sa vykonávajú do konca tohto storočia. Najbližším prahom je prekročiť 450 ppm CO2 v atmosfére. V súčasnosti je koncentrácia CO2 okolo 400 ppm (tento údaj bol prvýkrát zaznamenaný vo februári 2015). Pri 450 miliónoch budeme mať teplotný prah presahujúci 2 stupne. Verí sa, že až do tohto bodu žijeme v známom svete, po ktorom sa začne zmena v obehovom systéme. Očakáva sa, že sa tak stane v roku 2040 a do roku 2100 by mohlo dôjsť k prekročeniu o 4 alebo 5 stupňov, čo v skutočnosti zmení celý klimatický systém Zeme. Počas doby ľadovej bola priemerná teplota +11 stupňov, dnes je +15, teda rozdiel len 4 stupne. To znamená, že ak sa „ohrejeme“ o 4 stupne, môže to znamenať reštrukturalizáciu systému atmosférickej cirkulácie, zmenu celej biosféry Zeme, čo, samozrejme, povedie k nepredvídateľným politickým a ekonomickým zmenám na celom svete. .
V dávnej minulosti bola Zem oveľa teplejšia ako dnes, čo znamená, že globálne otepľovanie môže vážne zahriať planétu. V poslednej dobe je stále teplejšie a teplejšie. V novembri 2015 zažili Briti najhorúcejšie novembrové dni, aké mali v Spojenom kráľovstve od začiatku záznamov. Čoskoro nasledovali správy od Svetovej meteorologickej organizácie: rok 2015 bude pravdepodobne najhorúcejším rokom od začiatku zaznamenávania.
Svetové teploty sú o 1 stupeň Celzia vyššie ako predindustriálna úroveň. To je polovica politicky dohodnutej hornej hranice 2 stupňov, ktorú stanovili svetoví lídri v roku 2009. Všetko smeruje k tomu, že teplota sveta bude stále vyššia. Ako môže byť Zem horúca? Existuje nejaký limit otepľovania, ku ktorému môžu ľudské činy viesť?
Zem už zažila klimatické zmeny. Planéta prešla počas svojej 4,6 miliardy rokov histórie nespočetnými teplotnými výkyvmi, od „snehovej gule“ až po spaľujúce tropické horúčavy. A napriek všetkým týmto zmenám sa Zem vždy vráti do približne rovnakého teplotného rozsahu. Pretože má mechanizmy na kontrolu vlastnej teploty.
Už sme videli, že otepľovanie planéty uvoľňuje viac skleníkových plynov, čo spôsobuje ešte väčšie otepľovanie. Teoreticky by sa tento samonapájací mechanizmus mohol stať nezastaviteľným a zohriať planétu o stovky stupňov.
Toto sa na Zemi nikdy nestalo: a keby sa to stalo, potom by sme neexistovali. Vedci sa však domnievajú, že sa to stalo našej najbližšej planéte, Venuši, pred 3 až 4 miliardami rokov.
Venuša je bližšie k Slnku ako Zem, takže začala teplejšie. Teplota na jeho povrchu stúpla natoľko, že sa všetka tekutá voda vyparila do vzduchu. Táto vodná para zachytávala ešte viac tepla a nedostatok vody na povrchu znamenal, že nebolo kam držať oxid uhličitý.
To viedlo k extrémnym skleníkovým podmienkam. Nakoniec sa všetka vodná para stratila vo vesmíre a Venuša tak zostala s atmosférou 96% oxidu uhličitého. Teraz je na tejto planéte priemerná teplota 462 stupňov. Je dosť horúci na to, aby roztavil olovo; Venuša je najhorúcejšou planétou slnečnej sústavy, pričom v tomto parametri obchádza dokonca aj Merkúr, ktorý je bližšie k Slnku a doslova „leštený“ jeho krutým vplyvom.
Všetko smeruje k tomu, že Zem môže za pár miliárd rokov postihnúť podobná katastrofa.
Ako Slnko starne, pomaly spaľuje svoje palivo a stáva sa červeným obrom. Jedného dňa sa tak rozjasní, že Zem už nebude schopná odvádzať prebytočné teplo do vesmíru. Povrchová teplota planéty stúpne, oceány sa uvaria a spustí sa skleníkový efekt, ktorý ukončí všetok známy život a premení Zem na pečené dobro pod hustým plášťom oxidu uhličitého.
To sa však tak skoro nestane, takže tento problém nie je prvoradý. Otázkou je, či dokážeme narastajúci skleníkový efekt spustiť sami?
V roku 2013 bola zverejnená štúdia, ktorá ukázala, že je to možné, ak vypustíme skutočne ohromujúce množstvo oxidu uhličitého. Teraz je tento plyn vo vzduchu 400 častíc na milión (pred priemyselnou revolúciou to bolo 280 ppm). Na spustenie rastúceho skleníkového efektu budeme musieť toto číslo zvýšiť na 30 000 ppm.
Ak by sme spaľovali všetky známe fosílne palivá, mohli by sme zvýšiť množstvo oxidu uhličitého 10-krát. Existujú aj iné zdroje skleníkových plynov, ako napríklad metán z morského dna, ktorý unikol počas PETM, takže táto možnosť by sa nemala vylúčiť. Zdá sa však veľmi nepravdepodobné, že by sme, chtiac-nechtiac, premenili planétu na Venušu.
Neznamená to tiež, že otepľovanie planéty bude pre nás bezpečné. Zvýšenie teploty čo i len o niekoľko stupňov spôsobí nežiaduce účinky. Niektoré časti planéty sú už príliš horúce na to, aby tam ľudia žili.
Na najteplejšom mieste na Zemi dnes, ako je kalifornské Údolie smrti, môžu teploty prekročiť 50 stupňov Celzia. Takéto teplo je nebezpečné, no pri správnych opatreniach sa s ním dá žiť. Pretože vzduch je suchý a môžeme sa ochladzovať potom.
Ak je vzduch horúci a zároveň vlhký, ako v tropickej džungli, teplota sa bude zvládať ťažšie. Vlhkosť vzduchu spôsobuje, že para sa pomalšie vyparuje, a preto sa ťažšie ochladzuje.
Najlepším spôsobom, ako vyhodnotiť kombináciu tepla a vlhkosti, je meranie „teploty vlhkého teplomera“. To je teplota, ktorú teplomer ukáže, ak ho zabalíte do vlhkej handričky a fúkate naň vzduch z ventilátora. Ak sa potíte, je to najnižšia teplota, na ktorú môžete pokožku ochladiť.
Ľudia by si mali udržiavať telesnú teplotu 37 stupňov. Aby sme sa vždy mohli ochladiť, udržiavame teplotu pokožky blízko 35 stupňov. To znamená, že teplota vlhkého teplomera 35 stupňov alebo vyššia, ak by sa udržiavala dlhšie ako pár hodín, by bola smrteľná. Aj keby sme to prežili, museli by sme sedieť.
Aj v najteplejších dažďových pralesoch maximálna zaznamenaná teplota vlhkého teplomera nikdy neprekročila 31 stupňov. Je to spôsobené tým, že horúci a vlhký vzduch je nestabilný. Stúpa a na jeho miesto nastupuje chladnejší vzduch, čo spôsobuje tropické prehánky.
To sa však môže zmeniť.
Vzduch môže stúpať iba vtedy, ak je vzduch okolo neho chladnejší a hustejší. Ak teda klimatické zmeny oteplia trópy, bude tento vzduch ešte teplejší a vlhší, kým začne stúpať. Štúdia publikovaná v roku 2010 zistila, že s každým zvýšením globálnej priemernej teploty o 1 stupeň sa maximálna teplota vlhkého teplomera zvýši o 0,75 stupňa.
To zase vedie k desivým záverom. Nárast globálnej teploty o 7 stupňov, ktorý môžeme zažiť už v roku 2200, spôsobí, že časti zemegule budú pre ľudí úplne neobývateľné. Nárast o 12 stupňov spôsobí, že polovica Zeme bude neobývateľná.
Samozrejme, mohli sme sa pokúsiť prispôsobiť inštaláciou množstva klimatizačných zariadení. Ale okrem toho, že je to drahé, by to ľudí aj väznilo v budovách na niekoľko dní alebo týždňov.
Aj keď to nezavedieme do extrémov, súčasným trendom je, že Zem bude do konca tohto storočia o 4 stupne teplejšia ako pred priemyselnou revolúciou a o 3 stupne teplejšia ako teraz. Nezabije nás to priamo ani neurobí časti planéty neobývateľné, no aj tak to spôsobí obrovský prevrat.
Pred 20 000 rokmi bola Zem o 4 stupne chladnejšia ako teraz. Toto obdobie je známe ako „posledné ľadovcové maximum“. Ľad pokrýval väčšinu Kanady a severnej Európy vrátane všetkých Britských ostrovov.
Odvtedy sa Zem oteplila o 4 stupne. To stačilo na odstránenie ľadu z Európy a Severnej Ameriky. Topenie ľadu viedlo k zvýšeniu hladiny mora o desiatky metrov a utopilo mnoho malých ostrovov. Keď to pochopíte, nie je ťažké si predstaviť, k čomu by mohli viesť ďalšie 4 stupne oteplenia.
Podľa BBC
Všetko sa to začalo v roku 1975. Svetoznámy časopis Science (Science) vo vydaní z 8. augusta uverejnil v tom čase dosť odvážny, možno až revolučný článok.
Obsahoval predpoklady, že v blízkej budúcnosti sa klíma na Zemi dramaticky zmení. Boli vysvetlené aj dôvody týchto zmien - všetko spočívalo v ľudských vplyvoch na prírodné zdroje Zeme. Neskôr sa tomu hovorilo „globálne otepľovanie“.
V skutočnosti bol samotný termín „globálne otepľovanie“ stanovený až v júli 1988. Predpokladá sa, že jej autorom je James Hansen, klimatológ. Prvýkrát verejne použil tento výraz, keď hovoril v americkom Senáte. Jeho správa bola potom široko pokrytá mnohými médiami. Už vtedy Hansen vysvetlil, čo spôsobilo globálne otepľovanie a uviedol, že dosiahlo veľmi vysokú úroveň. Síce také vážne teplotné zmeny, aké pozorujeme dnes, vtedy samozrejme žiadne neboli, no zastaviť globálne otepľovanie v tej chvíli by bolo najrozumnejšie.
Čo je globálne otepľovanie
V skratke ide o postupné, progresívne zvyšovanie priemernej teploty Zeme. Dnes je to už taký zjavný fakt, že sa s ním nebude hádať ani ten najkonzervatívnejší skeptik. Takmer všetci moderní vedci to uznávajú. Fakty ukazujú, že za posledné desaťročia sa priemerná teplota našej planéty zvýšila o 0,8 stupňa. Toto číslo sa môže zdať bežnému človeku zanedbateľné. Ale v skutočnosti to tak ani zďaleka nie je.Pozoruhodný je aj fakt, že k nárastu teploty Zeme dochádza v rôznych častiach planéty nerovnomerne. Takže napríklad v mnohých rovníkových štátoch sa teplota mierne zvýšila. Zatiaľ čo v Rusku a ďalších krajinách nachádzajúcich sa v rovnakých zemepisných šírkach bol priemerný nárast teploty 1,3 stupňa. Bolo to citeľné najmä v zimných mesiacoch.
Aký je dôvod takýchto globálnych zmien
Väčšina vedcov sa zhoduje, že hlavnou príčinou globálneho otepľovania je ľudská činnosť. Pred niekoľkými stovkami rokov sa ľudstvo zaoberalo najmä chovom dobytka a poľnohospodárstvom. V tom čase sa neťažilo toľko nerastov a vo všeobecnosti prakticky nedošlo k žiadnej škode na životnom prostredí. Všetko sa ale zmenilo s príchodom takzvanej priemyselnej revolúcie. Ťažba zemských zdrojov ako uhlia, ropy a neskôr zemného plynu sa niekoľkonásobne zvýšila. Dnes takéto závody, továrne a iné podniky, ktoré sú známe súčasnému človeku, vypúšťajú do atmosféry v priemere 22 miliárd (!) ton škodlivých emisií ročne. Týmito emisiami sú okrem iného metán, oxid uhličitý a ďalšie skleníkové plyny. Približne 50 percent týchto nepotrebných plynov zostáva v zemskej atmosfére, čo spôsobuje skleníkový efekt. Prispievajú aj ozónové diery.
Ozónová vrstva v atmosfére sa nachádza vo vzdialenosti 15-20 kilometrov od povrchu Zeme. A ak pred nejakými sto rokmi bola táto vrstva nepoškodená a spoľahlivo chránila planétu pred škodlivými účinkami slnečného žiarenia, dnes to už neplatí. Ale kvôli škodlivým emisiám z tých istých závodov a tovární sa do atmosféry začali dostávať také chemické prvky ako bróm, vodík a chlór, ktoré začali ničiť ozónovú vrstvu.
Najprv sa preriedil a od roku 1985 sa nad Antarktídou objavil prvý otvor s priemerom asi jeden kilometer. Neskôr sa takéto diery objavili nad Arktídou. Nepochybne to viedlo k tomu, že ultrafialové žiarenie už nie je správne zadržiavané v atmosfére, čo ďalej ohrieva povrch Zeme. Už aj tak vážnu situáciu zhoršuje skutočnosť, že v mnohých krajinách sveta už dlhé roky prebieha hromadné odlesňovanie. Presadzovaním komerčných záujmov ľudstvo zabúda, že vlastne ničí „pľúca“ našej planéty. Čím menej sú lesy schopné absorbovať oxid uhličitý, tým viac tohto plynu zostáva v atmosfére, čím sa len zvyšuje skleníkový efekt.
Niektorí vedci, najmä odborníci v agrosektore, považujú za hlavnú príčinu globálneho otepľovania zvýšený stav dobytka v posledných rokoch. Podľa nich dnes ľudstvo chová viac kráv, oviec, koní a iných zvierat ako kedykoľvek predtým. A ako viete, produkt spracovania poľnohospodárskeho krmiva týmito zvieratami, inými slovami, hnoj, tiež uvoľňuje značné množstvo metánu do atmosféry počas rozkladu. A hoci iná skupina vedcov je k tejto verzii skôr skeptická, počet zástancov tejto teórie stále neustále rastie. A, samozrejme, obrovské množstvo automobilov na všetkých kontinentoch celkovo dáva značné množstvo výfukových plynov, ktoré tiež vstupujú do atmosféry. A zdá sa, že rastúca produkcia „ekologických“ elektromobilov tento problém zatiaľ nedokáže úplne vyriešiť.
Aké sú dôsledky globálneho otepľovania
Najnebezpečnejšia vec, ktorá nás ohrozuje, je topenie ľadovcov v Arktíde na svete. Bolo zaznamenané, že najmä v posledných rokoch sa ľadovce topia rekordnou rýchlosťou. Množstvo uznávaných a svetoznámych vedcov je presvedčených, že mnohé arktické ľadovce sa roztopia oveľa skôr, ako sa doteraz predpokladalo. A čím menej ľadu zostane na povrchu Zeme, tým menej ultrafialového žiarenia prichádzajúceho zo Slnka sa bude odrážať od našej planéty. Následne sa povrch Zeme ešte viac zohreje, čo len zhorší topenie nových ľadovcov. Z tohto problému však prichádza ďalší – stúpajúca hladina morí. Podľa pozorovaní vedcov v rôznych krajinách sa hladina svetového oceánu zvyšuje o 3,2 milimetra ročne. Ak bude tento trend pokračovať a bude rásť, potom niektorí odborníci predpovedajú v blízkej budúcnosti nárast hladiny svetového mora o 0,5-2,0 metra.
Ale dnes čoraz častejšie počuť v televízii, ako niektoré pobrežné oblasti a dokonca celé ostrovy miznú pod vodou. Napríklad úplne zaplavený bol ostrov v Bengálskom zálive, ktorý bol dlhé roky považovaný za sporné územie medzi krajinami ako Bangladéš a India. V Bangladéši sa nazýval South Talpatti Island, zatiaľ čo v Indii, ktorá ho považovala za svoj vlastný, sa nazýval New Moore Island. Keď sa ostrov úplne ponoril pod vodu, územný spor sa jednoducho vyriešil. A dôvodom je globálne otepľovanie.
V mnohých krajinách v pobrežnej zóne sa cesty, obytné budovy a poľnohospodárske oblasti dostali pod vodu. Ľudia boli nútení presunúť celú infraštruktúru hlboko do pevniny, prípadne postaviť priehrady. Kvôli zaplaveným domom sa v niektorých krajinách objavili takzvaní „klimatickí migranti“. Taktiež mnohé choroby, ktoré žili v extrémne horúcich krajinách, sú čoraz častejšie zaznamenané v severnejších zemepisných šírkach. Je zrejmé, že globálne klimatické zmeny výrazne ovplyvnili naše životy.
V posledných dvoch desaťročiach sa najmä vo vyspelom svete uskutočnilo mnoho summitov zameraných na prevenciu globálneho otepľovania. Mnohí vedci sú však pevne presvedčení o jednej veci: aj keď sa v globálnom meradle prijmú radikálne opatrenia na odstránenie príčin, ktoré spôsobujú zvýšenie priemernej teploty Zeme, proces sa stále nezastaví. A či globálne otepľovanie spôsobí ľudstvu nenapraviteľné následky, ukáže čas.
Globálne otepľovanie vôbec neznamená otepľovanie všade a Kedykoľvek. K takémuto otepľovaniu dochádza iba vtedy, ak je teplota spriemerovaná pre všetky geografické polohy a všetky ročné obdobia. Napríklad v niektorých oblastiach sa priemerná letná teplota môže zvýšiť a priemerná zimná teplota sa zníži, to znamená, že klíma sa stane kontinentálnejšou.
Podľa jednej hypotézy globálne otepľovanie povedie k zastaveniu alebo vážnemu oslabeniu Golfského prúdu. To spôsobí výrazný pokles priemernej teploty v Európe (zatiaľ čo v iných regiónoch bude teplota stúpať, ale nie nevyhnutne vo všetkých), keďže Golfský prúd ohrieva kontinent v dôsledku presunu teplej vody z trópov.
Podľa hypotézy klimatológov M. Ewinga a W. Donna prebieha v kryo-ére oscilačný proces, pri ktorom zaľadnenie (doba ľadová) vzniká otepľovaním klímy a odľadňovanie (výstup z doby ľadovej) ochladzovaním. Je to spôsobené tým, že v kenozoiku, čo je kryoéra, keď sa ľadové polárne čiapky rozmrazujú, vo vysokých zemepisných šírkach sa zvyšuje množstvo zrážok, čo v zime vedie k lokálnemu zvýšeniu albeda, po ktorom nasleduje pokles teploty. hlbokých oblastí kontinentov severnej pologule, po ktorých nasleduje tvorba ľadovcov. Keď ľadové polárne čiapky zamrznú, ľadovce v hlbokých oblastiach kontinentov severnej pologule, ktoré nedostávajú dostatok energie vo forme zrážok, sa začnú topiť.
Nebezpečenstvo otepľovania klímy.
V dôsledku spaľovania rôznych palív sa ročne vypustí do atmosféry asi 20 miliárd ton oxidu uhličitého a zodpovedajúce množstvo kyslíka sa absorbuje. Prirodzená zásoba CO2 v atmosfére je asi 50 000 miliárd ton Táto hodnota kolíše a závisí najmä od sopečnej činnosti. Antropogénne emisie oxidu uhličitého však prevyšujú prirodzené a v súčasnosti tvoria veľkú časť jeho celkového množstva. Zvýšenie koncentrácie oxidu uhličitého v atmosfére sprevádzané zvýšením množstva aerosólu (jemné častice prachu, sadzí, suspenzie roztokov niektorých chemických zlúčenín) môže viesť k výrazným klimatickým zmenám, a teda k narušeniu o rovnovážnych vzťahoch, ktoré sa v biosfére vyvíjali milióny rokov.
Výsledkom narušenia priehľadnosti atmosféry a tým aj tepelnej bilancie môže byť vznik „skleníkového efektu“, teda zvýšenie priemernej teploty atmosféry o niekoľko stupňov. To môže spôsobiť topenie ľadovcov v polárnych oblastiach, zvýšenie hladiny svetového oceánu, zmenu jeho slanosti, teploty, globálne klimatické poruchy, záplavy pobrežných nížin a mnohé ďalšie nepriaznivé následky.
Uvoľňovanie priemyselných plynov do atmosféry, vrátane zlúčenín, ako je oxid uhoľnatý CO (oxid uhoľnatý), oxidy dusíka, síry, amoniaku a iných znečisťujúcich látok, vedie k inhibícii životnej aktivity rastlín a zvierat, metabolickým poruchám, otravám a smrti. živých organizmov.
"Skleníkový efekt" . Podľa najnovších údajov vedcov na 80. roky. priemerná teplota vzduchu na severnej pologuli sa v porovnaní s koncom 19. storočia zvýšila. o 0,5-0,6 "C. Podľa predpovedí sa do začiatku roku 2000 môže priemerná teplota na planéte zvýšiť o 1,2 "C v porovnaní s predindustriálnym obdobím. Vedci pripisujú toto zvýšenie teploty predovšetkým zvýšeniu obsahu oxidu uhličitého (oxidu uhličitého) a aerosólov v atmosfére. To vedie k nadmernej absorpcii tepelného žiarenia Zeme vzduchom. Je zrejmé, že určitú úlohu pri vytváraní takzvaného „skleníkového efektu“ zohráva teplo uvoľňované z tepelných elektrární a jadrových elektrární.
Otepľovanie klímy môže viesť k intenzívnemu topeniu ľadovcov a zvýšeniu hladiny svetového oceánu. Zmeny, ktoré z toho môžu vyplynúť, je jednoducho ťažké predvídať.
Tento problém by sa dal vyriešiť znížením emisií oxidu uhličitého do atmosféry a vytvorením rovnováhy v uhlíkovom cykle. Všeobecne akceptované odhady meteorológov ukazujú, že zvýšenie obsahu oxidu uhličitého v atmosfére povedie k zvýšeniu teploty prakticky len vo vysokých zemepisných šírkach, najmä na severnej pologuli, kde „celkom nedávno bolo obrovské zaľadnenie“. Navyše k tomuto otepľovaniu dôjde hlavne v zime. Podľa odhadu odborníka z Ústavu poľnohospodárskej meteorológie Roskomgidrometu zdvojnásobenie koncentrácie CO 2 zdvojnásobí užitočnú ekonomickú plochu Ruska z 5 na 11 miliónov km2. Pokiaľ ide o ekonomicky užitočnú oblasť, Rusko teraz zaujíma skromné piate miesto na svete po Brazílii, USA, Austrálii a Číne. Najväčší vplyv oteplenia bude mať Rusko, v ktorom západná hranica prebieha približne po januárovej 0 °C izoterme.
Domáci „zelení“ mechanicky opakujú o nebezpečenstve otepľovania, pričom si neuvedomujú, že žijú v chladnej krajine. S očakávaným otepľovaním vo väčšine regiónov Ruska bude klíma veľmi priaznivá, takmer subtropická. Nečernozemná nízkoproduktívna zóna stredného Ruska sa stane plodnou, dĺžka poľnohospodárskeho roka sa v nej strojnásobí, Kubáň sa zmení na savanu, na Sibíri ustane mráz, bude sa tam pestovať bavlna a sev. námorná cesta sa zbaví ľadu a stane sa najúspornejšou námornou cestou medzi Európou a Ďalekým východom. Je dôležité, že k otepľovaniu v dôsledku zvýšenia teploty dôjde hlavne v zime. Leto v Rusku zostane takmer rovnaké, relatívne nie horúce. Navyše k tomuto zvýšeniu teploty dôjde niekoľko rokov po zvýšení koncentrácie CO 2 , keďže tu dlho nie je žiadny kontinentálny ľad a doba ohrevu atmosféry nepresiahne dva mesiace. Zdvojnásobenie koncentrácie CO 2 prakticky neovplyvní klímu nízkych zemepisných šírok, pokiaľ tam nebude v zime severný vietor taký studený ako teraz. Pred začiatkom poslednej doby ľadovej bola priemerná teplota Zeme o 5 až 6 ° C vyššia a v regióne Jakutsk rástli orechové lesy.