Что такое глобальное изменение климата
Глобальный средний климат Земли определяется энергией, поступающей от Солнца, свойствами Земли и ее атмосферы, а именно отражающей, поглощения и излучения энергии в атмосфере и на поверхности. Хотя изменения в полученной солнечной энергии (вызванные например колебаниями в орбите вращения Земли вокруг Солнца) неизбежны, на энергетический баланс Земли также влияют свойства атмосферы и земной поверхности.
В атмосфере и земной поверхности происходят изменения, которые изменяют глобальный энергетический баланс Земли и поэтому могут вызывать изменения климата. Среди них - повышение концентрации парниковых газов, действие которых увеличивает поглощение атмосферой выходного теплового излучения, и повышение содержания аэрозолей (микроскопических частиц или капелек), которые отражают и поглощают солнечное излучение и изменяют радиационные свойства облаков. Такие изменения обусловливают радиационное воздействие климатической системы.
Положительные и отрицательные радиационные воздействия способствуют соответственно, повышению и понижению глобальной средней приземной температуры. Доминирующий фактор в радиационном воздействии на климат в индустриальную эпоху - это повышается концентрация различных парниковых газов в атмосфере.
Чрезмерное количество газов, которые образуются в результате деятельности человека, попадая в атмосферу Земли удерживают солнечное тепло в нижних слоях атмосферы, не позволяя ему вернуться в космос. Это ведет к разогреву планеты, повышая среднегодовую температуру на Земле, т.е. имеет место парниковый эффект.
Что такое парниковый эффект?
Солнце «питает» климат Земли, излучая энергию на очень коротких волнах, в видимой и невидимой (ультрафиолетовой) области спектра. Примерно треть солнечной энергии, достигающей верхних слоев атмосферы Земли, непосредственно отражается обратно в космос. Остальные две трети поглощает земная поверхность и, в меньшей степени, атмосфера. Чтобы уравновесить энергию, которая поглощается, Земля должна в среднем излучать обратно в космос то же количество в энергии. Поскольку Земля намного холоднее от Солнца, она излучает энергию на гораздо более длинных волнах, преимущественно в инфракрасной области спектра. Большая часть этого теплового излучения, испускаемого сушей и океаном, поглощается атмосферой, в том числе облаками, и снова излучается на Землю. Это явление называют парниковым эффектом.
Стеклянные стенки парника уменьшают поток воздуха и повышают температуру воздуха внутри парника. Аналогичным образом, но при другом физическом процессе, парниковый эффект на Земле нагревает ее поверхность. Без естественного парникового эффекта средняя температура на поверхности Земли была бы ниже точки замерзания воды.Таким образом, естественный парниковый эффект Земли делает возможной жизнь таким, которым мы его знаем. Вместе с тем, деятельность человека, главным образом сжигания ископаемых видов топлива и вырубки лесов, значительно усилила естественный парниковый эффект, вызывая тем самым глобальное потепление.
Два основных газы в атмосфере это азот (что составляет 78% сухой атмосферы) и кислород (21%), почти не вызывают парникового эффекта. Важнейший парниковый газ - водяной пар, а второй по значению - углекислый газ (СО2). Метан, оксид азота и некоторые другие газы, которые находятся в атмосфере в небольших количествах, также способствуют парниковому эффекту.
Увеличение выбросов парникового газа, такого как СО2 в атмосферу усиливает парниковый эффект, нагревая таким образом климат Земли. Степень потепление зависит от различных механизмов обратной связи. Например, по мере потепления вследствие повышения концентрации парниковых газов в атмосфере возрастает концентрация водяного пара, что еще больше усиливает парниковый эффект. Это в свою очередь, вызывает дальнейшее потепление, что становится причиной нового увеличение концентрации водяного пара, то есть имеет место цикл, самоусиливающимся.
Среди других важных механизмов обратной связи - облака.Облака эффективно поглощают инфракрасное излучение и, следовательно, вызывают значительный парниковый эффект, нагревая таким образом Землю.
Деятельность человека способствует изменению климата, вызывая изменения концентрации в атмосфере парниковых газов, аэрозолей и облачности. Самый известный вклад вносит сжигание ископаемых видов топлива, при котором в атмосферу выбрасывается углекислый газ.
Как меняется климат?
Климат Земли никогда не был прежним. Он менялся на протяжении всей ее истории. Климат Земли подвержен колебаниям во всех временных масштабах - от десятилетий до миллионов лет. С начала промышленной революции климатические изменения происходят ускоренными темпами и во многом в результате деятельности человека, которая выбрасывает в атмосферу парниковые газы при сжигании ископаемого топлива, а также уничтожила большую часть лесов планеты.
Благодаря многочисленным исследованиям ученые данные, которые позволяют увидеть, как происходит изменение климата и каковы ее последствия. Уже сегодня человечеству предоставлены неопровержимые доказательства того, что климат меняется.
В четвертом отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) зафиксированы следующие климатические изменения:
11 из последних 12 лет (1995-2006 годы) - за исключением 1996 года - входят в число 12 самых теплых лет из зарегистрированных с 1850 года. А в 2005 и 1998 годы были самыми теплыми годами, начиная с 1850 года.
Глобальная средняя приземная температура повысилась, особенно начиная с 1950 года. Потепление в последние 30 лет распространилось по всему земному шару, причем наиболее сильно оно выражается в высоких северных широтах.
Во многих регионах снежный покров уменьшился. По результатам спутниковых наблюдений за 1966-2005 годы снежный покров в северном полушарии в конце 1980-х годов ежемесячно, кроме ноября и декабря, уменьшался со среднегодовой скоростью 5%. В южном полушарии уменьшение слабее. Зафиксировано уменьшение горного снежного покрова в западной части Северной Америки и в Швейцарских Альпах.
С 1970-х годов наблюдаются более интенсивные и продолжительные засухи на все более и более крупных районах, особенно в тропиках и субтропиках. Этим изменениям способствовало повышенное засушливость вследствие более высоких температур и уменьшение количества осадков на суше.
Наблюдается явное увеличение экстремальных явлений, связанных с осадками. Существенно возросло количество осадков, которое наблюдалось в восточных частях Северной и Южной Америки, северной части Европы, северной и центральной частях Азии. Наблюдалось значительное увеличение случаев сильных осадков с 1950 года на многих участках суши, даже в тех регионах, где отмечалось уменьшение общего количества осадков.
Зафиксировано усиление интенсивности тропических циклонов в Северной Атлантике начиная примерно с 1970 года. Есть также признаки повышенной интенсивной тропической циклонической активности в других регионах.
За 1961-2003 гг средние темпы роста глобального среднего уровня моря по данным мареографив составили 1,8 ± 0,5 мм в год, на первый взгляд кажется незначительной величиной. Но это больше показателей прошлого столетия и, вероятно, в 10 раз превышает среднюю величину повышения уровня моря за последние 3000 лет: средние темпы роста составляли до 0,2 мм / год. Уровень мирового океана поднялся вследствие глобального потепления на 0,17 м.
По некоторым оценкам, более четверти коралловых рифов во всем мире разрушены в результате потепления воды. Если такая тенденция продолжится, то большая их часть погибнет через 20 лет. За последние несколько лет в наиболее сильно пораженных районах, таких как Мальдивские и Сейшельские острова, яркие цвета потеряли до 90% коралловых рифов, очень негативным признаком.
Общее повышение температуры с 1850-1899 годов до 2001-2005 годов составляет 0,76 ° С ± 0,19 ° С. Темпы потепления за последние 50 лет составляет 0,13 ° С ± 0,03 ° С за десятилетие, что почти вдвое выше, чем за последние 100 лет.Сильнее потепление имеет место в северном полушарии зимой (декабрь-февраль) и весной (март-май). Средние арктические температуры в последние 100 лет растут со скоростью, почти вдвое больше, чем в других регионах.
Более длительные наблюдения показывают, что в обоих полушариях приземные температуры повышаются более высокими темпами над сушей, чем над океаном. Особенно темпы потепления выросли в последние два десятилетия, около 0,27 ° С против 0,13 ° C за десятилетие.
Наблюдения показывают повсеместное уменьшение количества морозных дней в середньоширотних регионах, увеличение числа теплых экстремумов и уменьшение числа дневных холодных экстремумов. Наиболее заметные изменения - в числе холодных ночей, которое по 1951-2003 гг уменьшилось во всех регионах, где есть данные (76% суши).
Продолжается увеличение осадков в средних и высоких широтах Северного полушария (кроме восточной части Азии).Паводки стали наблюдаться даже в тех местах, где дождь - редкое событие. Наводнения и засухи, нередко сопровождаются гибелью урожая и лесными пожарами и они стали более частыми.
Уменьшается объем (площадь и толщина) льдов в Арктике. За последние 45-50 лет арктический морской лед стал тоньше почти на 40% (на конец лета, начало осени). Типичным стало более позднее образование льда и более ранний ледоход на реках и озерах, сокращение размеров ледников и таяние вечной мерзлоты.
В течение 20-го века ледники и ледяные шапки испытывали повсеместную потерю массы и повышению уровня моря.Недавние наблюдения дают доказательства быстрых изменений ледяного потока в некоторых регионах, которые способствуют повышению уровня моря, и показывают, что движение может быть ключевым фактором в будущей реакции шельфового льда, прибрежных ледников и ледовых щитов на изменение климата.
Главная причина повышения уровня мирового океана тепловое расширение воды в результате повышения температуры поверхности моря и таяния морских и прибрежных ледников, что вносит в мировой океан большое количество пресной воды.
Если выбросы парниковых газов не будут стабилизированы на «безопасном» уровне и не будут контролироваться, то процесс изменения климата в ближайшие столетия будет развиваться с невиданно быстрыми темпами. Существует реальная угроза того, что механизмы обратной реакции приводят к внезапным и необратимых изменений.
Глобальный средний климат Земли определяется энергией, поступающей от Солнца, свойствами Земли и ее атмосферы, а именно отражающей, поглощения и излучения энергии в атмосфере и на поверхности. Хотя изменения в полученной солнечной энергии (вызванные например колебаниями в орбите вращения Земли вокруг Солнца) неизбежны, на энергетический баланс Земли также влияют свойства атмосферы и земной поверхности.
В атмосфере и земной поверхности происходят изменения, которые изменяют глобальный энергетический баланс Земли и поэтому могут вызывать изменения климата. Среди них - повышение концентрации парниковых газов, действие которых увеличивает поглощение атмосферой выходного теплового излучения, и повышение содержания аэрозолей (микроскопических частиц или капелек), которые отражают и поглощают солнечное излучение и изменяют радиационные свойства облаков. Такие изменения обусловливают радиационное воздействие климатической системы.
Положительные и отрицательные радиационные воздействия способствуют соответственно, повышению и понижению глобальной средней приземной температуры. Доминирующий фактор в радиационном воздействии на климат в индустриальную эпоху - это повышается концентрация различных парниковых газов в атмосфере.
Чрезмерное количество газов, которые образуются в результате деятельности человека, попадая в атмосферу Земли удерживают солнечное тепло в нижних слоях атмосферы, не позволяя ему вернуться в космос. Это ведет к разогреву планеты, повышая среднегодовую температуру на Земле, т.е. имеет место парниковый эффект.
Что такое парниковый эффект?
Солнце «питает» климат Земли, излучая энергию на очень коротких волнах, в видимой и невидимой (ультрафиолетовой) области спектра. Примерно треть солнечной энергии, достигающей верхних слоев атмосферы Земли, непосредственно отражается обратно в космос. Остальные две трети поглощает земная поверхность и, в меньшей степени, атмосфера. Чтобы уравновесить энергию, которая поглощается, Земля должна в среднем излучать обратно в космос то же количество в энергии. Поскольку Земля намного холоднее от Солнца, она излучает энергию на гораздо более длинных волнах, преимущественно в инфракрасной области спектра. Большая часть этого теплового излучения, испускаемого сушей и океаном, поглощается атмосферой, в том числе облаками, и снова излучается на Землю. Это явление называют парниковым эффектом.
Стеклянные стенки парника уменьшают поток воздуха и повышают температуру воздуха внутри парника. Аналогичным образом, но при другом физическом процессе, парниковый эффект на Земле нагревает ее поверхность. Без естественного парникового эффекта средняя температура на поверхности Земли была бы ниже точки замерзания воды.Таким образом, естественный парниковый эффект Земли делает возможной жизнь таким, которым мы его знаем. Вместе с тем, деятельность человека, главным образом сжигания ископаемых видов топлива и вырубки лесов, значительно усилила естественный парниковый эффект, вызывая тем самым глобальное потепление.
Два основных газы в атмосфере это азот (что составляет 78% сухой атмосферы) и кислород (21%), почти не вызывают парникового эффекта. Важнейший парниковый газ - водяной пар, а второй по значению - углекислый газ (СО2). Метан, оксид азота и некоторые другие газы, которые находятся в атмосфере в небольших количествах, также способствуют парниковому эффекту.
Увеличение выбросов парникового газа, такого как СО2 в атмосферу усиливает парниковый эффект, нагревая таким образом климат Земли. Степень потепление зависит от различных механизмов обратной связи. Например, по мере потепления вследствие повышения концентрации парниковых газов в атмосфере возрастает концентрация водяного пара, что еще больше усиливает парниковый эффект. Это в свою очередь, вызывает дальнейшее потепление, что становится причиной нового увеличение концентрации водяного пара, то есть имеет место цикл, самоусиливающимся.
Среди других важных механизмов обратной связи - облака.Облака эффективно поглощают инфракрасное излучение и, следовательно, вызывают значительный парниковый эффект, нагревая таким образом Землю.
Деятельность человека способствует изменению климата, вызывая изменения концентрации в атмосфере парниковых газов, аэрозолей и облачности. Самый известный вклад вносит сжигание ископаемых видов топлива, при котором в атмосферу выбрасывается углекислый газ.
Как меняется климат?
Климат Земли никогда не был прежним. Он менялся на протяжении всей ее истории. Климат Земли подвержен колебаниям во всех временных масштабах - от десятилетий до миллионов лет. С начала промышленной революции климатические изменения происходят ускоренными темпами и во многом в результате деятельности человека, которая выбрасывает в атмосферу парниковые газы при сжигании ископаемого топлива, а также уничтожила большую часть лесов планеты.
Благодаря многочисленным исследованиям ученые данные, которые позволяют увидеть, как происходит изменение климата и каковы ее последствия. Уже сегодня человечеству предоставлены неопровержимые доказательства того, что климат меняется.
В четвертом отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) зафиксированы следующие климатические изменения:
11 из последних 12 лет (1995-2006 годы) - за исключением 1996 года - входят в число 12 самых теплых лет из зарегистрированных с 1850 года. А в 2005 и 1998 годы были самыми теплыми годами, начиная с 1850 года.
Глобальная средняя приземная температура повысилась, особенно начиная с 1950 года. Потепление в последние 30 лет распространилось по всему земному шару, причем наиболее сильно оно выражается в высоких северных широтах.
Во многих регионах снежный покров уменьшился. По результатам спутниковых наблюдений за 1966-2005 годы снежный покров в северном полушарии в конце 1980-х годов ежемесячно, кроме ноября и декабря, уменьшался со среднегодовой скоростью 5%. В южном полушарии уменьшение слабее. Зафиксировано уменьшение горного снежного покрова в западной части Северной Америки и в Швейцарских Альпах.
С 1970-х годов наблюдаются более интенсивные и продолжительные засухи на все более и более крупных районах, особенно в тропиках и субтропиках. Этим изменениям способствовало повышенное засушливость вследствие более высоких температур и уменьшение количества осадков на суше.
Наблюдается явное увеличение экстремальных явлений, связанных с осадками. Существенно возросло количество осадков, которое наблюдалось в восточных частях Северной и Южной Америки, северной части Европы, северной и центральной частях Азии. Наблюдалось значительное увеличение случаев сильных осадков с 1950 года на многих участках суши, даже в тех регионах, где отмечалось уменьшение общего количества осадков.
Зафиксировано усиление интенсивности тропических циклонов в Северной Атлантике начиная примерно с 1970 года. Есть также признаки повышенной интенсивной тропической циклонической активности в других регионах.
За 1961-2003 гг средние темпы роста глобального среднего уровня моря по данным мареографив составили 1,8 ± 0,5 мм в год, на первый взгляд кажется незначительной величиной. Но это больше показателей прошлого столетия и, вероятно, в 10 раз превышает среднюю величину повышения уровня моря за последние 3000 лет: средние темпы роста составляли до 0,2 мм / год. Уровень мирового океана поднялся вследствие глобального потепления на 0,17 м.
По некоторым оценкам, более четверти коралловых рифов во всем мире разрушены в результате потепления воды. Если такая тенденция продолжится, то большая их часть погибнет через 20 лет. За последние несколько лет в наиболее сильно пораженных районах, таких как Мальдивские и Сейшельские острова, яркие цвета потеряли до 90% коралловых рифов, очень негативным признаком.
Общее повышение температуры с 1850-1899 годов до 2001-2005 годов составляет 0,76 ° С ± 0,19 ° С. Темпы потепления за последние 50 лет составляет 0,13 ° С ± 0,03 ° С за десятилетие, что почти вдвое выше, чем за последние 100 лет.Сильнее потепление имеет место в северном полушарии зимой (декабрь-февраль) и весной (март-май). Средние арктические температуры в последние 100 лет растут со скоростью, почти вдвое больше, чем в других регионах.
Более длительные наблюдения показывают, что в обоих полушариях приземные температуры повышаются более высокими темпами над сушей, чем над океаном. Особенно темпы потепления выросли в последние два десятилетия, около 0,27 ° С против 0,13 ° C за десятилетие.
Наблюдения показывают повсеместное уменьшение количества морозных дней в середньоширотних регионах, увеличение числа теплых экстремумов и уменьшение числа дневных холодных экстремумов. Наиболее заметные изменения - в числе холодных ночей, которое по 1951-2003 гг уменьшилось во всех регионах, где есть данные (76% суши).
Продолжается увеличение осадков в средних и высоких широтах Северного полушария (кроме восточной части Азии).Паводки стали наблюдаться даже в тех местах, где дождь - редкое событие. Наводнения и засухи, нередко сопровождаются гибелью урожая и лесными пожарами и они стали более частыми.
Уменьшается объем (площадь и толщина) льдов в Арктике. За последние 45-50 лет арктический морской лед стал тоньше почти на 40% (на конец лета, начало осени). Типичным стало более позднее образование льда и более ранний ледоход на реках и озерах, сокращение размеров ледников и таяние вечной мерзлоты.
В течение 20-го века ледники и ледяные шапки испытывали повсеместную потерю массы и повышению уровня моря.Недавние наблюдения дают доказательства быстрых изменений ледяного потока в некоторых регионах, которые способствуют повышению уровня моря, и показывают, что движение может быть ключевым фактором в будущей реакции шельфового льда, прибрежных ледников и ледовых щитов на изменение климата.
Главная причина повышения уровня мирового океана тепловое расширение воды в результате повышения температуры поверхности моря и таяния морских и прибрежных ледников, что вносит в мировой океан большое количество пресной воды.
Если выбросы парниковых газов не будут стабилизированы на «безопасном» уровне и не будут контролироваться, то процесс изменения климата в ближайшие столетия будет развиваться с невиданно быстрыми темпами. Существует реальная угроза того, что механизмы обратной реакции приводят к внезапным и необратимых изменений.