ПАРНИКОВИЙ ЕФЕКТ І ПІДЙОМ РІВНЯ СВІТОВОГО ОКЕАНУ

Зміна клімату на Землі. В сучасних умовах відбувається зміна клімату на Землі в результаті так званого парникового ефекту. Якщо розуміти під кліматом багаторічний сталий режим погоди, то за останні 100 років відзначається підвищення середньої температури повітря біля поверхні Землі на 0,3-0,6 ° С. Ці дані отримані в результаті обробки великої кількості метеопоказаній. Потепління не було рівномірним в різних частинах планети, а в деяких районах спостерігалися навіть похолодання. В екваторіальній зоні температура приземного шару не змінилася, але чим ближче до полюсів, тим помітніше потепління. Температура підлідної води в районі Північного полюса зросла майже на 2 ° С, внаслідок чого почалося подтаіваніе льоду знизу. Не виключено, що це потепління частково має природний характер. Однак більшість кліматологів світу визнає роль антропогенного чинника у потеплінні клімату.

Можливість зміни клімату була передбачена ще в 1927 р В. І. Вернадським. Він стверджував, що спалювання різних видів палива викличе підвищення вмісту в атмосфері вуглекислого газу і вплине на клімат. А. І. Воєйков і В. І. Вернадський підкреслювали, що ми живемо в кінці останньої льодовикової епохи і тільки виходимо з неї. Однак швидкість потепління змушує визнати роль антропогенного чинника в цьому явищі. Але цей прогноз довгий час не брали до уваги. І тільки починаючи з 70-х рр. XX ст. знову з'явилися наукові праці, розвиваючі припущення про прийдешню зміну клімату. Зараз вся світова громадськість активно обговорює цю проблему.

З історії Землі відомо, що клімат її змінювався неодноразово. Періоди похолодань змінювалися потеплінням. За час існування Землі було щонайменше 6-7 глобальних зледенінь, що відбувалися протягом мільйонів років. Останнє заледеніння завершилося 15 тис. Років тому. З тих пір клімат на Землі змінювався в бік то потепління, то похолодання, але льодовиковий покрив на планеті поступово скорочувався.

Під час зледенінь середні річні температури на Землі опускалися до 8- 10 ° С (нині 14 ° С). Величезні площі покривалися потужними льодовиковими щитами. Тропічний і субтропічний клімат зберігався тільки у вузькій смузі біля екватора. Однак більш тривалі періоди часу на Землі панував дуже теплий клімат. Середні температури підвищувалися до 20-22 ° С. Всього за 1,5 млн років льодовикові епохи але принаймні чотири рази змінювалися межледниковья.

Це наводить на думку про циклічний характер температурних коливань і не повинно було б викликати занепокоєння. Однак ніколи ще зміни клімату не були настільки стрімкими і тісно пов'язаними з антропогенним впливом, як в даний час. За прогнозами кліматологів, до кінця XXI ст. глобальна приземна температура може збільшитися на 1,4-5,8 ° С. Прогнози вчених на перспективу зміни клімату суперечливі, але більшість з них пов'язує майбутнє потепління з негативними наслідками для людини.

Сутність парникового ефекту. Загальне потепління є результатом дії парникового ефекту. Сутність його полягає в наступному. Приходить від Сонця енергія у вигляді сонячної радіації розсіюється, відбивається і поглинається земною атмосферою, і до поверхні планети доходить лише 1/4 її частина. Причому, видима частина спектра проходить через атмосферу без затримки, а довгохвильове інфрачервоне (теплове) випромінювання частково утримується в ній. Відбита від поверхні Землі частина інфрачервоного випромінювання в свою чергу акумулюється в атмосфері. Таким чином, створюється ефект природного парника, який підвищує температуру атмосфери і поверхні Землі. Без парникового ефекту, на думку доктора Алекса Тухі (Лондон), температура на Землі була б на 30 ° С нижче, ніж зараз. Багато частин планети були б нежилі.

Термін «парниковий ефект» {green hones effect) вперше був введений шведським вченим Сванте Арреніус близько 100 років тому, зіставивши відбуваються в атмосфері процеси з явищем збереження тепла в скляному парнику.

Відомо, що азот і кисень, що становлять 99% атмосфери, не поглинають інфрачервоне випромінювання. Вловлюють теплові промені діоксид вуглецю, метан, оксиди азоту, водяна пара, звані парниковими газами. З часу переходу до великого промислового виробництва концентрація цих газів в атмосфері зросла через зниження інтенсивності їх поглинання. Для вуглекислого газу найбільшими поглиначами є океани і біомаса наземних екосистем, насамперед лісів.

Про потепління незаперечно свідчать прилади. Сперечаються сьогодні не стільки про факт потепління, скільки про його причини і наслідки, а також про можливі сценарії розвитку подій.

Парникові гази. Одним з основних парникових газів вважають діоксид вуглецю - вуглекислий газ (С0 2 ). Його роль до недавнього часу дуже підкреслювалася, на його частку відносили до половини загального внеску в парниковий ефект. Однак зараз прийшли до думки, що ця оцінка була завищеною.

Інструментально доведено, що в останні десятиліття щорічне накопичення С0 2 в атмосфері становить 0,4%. З початку XX в. рівень С0 2 в атмосфері збільшився на 31%. Ця величина істотна, щоб підвищити температуру. За найоптимістичнішим сценарієм, температура підвищиться в найближче сторіччя на 1,5-2 ° С, а але самим песимістичним - майже на 6 ° С.

Щороку в атмосферу з антропогенних джерел надходить 6 млрд т діоксиду вуглецю, з них 3 млрд т поглинаються рослинністю в процесах фотосинтезу, що залишилися 3 млрд т накопичуються. Загальна сума накопичень з вини людини за минулі 100 років склала близько 170 млрд т. Наведені дані слід розглядати в зіставленні з 190 млрд т вуглекислого газу, які щорічно надходять в атмосферу внаслідок природних процесів. За оцінками ряду російських вчених, внесок антропогенної діяльності в глобальне потепління становить лише 10-15%, а решта припадає на частку глобальних природних циклів. Тому зусилля людства на шляху зниження викиду парникових газів чи зможуть помітно сповільнити майбутнє потепління.

Зростання концентрації С0 2 не означає загибель для біосфери. Мільйони років тому, в кам'яновугільний період, концентрація С0 2 була в 10 разів вище, ніж зараз. У той період рослинність буйно розвивалася, дерева досягали великих розмірів. Але для людської популяції умови були несприятливими. Граничний верхній рівень вмісту С0 2 в атмосфері для людини не встановлений.

Існують різні гіпотези про причини накопичення С0 2 в атмосфері. Згідно з першою, найбільш поширеною думкою вуглекислий газ накопичується в атмосфері як продукт спалювання органічного палива. Друга гіпотеза основною причиною зростання вмісту С0 2 вважає порушення функцій мікробних спільнот в грунтах Сибіру і частини Північної Америки. Незалежно від вибору гіпотези накопичення діоксиду вуглецю відбувається в усі зростаючих масштабах.

Великий вплив на клімат надають такі парникові гази, як метан, оксиди азоту і водяна пара.

До останнього часу недооцінювалася роль метану (СН 4 ). Він бере активну участь в парниковий ефект. Крім того, піднімаючись на висоту 15-20 км, метан під дією сонячних променів розкладається на водень і вуглець, який, з'єднуючись з киснем, утворює діоксид вуглецю. Це ще більше посилює парниковий ефект.

У природі СН 4 утворюється в болотах при гнитті органіки, його ще називають болотним газом. Метан також виникає в великих мангрових заростях в тропічних областях. Зростання концентрації СН 4 відбувається в світі за рахунок руйнування біоти. Крім того, він надходить в атмосферу з тектонічних розломів на суші і на дні океану.

Антропогенні викиди метану пов'язані з розвідкою і видобутком корисних копалин, з згорянням мінерального палива в теплових електростанціях і органічного палива в двигунах внутрішнього згоряння транспортних засобів, його виділенням на тваринницьких фермах. Використання азотних добрив, вирощування рису, звалища побутових відходів, витоку і неповне згоряння природного газу також ведуть до зростання викидів метану та оксидів азоту, які є потужними парниковими газами. Зміст СН 4 в атмосфері, по інструментальним даними, зростає на 1% в рік. За минулі 100 років зростання склало 145%.

Оксиди азоту накопичуються в атмосфері за рік в межах 0,2%, а загальне накопичення за період інтенсивного промислового розвитку склало близько 15%. Збільшення вмісту оксидів азоту обумовлюється сільськогосподарською діяльністю і масовим знищенням лісів.

Швидке потепління клімату на Землі призводить до прискорення кругообігу води в природі, посилення випаровування з водних поверхонь, що сприяє накопиченню водяної пари в атмосфері і активізації дії парникового ефекту. На думку деяких вчених, близько 60% парникового ефекту викликають пари води. Чим більше їх в тропосфері, тим сильніше парниковий ефект, а їх концентрація в свою чергу залежить від приземних температур і площі водної поверхні.

Прискорення темпів потепління. Більшість парникових газів знаходяться в незмінному стані тривалий час. Так, оксиди азоту і вуглекислий газ існують протягом декількох десятиліть, і їх вплив носить такий же тривалий характер.

Непрямим підтвердженням потепління в результаті парникового ефекту є спостережуване в Північній півкулі збільшення швидкості танення льодовиків в горах і значне скорочення їх площ, особливо в Європі.

Скоротилися тундрові простору на Алясці і в Сибіру. Річки та озера в багатьох північних країнах стали замерзати на 1-3 тижні пізніше, а відтавати раніше, ніж в попередньому столітті.

Очікується, що в новому столітті найбільше потепління піддадуться в зимовий час Аляска, північна Канада, Гренландія, північна частина Азії і Тибет, а влітку - Центральна Азія.

У Росії зміна клімату викличе як позитивні, так і негативні наслідки. Позитивними наслідками будуть підвищення зимових температур і скорочення опалювального сезону; збільшення вегетативного періоду в сільському господарстві; зміщення зони ризикового землеробства на північ; зниження ймовірності весняних заморозків, що негативно впливають на врожай, і ін. Але в північних районах, що стали придатними для сільського господарства, не можна очікувати високих врожаїв в зв'язку з відсутністю родючих грунтів, для створення яких потрібно багато років і великі витрати. Разом з тим в традиційних сільськогосподарських районах, зокрема в Поволжі, врожайність знизиться, так як число посух зросте в 2-3 рази.

Негативні наслідки виразяться в опустелювання земель і засухах на півдні країни; зростанні числа і масштабів лісових пожеж в Сибіру, а також відтаванні там вічної мерзлоти і збільшення території боліт, що призведе до загибелі лісів в зоні затоплення і виділенню ними в процесі гниття парникових газів; в зростанні природних катаклізмів - повеней, тихоокеанських тайфунів на Далекому Сході, ураганів, бур та ін. В Якутії почне танути верхній півтораметровий шар вічної мерзлоти і умови для ведення сільського господарства покращаться. Однак вдома і трубопроводи, побудовані на вічній грунтів, почнуть руйнуватися. У Норильську в результаті відтавання вічної мерзлоти існує загроза деформації 42% будинків. У тундрі утворюються болота, які почнуть виділяти метан. Таким чином, мінусів буде не менше, ніж плюсів.

В історії Землі відзначалися і набагато більш серйозних змін клімату, ніж прогнозовані на наступне століття. Унікальність сучасної ситуації полягає в їх часовому відрізку. Зміна клімату може статися за один-два століття. Більшість екосистем просто не встигне адаптуватися до нової обстановки. Дуже багато екосистеми опиняться під загрозою деградації, а це викличе руйнування життєво важливих для забезпечення існування великої кількості людей господарських об'єктів (трубопроводів, розташованих на мерзлоті, портів, дамб, заселених прибережних територій та ін.).

Потепління клімату Землі може привести до глобальної зміни режиму випадання опадів, частоти, циклічності та інших характеристик екстремальних кліматичних явищ: засух, повеней, ураганів. Сільське господарство в країнах, що розвиваються в деякі особливо несприятливі роки може виявитися фактично в розрусі. Зміняться кордону основних кліматичних зон - посушливих, напівпосушливих, вологих, напіввологу. За деякими оцінками, до 1/3 всіх наземних екосистем можуть почати змінюватися і переходити в інший тип, наприклад лісу - в степу, тундри - в ліси і т.п.

Підвищення температури призведе до подальшого збільшення темпів опустелювання, танення накопичених на Землі льодів і підйому рівня Світового океану.

Опустелювання земель. Опустелювання не відповідає існуючій думці про розширення площі пустель. Це процес деградації землі в посушливих регіонах, де природні процеси в екосистемах були зруйновані. Опустелювання сприяє діяльність людини, пов'язана з надмірним землекористуванням і випасом худоби, неадекватними методами поливу, вирубкою лісу і іншими діями, що приводять до ерозії грунту.

Темпи опустелювання в даний час складають 6 млн га на рік, або 11 га в хв. Пустелі і напівпустелі займають 47% суші. Подальше наступ пустель, особливо в Азії та Африці, як прояв парникового ефекту значно загострить проблеми питної води, голоду і існування цілих народів. Опустелювання загрожує умов існування і життя близько мільярда людей у 100 країнах. Люди, що живуть на цій території, в процесі опустелювання змушені будуть залишити свої будинки і мігрувати на інші землі.

Опустелювання призводить до ряду негативних наслідків. По-перше, воно знижує здатність землі відновлювати свій потенціал. Якщо відбувається деградація земель, то грунт, рослинність, запаси прісної води і інші види ресурсів посушливих регіонів втрачають або значно знижують свої можливості до регенерації. По-друге, при опустелювання втрачається рослинний покрив. Мертва курна земля сприяє утворенню пилових бур, і рослини можуть бути занесені піском або їх коріння можуть виявитися сильно оголеними. Може відбуватися зникнення корисних видів рослин і заміна їх непридатними до використання видами.

Деякі з наслідків опустелювання відчуваються людьми, які проживають далеко за межами безпосередньо торкається регіонів. Деградація земель може стати причиною виникнення паводків у нижній течії річок, погіршення якості води, замулювання водосховищ. Вона також може привести до забруднення повітря. Виникаючі пилові бурі можуть загострити проблеми зі здоров'ям людей.

Опустелювання сприяє скороченню площ сільськогосподарських земель, з-за чого виникають дефіцит продуктів харчування і голод населення в країнах, що розвиваються, які також страждають від злиднів, цивільних хвилювань і воєн. Хоча більшість країн, схильних до опустелювання, - країни, що розвиваються, опустелювання є міжнародною проблемою, тому що воно переходить державні кордони і спостерігається на всіх континентах.

На території Росії в першій половині XX в. масштаби і темпи процесів деградації земель представлялися незначними і не привертали до себе особливої уваги. Але в 60-80-х рр. XX ст. в країні стали виникати масиви деградованих сільськогосподарських земель на Північному Кавказі, в Поволжі, на Алтаї. Відбувалося вторинне засолення зрошуваних земель в низинах Волги, Дону, Кубані і Терека. Зараз в країні процесами опустелювання порушено в різного ступеня близько 100 млн га сільськогосподарських угідь. На цій площі знизився потенціал ґрунтової родючості, зросла ризикованість всіх галузей сільськогосподарського виробництва, посилилася соціально-економічна і демографічна напруженість. Особливо сильно постраждали регіони європейського південного сходу РФ - Дагестан, Калмикія, Астраханська, Волгоградська, Саратовська області та Татарстан. У зв'язку з цим вироблена Національна програма дій по боротьбі з опустелюванням (НПДБО).

На світовому рівні для боротьби з опустелюванням додаються значні зусилля, але ситуація продовжує погіршуватися - щорічно знищується 24 млрд т орного шару грунту. В результаті створюються умови, які призводять до опустелювання.

Беручи до уваги катастрофічні наслідки опустелювання, понад 170 країн світу в 1994 р підписали Конвенцію по боротьбі з опустелюванням.

Підйом рівня Світового океану. Те, що відбувається підвищення температури призводить до іншої глобальної екологічної проблеми - підйому рівня Світового океану. Внаслідок потепління може початися інтенсивне танення арктичних льодовиків. Це викличе підвищення рівня океанів, що може значно збільшити чисельність людей, які страждають від повеней і затоплень під час штормів. Танення вічної мерзлоти може призвести до руйнування всього, що знаходиться на яку охоплює нею території. Збільшаться акваторії океанів, скоротяться льодовики і сніговий покрив на полюсах. Це явище спостерігається вже зараз. Вважається, що за останнє сторіччя середній рівень океану піднявся на 10-12 см. Зараз цей процес прискорився приблизно в 10 разів. Всесвітня метеорологічна організація прогнозує, що через 100 років рівень Світового океану може піднятися на метр в порівнянні з рівнем 1990 р Протягом найближчого століття рівень моря буде підвищуватися приблизно тими ж темпами, як і в XX ст., Навіть якщо відбудеться стабілізація середньої температури на планеті.

Танення льодів Гренландії і Арктики викликає уповільнення швидкості течії Гольфстрім, потужність якого - 50 млн м 3 / с теплої води з тропіків. Додаткове тепло від Гольфстріму на 8-10 ° С підвищує середню температуру в Європі і США і навіть на 2 ° С в Москві. Згідно з дослідженнями американських вчених вже зараз сила потоку зменшилася на 10%. Повна зупинка Гольфстріму призведе до значних змін клімату Північної Атлантики: біля узбережжя Британії температура може знизитися на 5 ° С, в інших районах середньорічна температура впаде па 10 ° С, посиляться дощі і шторми.

З підвищенням рівня Світового океану очікується занепад сільського господарства, особливо в країнах, що розвиваються, різке зростання захворюваності, спричинений зміною клімату. Виникнуть локальні катаклізми. Для Австрії, наприклад, навіть невелике подтаіваніе льодовиків суттєво. Воно обрушить її індустрію лижного туризму, принісши величезних економічних збитків для невеликої за розмірами країни. Деякі території, наприклад східне узбережжя США, будуть страждати від найсильніших штормів, інші, особливо країни Західної Європи, - від сильних і більш частих повеней. Все це призведе до того, що багаторазово зростуть навантаження на світову економіку.

Велика частина населення Землі живе в прибережних районах. Тому підвищення рівня океану створює загрозу життю людей, їх діяльності в острівних і материкових низинних прибережних зонах. Уже з підвищенням рівня океану на 50 см під загрозою опиниться добробут 92 млн чоловік. Виникне небезпека руйнування багатьох міст, стануть непридатними багато джерел водопостачання, зміниться конфігурація берегових ліній. Набагато більш серйозні наслідки можуть бути, якщо відколеться і почне танути величезна льодовикова частина на заході Антарктиди. Це призведе до підвищення рівня Світового океану на 6,5 м. Для більшості портових міст це - катастрофа, вони будуть затоплені.

Однак існує безліч факторів, що не дозволяють точно прогнозувати майбутні зміни клімату. Для цього потрібні додаткові дослідження, результати яких можуть привести до несподіваних висновків. Глибокі зміни клімату за своєю природою непередбачувані. В даний час існує щонайменше 40 сценаріїв того, як зміни клімату будуть міняти напрямок економіки різних країн. Причому одні вчені виходять з того, що в глобальному потеплінні винен антропогенний фактор, і перш за все збільшується викид в атмосферу С0 2 , а інші заперечують це. Тому залишається невирішеним питання про необхідність скорочення викиду в атмосферу парникових газів, що вимагає вкладення величезних державних коштів.

Міжнародні угоди по клімату. Людство не може миритися з тим, що потепління клімату починає набувати незворотного характеру. Природі завдано такої шкоди, який її захисні сили самостійно не можуть подолати. Тому приймаються певні дії для уповільнення екологічних змін. Незважаючи на наявні наукові невизначеності, ще в 90-і рр. XX ст. на міжнародному рівні було прийнято рішення почати дії щодо пом'якшення цієї проблеми. Рамкова конвенція ООН зі змін клімату, підписана в 1992 р в Ріо-де-Жанейро і вступила в силу в 1994 р, стала важливим міжнародним документом. Вона свідчила про міжнародне визнання того факту, що глобальні зміни клімату та пов'язані з цим наслідки є загальносвітовою проблемою, вирішення якої потребує співпраці всіх країн.

У 1997 р в Японії (Кіото) пройшла міжнародна екологічна конференція, де знову було звернуто увагу на глобальне потепління на планеті. Якщо цим процесом не управляти, то до 2030 р за прогнозом, середня температура на Землі зросте на 2,7 ° С. Держави - учасниці конференції зобов'язалися до 2012 р скоротити викиди парникових газів на 5-12%. Конвенція визнала, що основна відповідальність за вирішення проблеми глобальних змін клімату лежить на індустріально розвинених країнах, які дають велику частку викидів парникових газів. Було визнано, що для всіх країн, особливо країн, що розвиваються, необхідні доступ до природних ресурсів і можливість їх використання для сталого соціального та економічного розвитку. Однак по мірі цього розвитку споживання ресурсів буде збільшуватися і завдання зниження викидів парникових газів буде набувати все більшого значення.

У підписаній в Кіото конвенції розвинені країни взяли на себе зобов'язання: ввести норми щодо зниження викидів парникових газів. Росія, підписавши Конвенцію зі зміни клімату, прийняла на себе певні зобов'язання щодо скорочення викидів.

В енергетичному секторі зниження впливу викидів може бути отримано за рахунок більш ефективного використання палива. Великий ефект забезпечить і перехід на паливо, спалювання якого дає менші питомі викиди парникових газів на одиницю виробленої енергії, тобто перехід з вугілля і нафти на природний газ. Використання відновлюваних джерел енергії, таких як вітер і сонце, дозволить повністю уникнути викидів парникових газів.

Скорочення вмісту парникових газів в атмосфері можна досягти не тільки зменшенням їх викидів, але і за допомогою активного поглинання таких газів рослинністю. Тому необхідно запобігати знищення лісів, сприяти відновленню деградованих земель і рослинності.

У 2004 р в Буенос-Айресі було проведено Конференцію ООП зі зміни клімату для підведення підсумків виконання Рамкової конвенції ООН про зміну клімату за минулі десять років, а також обговорення шляхів досягнення цілей Кіотського протоколу. Країни, що розвиваються звернулися до більш багатим державам із закликом терміново розробити всесвітню програму дій, що дозволяє краще і швидше адаптуватися до катастрофічних наслідків зміни клімату на Землі.

На Балійській конференції (2007 г.) було відзначено, що проблема зміни клімату вийшла на одне з перших місць в міжнародному порядку денному. Була прийнята Балійська «дорожня карта», яка є важливим кроком на шляху ліквідації загроз в сфері зміни клімату.

У 2011 р в ПАР проходила конференція ООН з метою підписання рамкової угоди, яка замінить Кіотський протокол, оскільки його дія завершувалося в кінці 2012 р Було прийнято рішення про продовження дії Кіотського протоколу, поки не буде оформлений новий єдиний договір але обмеження викиду парникових газів в атмосферу. Очікуваний термін готовності нового договору - 2015 г. Він повинен вступити в силу в 2020 р

Альтернативою скорочення викидів парникових газів є пропозиція російських вчених про розпиленні в атмосфері штучних високодіснерсних аерозолів. Цим може бути досягнутий ефект, подібний появи зважених часток при виверженні вулканів. Величезна маса суспензії здатна на сотні метрів і навіть на кілометри закрити земну поверхню від Сонця. Згідно з розрахунками, частинки розміром з полмікрона можуть знизити сонячне випромінювання на 1,5%. При такому варіанті вирішення проблеми держави не несуть великих економічних втрат.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >