Эволюция климата

ФГОУ  ВПО 

«Уральская  государственная сельскохозяйственная академия»

Кафедра философии 
 
 

Реферат

на тему: «Эволюция климата» 
 
 
 

                                              Выполнила: Ширяева О.А,

                                                                  финансовый факультет, бух. учет, 2 курс

                                                Проверила: Емельянова С. И.

                                                             
 
 
 

Екатеринбург 2009 г.

 

   Оглавление:

 

Введение 

   Тема  моего реферата: «Эволюция климата».

   Целью настоящей работы является анализ климатов прошлого, современного и будущего, а также проблем регулирования климата.

   Для выполнения поставленной цели нами сформулированы следующие задачи:

1. Изучить по литературным источникам климаты прошлых эпох;
2. Ознакомиться  с факторами, влияющими на эволюцию климата;
3. Систематизировать и обобщить всю полученную информацию и выявить главные аспекты.

   Эволюция -  это развитие, процесс постепенного непрерывного количественного изменения кого-чего-нибудь, подготавливающий качественное изменение (философский словарь).

   Эволюция  – необратимое и, в известной  мере, направленное историческое развитие природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяции, формированием адаптаций, появлением и вымиранием видов, преобразованием  биогеоценозов и биосферы в целом (словарь биологических терминов).

   Эволюционизм  – мировоззрение, которое все  рассматривает с точки зрения развития (словарь философских терминов).

   Климат (греч. κλίμα (klimatos) — наклон) — многолетний режим погоды, одна из основных географических характеристик той или иной местности. Основные особенности климата определяются поступлением солнечной радиации, процессами циркуляции воздушных масс, характером подстилающей поверхности. Из географических факторов, влияющих на климат отдельного региона, наиболее существенны широта и высота местности, близость его к морскому побережью, особенности растительного покрова, наличие снега и льда, степень загрязненности атмосферы. Эти факторы осложняют широтную зональность климата и способствуют формированию местных его вариантов (энциклопедический словарь).

   Климат  — статистический ансамбль состояний, через который проходит система: гидросфера -> литосфера -> атмосфера   за несколько десятилетий

   Под климатом принято понимать усреднённое  значение погоды за длительный промежуток времени (порядка нескольких десятилетий) то есть климат — это средняя погода. Таким образом, погода — это мгновенное состояние некоторых характеристик (температура, влажность, атмосферное давление). Отклонение погоды от климатической нормы не может рассматриваться как изменение климата, например, очень холодная зима не говорит о похолодании климата. Для выявления изменений климата нужен значимый тренд характеристик атмосферы за длительный период времени порядка десятка лет.

   Палеоклиматоло́гия — наука об истории изменений климата Земли.

   Материалами для выполнения работы послужили  философские, энциклопедичные словари  и другие публикации современных  отечественных и зарубежных ученых по данной тематике. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Первый раздел. История эволюции климата 

   Факторы, определяющие климат и его изменение

   Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими  в других частях Земли, таких как  океаны, ледники, а также эффектами, сопутствующими деятельности человека.

   Внешние процессы, формирующие климат, —  это:

• изменения солнечной радиации и орбиты Земли,
• изменение размеров и взаимного расположения материков и океанов,
• изменение светимости солнца,
• изменения параметров орбиты Земли,
• изменение прозрачности атмосферы и ее состава в результате изменений вулканической активности Земли,
• изменение концентрации парниковых газов (СО2 и CH4) в атмосфере,
• изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо),
• изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана.

 

   1. Климатические изменения  на Земле

   1.1. Оледенения

   Ледники признаны одними из самых чувствительных показателей изменения климата. Они существенно увеличиваются  в размерах во время охлаждения климата (т. н. «малые ледниковые периоды») и  уменьшаются во время потепления климата. Ледники растут и тают из-за природных изменений и под влиянием внешних воздействий. В прошлом веке ледники не были способны регенерировать достаточно льда в течение зим, чтобы восстановить потери льда во время летних месяцев.

   Самые значительные климатические процессы за последние несколько миллионов  лет — это гляциальные и  интергляциальные циклы текущего ледникового  периода, обусловленные изменениями  орбиты Земли. Изменение состояния  континентальных льдов и колебания  уровня моря в пределах 130 метров являются в большинстве регионов ключевыми следствиями изменения климата.

   1.2. Климатическая память

   В более общем аспекте изменчивость климатической системы является формой гистерезиса, т. е. это значит, что настоящее состояние климата является не только следствием влияния определенных факторов, но также и всей историей его состояния. Например, за десять лет засухи озера частично высыхают, растения погибают, и площадь пустынь увеличивается. Эти условия вызывают, в свою очередь, менее обильные дожди в последующие за засухой годы. Т. о. изменение климата является саморегулирующимся процессом, поскольку окружающая среда реагирует определенным образом на внешние воздействия, и, изменяясь, сама способна воздействовать на климат.

   1.3. Изменчивость мирового океана

   В масштабе десятилетий климатические  изменения могут быть результатом  взаимодействия атмосферы и мирового океана. Многие флуктуации климата, включая  наиболее известную южную осцилляцию Эль-Ниньо, а также североатлантическую  и арктическую осцилляции, происходят отчасти благодаря возможности мирового океана аккумулировать тепловую энергию и перемещению этой энергии в различные части океана. В более длительном масштабе в океанах происходит термогалинная циркуляция, которая играет ключевую роль в перераспределении тепла и может значительно влиять на климат. 

   2. Неклиматические  факторы и их  влияние на изменение  климата

   2.1. Парниковые газы

   Последние исследования показывают, что парниковые газы являются главной причиной глобального  потепления. Парниковые газы имеют также значение для понимания климатической истории Земли. Согласно исследованиям, парниковый эффект, возникающий в результате нагревания атмосферы тепловой энергией, удерживаемой парниковыми газами, является ключевым процессом, регулирующим температуру Земли.

   В течение последних 600 млн. лет концентрация диоксида углерода в атмосфере варьировались  от 200 до более чем 5 000 чнм из-за воздействия геологических и биологических процессов. Однако в 1999 г. Вейзер и др. показали, что на протяжении последних десятков миллионов лет нет строгой корреляции между концентрацией парниковых газов и изменением климата и что более важная роль принадлежит тектоническому движению литосферных плит. Позднее Ройер и др. использовали корреляцию СО₂ — климат, чтобы вывести значение «чувствительности климата». Есть несколько примеров быстрых изменений концентрации парниковых газов в земной атмосфере, имеющих строгую корреляцию с сильным потеплением, среди которых термальный максимум палеоцена — эоцена, вымирание видов перми — триаса и конец варяжской «Земли — снежка» (snowball earth event).

   Растущий  уровень диоксида углерода считается  главной причиной глобального потепления, начиная с 1950 года. Согласно данным Межгосударственной группы экспертов  по изменению климата (МГЭИК) от 2007 года, концентрация СО₂ в атмосфере в 2005 году составила 379 чнм³, в доиндустриальный период она составляла 280 чнм³.

   Чтобы предотвратить резкое потепление в  ближайшие годы, концентрация углекислоты  должна быть снижена до уровня, существовавшего до индустриальной эпохи - до 350 частей на миллион (0,035%) (сейчас - 385 частей на миллион и увеличивается на 2 миллионные доли (0,0002%) в год, в основном из-за сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов).

   Имеется скептическое отношение к геоинженерным методам изъятия углекислоты из атмосферы, в частности, к предложениям захоранивать углекислый газ в тектонических трещинах или закачивать его в породы на океанском дне: изъятие 50 миллионных долей газа по этой технологии будет стоить, по меньшей мере, 20 триллионов долларов, что в два раза больше национального долга США.

   2.2.  Тектоника литосферных  плит

   На  протяжении длительных отрезков времени  тектонические движения плит перемещают континенты, формируют океаны, создают  и разрушают горные хребты, т. е. создают поверхность, на которой существует климат. Недавние исследования показывают, что тектонические движения усугубили условия последнего ледникового периода: около 3 млн. лет назад северо- и южноамериканская плиты столкнулись, образовав Панамский перешеек и закрыв пути для прямого смешивания вод Атлантического и Тихого океанов.

   2.3. Солнечное излучение

   Солнце  является основным источником тепла  в климатической системе. Солнечная  энергия, превращённая на поверхности  Земли в тепло, является неотъемлемой составляющей, формирующей земной климат. Если рассматривать длительный период времени, то в этих рамках Солнце становится ярче и выделяет больше энергии, т. к. развивается согласно главной последовательности. Это медленное развитие влияет и на земную атмосферу. Считается, что на ранних этапах истории Земли Солнце было слишком холодным для того, чтобы вода на поверхности Земли была жидкой, что привело к т. н. "парадоксу слабого молодого Солнца".

   На  более коротких временных отрезках также наблюдаются изменения солнечной активности: 11-летний солнечный цикл и более длительные модуляции. Однако 11-летний цикл возникновения и исчезновения солнечных пятен не отслеживается явно в климатологических данных. Изменение солнечной активности считается важным фактором наступления малого ледникового периода, а также некоторых потеплений, наблюдаемых между 1900 и 1950 годами. Циклическая природа солнечной активности ещё не до конца изучена; она отличается от тех медленных изменений, которые сопутствуют развитию и старению Солнца.

   2.4. Изменения орбиты

   По  своему влиянию на климат изменения  земной орбиты сходны с колебаниями  солнечной активности, поскольку  небольшие отклонения в положении  орбиты приводят к перераспределению  солнечного излучения на поверхности  Земли. Такие изменения положения орбиты называются циклами Миланковича, они предсказуемы с высокой точностью, поскольку являются результатом физического взаимодействия Земли, ее спутника Луны и других планет. Изменения орбиты считаются главными причинами чередования гляциальных и интергляциальных циклов последнего ледникового периода. Результатом прецессии земной орбиты являются и менее масштабные изменения, такие как периодическое увеличение и уменьшение площади пустыни Сахара.

   2.5. Вулканизм

   Одно  сильное извержение вулкана способно повлиять на климат, вызвав похолодание длительностью несколько лет. Например, извержение вулкана Пинатубо в 1991 году существенно повлияло на климат. Гигантские извержения, формирующие крупнейшие магматические провинции, случаются всего несколько раз в сто миллионов лет, но они влияют на климат в течение миллионов лет и являются причиной вымирания видов. В начале ученые полагали, что причиной похолодания является эмитированная в атмосферу вулканическая пыль, поскольку она препятствует достигнуть поверхности Земли солнечному излучению. Однако измерения показывают, что большая часть пыли оседает на поверхности Земли в течение шести месяцев.