Следует учитывать, что кроме влияния
антропогенных факторов, климат на
нашей планете, безусловно, зависит
от многих процессов, происходящих в системе
Земля — Солнце — Космос. Кроме случайных,
но многократных за историю Земли и катастрофических
по своим последствиям столкновений с
крупными астероидами и кометами, земная
атмосфера испытывает и периодически
повторяющиеся воздействия планетарного
и космического происхождения. Можно выделить
четыре группы таких циклов.
«Сверхдлинные» — по 150−300 миллионов
лет — характеризуются самыми значительными
изменениями климата на Земле. Они, вероятнее
всего, связаны с периодом обращения Солнца
вокруг центра масс нашей Галактики и прохождениями Солнечной системы через области Млечного пути с различной плотностью газо-пылевого
вещества, которое в зависимости от своего
состава, может как экранировать излучение
Солнца, так и усиливать на нём интенсивность
термоядерных реакций.
«Длинные» циклы, связанные с тектоникой литосферных плит и интенсивностью вулканической
деятельности. Они надёжно установлены
в палеогеологической летописи, но нерегулярны
по периоду и длятся от нескольких до десятков
миллионов лет.
«Короткие» периоды, так называемые «Циклы
Миланковича», продолжительностью 93 000,
41 000 и 25 750 лет, вызванные периодическими
колебаниями перигелия2 земной
орбиты и ориентации оси вращения Земли,
определяемой явлениями нутации и прецессии3.
Из этих двух астрономических явлений
на общую инсоляцию поверхности в первую
очередь влияет периодическое изменение
величины угла наклона оси вращения Земли
к плоскости её орбиты, то есть нутация.
И, наконец, последняя категория, условно
называется «ультракороткими» периодами.
Они связаны с ритмами солнечной активности, среди которых
предполагается наличие периодов продолжительностью
6000, 2300, 210 и 87 лет, кроме, безусловно существующих
22-х и 11-ти летних циклов активности Солнца.
Суперпозиция различных по своей природе и по продолжительности
периодов изменения интенсивности солнечной
радиации, достигающей нашей планеты,
в сочетании с тепловой инерцией океанов,
движением материков, вулканической активностью,
а возможно, и влиянием обратных реакций
всей земной биосферы, как целого, — и определяет
среднюю температуру земной поверхности
и распределение климатических зон в различные
геологические эпохи. Этот сложный комплекс
множества знакопеременных геофизических
и космических факторов воздействия на
земной климат, может, по мнению некоторых,
обуславливать и наблюдаемое в наше время
потепление. Человек в настоящее время
не в силах влиять на процессы таких масштабов.
3. Почему глобальное потепление иногда
приводит к похолоданию.
Глобальное потепление вовсе не
означает потепление везде и в любое время. В частности, в какой-либо местности
может увеличиться средняя температура
лета и уменьшиться средняя температура
зимы, то есть климат станет более континентальным.
Глобальное потепление можно выявить,
только усреднив температуру по всем географическим
локациям и всем сезонам.
Согласно одной из гипотез, глобальное
потепление приведёт к остановке
или серьёзному ослаблению Гольфстрима4.
Это вызовет существенное падение средней
температуры в Европе (при этом температура в других регионах
повысится, но не обязательно во всех),
так как Гольфстрим прогревает континент
за счёт переноса тёплой воды из тропиков.
Согласно гипотезе климатологов М.
Юинга и У. Донна, в криоэре существует
колебательный процесс, в котором оледенение
(ледниковый период) порождается потеплением
климата, а дегляциация (выход из ледникового периода) — похолоданием.
Это связанно с тем, что в Кайнозое, являющемся
криоэрой, при оттаивании ледяных полярных
шапок увеличивается количество осадков
в высоких широтах, что зимой приводит
к локальному повышению альбедо. В дальнейшем
происходит снижение температуры глубинных
районов континентов северного полушария
с последующим образованием ледников.
При замерзании ледяных полярных шапок
ледники в глубинных районах континентов
северного полушария, не получая достаточно
подпитки в виде осадков, начинают оттаивать.
Ледниковые летописи.
Множество архивных источников содержат
информацию о том, что в XVI— XVIII веках
Европа пережила так называемый малый
ледниковый период. В Лондоне зимой
замерзала Темза, в Центральной
Европе значительно увеличились
горные ледники, а в России отмечались
особенно суровые зимы. Эти сведения
получили более надежное подтверждение,
когда во Франции были обработаны
записи о датах начала сбора винограда.
Записи охватывают период с середины
XIV века, и по ним можно с хорошей
точностью определить среднюю температуру
летом. Более универсальный метод,
позволяющий заглянуть в прошлое
на столетия, а в некоторых случаях
и на тысячелетия, основан на анализе
годовых колец, которые в теплые
годы у деревьев толще, чем в холодные.
На масштабах до 20 тысяч лет,
охватывающих последнее оледенение,
определить климат отдельных территорий
можно по пыльце растений, которую
находят в осадочных породах
на мелководье. Конечно, таким способом
численные значения температуры
не вычислишь, но зато можно проследить
за процессами изменения климата
на большой территории и за долгое
время. И уже совсем в далекое
прошлое позволяют заглянуть
ледовые керны, которые добывают
в ледниках Антарктиды и Гренландии.
Например, из скважины, пройденной на Земле
Королевы Мод и на антарктическом
куполе Конкордия, удалось добыть лед
возрастом около 900 тысяч лет. Главную
ценность для климатологов представляют
вмороженные в лед крошечные пузырьки
воздуха. По соотношению изотопов кислорода
16O и 18O в древнем воздухе можно определить
среднюю температуру в соответствующую
эпоху. Эта методика основана на том факте,
что молекулы, в состав которых входит
менее тяжелый изотоп 16O, легче улетают
с поверхности океанов в атмосферу, а значит,
изотопный состав воздуха зависит от температуры
верхних слоев воды. Кроме того, пузырьки
несут информацию о химическом составе
атмосферы.
За миллионно летним рубежом ледники
уже не могут помочь палеоклиматологам.
На помощь приходят морские осадочные
породы. По содержащимся в них окаменелым
остаткам, а также по изотопному составу
можно судить о средней температуре воды
на поверхности океана, отодвинув тем
самым известный климатический горизонт
на десятки миллионов лет в прошлое.
А дальше исследования становятся неотделимыми
от палеонтологических работ. Фактически
климат угадывают по данным о животных,
обитавших в те далекие времена.
Точность таких реконструкций невысокая,
но все же некоторые факты определяются
довольно уверенно. Например, известно,
что кораллы погибают, если температура
воды надолго опускается ниже 18°С. А
динозавры, будучи хладнокровными животными,
обитали только в зоне положительных
температур. И если их скелеты находят
в Антарктиде, значит, там был
в свое время достаточно мягкий климат.
(Правда, и сама Антарктида не находилась
тогда на Южном полюсе.) Опираясь
на подобные факты, палеонтологи пришли
к заключению, что на протяжении
последних 2,5 миллиарда лет теплые
и холодные эпохи чередовались, причем
на долю теплых приходится более 80% времени.
Таким образом, сами по себе смены
климата — для Земли естественны.
Причем в некоторых случаях такие
пертурбации происходят довольно быстро.
Например, выход из последнего ледникового
периода длился порядка тысячи лет
(но на отступление ледников ушло в
несколько раз больше времени). И
все же нынешнее потепление определенно
ставит рекорды скорости. Чтобы температура
менялась на градус всего за столетие,
это беспрецедентный случай. По крайней
мере, в ледниковых «летописях» ничего
подобного не обнаруживается.
Последствия
глобального потепления.
Увеличение средней годовой температуры
поверхностного слоя атмосферы будет
сильнее ощущаться над материками, чем
над океанами, что в будущем вызовет коренную
перестройку природных зон материков.
Смещение рада зон в Арктические и Антарктические
широты отмечается уже сейчас.
Зона вечной мерзлоты уже сместилась
к северу на сотни километров. Некоторые
учёные утверждают, что вследствие быстрого
таяния вечной мерзлоты и повышения уровня
Мирового океана, в последние годы Ледовитый
океан наступает на сушу со средней скоростью
3-6 метров за лето, а на арктических островах
и мысах высокольдистые породы разрушаются
и поглощаются морем в теплый период года
со скоростью до 20-30 метров. Исчезают полностью
целые арктические острова; так уже в 21
веке исчезнем остров Муостах вблизи устья
реки Лены.
При дальнейшем увеличении среднегодовой
температуры приземного слоя атмосферы,
тундра может практически полностью исчезнуть
на Европейской части России и сохранится
только лишь на арктическом побережье
Сибири.
Зона тайги сместиться к северу на 500-600
километров и сократиться по площади почти
на треть, площадь лиственных лесов увеличится
в 3-5 раз, и если будет позволять увлажнение,
пояс лиственных лесов будет простираться
непрерывной полосой от Балтики до Тихого
океана.
Лесостепи и степи также продвинутся
на север и покроют Смоленскую, Калужскую,
Тульскую, Рязанскую области, вплотную
подступив к южным границам Московской
и Владимирской областям.
Глобальное потепление затронет и места
обитания животных. Смена ареалов обитания
живых организмов уже отмечается во многих
уголках Земного шара. В Гренландии уже
стал гнездиться сизоголовый дрозд, в
субарктической Исландии появились скворцы
и ласточки, в Британии появилась белая
цапля. Особенно сильно заметно потепление
арктических океанических вод. Теперь
многие промысловые рыбы встречаются
там, где их раньше не было. В водах Гренландии
появилась треска и сельдь в количестве
достаточном для осуществления их промышленного
лова, в водах Великобритании – обитатели
южных широт: красная форель, большеголовая
черепаха, в дальневосточном заливе Петра
Великого – тихоокеанская сардина, а в
Охотском море появилась скумбрия и сайра.
Ареал бурого медведя в Северной Америке
уже продвинулся на север до такой степени,
что стали появляться гибриды белых и бурых медведей, а в южной
части своего ареала бурые медведи и вовсе
перестали впадать в спячку.
Повышение температуры создаёт благоприятные
условия для развития болезней, чему способствуют
не только высокая температура и влажность,
но и расширение ареала обитания ряда
животных - переносчиков болезней. К середине
21 века ожидается, что заболеваемость
малярией вырастет на 60%. Усиленное развитие
микрофлоры и нехватка чистой питьевой
воды будет способствовать росту инфекционных
кишечных заболеваний. Быстрое размножение
микроорганизмов в воздухе может увеличить
заболеваемость астмой, аллергией и различными
респираторными болезнями.
Благодаря глобальным климатическим
изменениям ближайшие пол века могут оказаться последними в жизни многих
видов живых организмов. Уже сейчас белые
медведи, моржи и тюлени лишаются важного
компонента их среды обитания – арктического
льда.
Глобальное потепление для нашей страны
влечёт за собой как плюсы, так и минусы.
Зимы станут менее суровыми, земли с пригодным
для земледелия климатом продвинутся
дальше на север (в Европейской части России
до Белого и Карского морей, в Сибири до
Северного полярного круга), во многих
районах страны станет возможным выращивание
более южных культур и раннее созревание
прежних. Ожидается, что к 2060 году средняя
температура в России достигнет 0 градуса
по Цельсию, сейчас она пока составляет
в –5,3°С.
Не предсказуемые последствия повлечёт
за собой таяние вечной мерзлоты, как известно
вечная мерзлота покрывает 2/3 площади
России и 1/4 площади всего Северного полушария.
На вечной мерзлоте Российской Федерации
стоит множество городов, проложено тысячи
километров трубопроводов, а также автомобильных
и железных дорог (80% БАМа проходит по вечной
мерзлоте). Таяние мерзлоты может сопровождаться
значительными разрушениями. Большие
территории могут стать не пригодными
для жизни человека. Некоторые учёные
высказывают опасение, что Сибирь может
вообще оказаться отрезанной от Европейской
части России и стать объектом притязаний
других стран.
Другие страны мира тоже ждут кардинальные
перемены. В целом, согласно большинству
моделей, зимой ожидается рост осадков
в высоких широтах (выше 50° северной и
южной широты), а также и в умеренных широтах.
В южных широтах наоборот ожидается снижение
количества выпадающих осадков (до 20%),
особенно, в летний период. Страны Южной
Европы, промышляющие туризмом, ожидают
большие экономические потери. Летняя
засушливая жара и зимние ливневые дожди
поубавят «пыл» у желающих отдохнуть в
Италии, Греции, Испании и Франции. Для
многих других стран, живущих за счёт туристов,
тоже наступят далеко не лучшие времена.
Любителей покататься на горных лыжах
в Альпах ждёт разочарование, со снегом
в горах будет «напряженка». Во многих
странах мира условия жизни значительно
ухудшаться. По оценкам ООН, к середине
XXI века в мире будет насчитываться до
200 миллионов климатических беженцев.
6. Способы
предотвращения глобального потепления.
Есть мнение, что человек в будущем попытается взять климат Земли под свой контроль,
насколько это будет успешно, покажет
время. Если человечеству это не удастся,
и он не изменит свой образ жизни, то вид
Homo sapiens ожидает участь динозавров.
Уже сейчас передовые умы размышляют
над тем, как нивелировать процессы глобального
потепления. Предлагаются такие оригинальные способы предотвращения
глобального потепления, как выведение
новых сортов растений и пород деревьев,
листья которых обладают более высоким
альбедо, покраска крыш в белый цвет, установка
зеркал на околоземной орбите, укрытие
от солнечных лучей ледников и т.д. Много
усилий тратится на замену традиционных
видов энергии, основанной на сжигании
углеродного сырья, на не традиционные,
такие как производство солнечных батарей,
ветряков, строительство ПЭС (приливных
электростанций), ГЭС, АЭС. Предлагаются
оригинальные не традиционные способы
получения энергии такие, как использование тепла человеческих тел
для обогрева помещений, использование солнечного света для
предотвращения появления гололёда на
дорогах, а также ряд других. Энергетический
голод и страх перед угрожающим глобальным
потеплением творит чудеса с человеческим
мозгом. Новые и оригинальные идеи рождаются,
чуть ли не каждый день.
Не малое внимание уделяется рациональному
использованию энергоресурсов. Для уменьшения выбросов
CO2 в атмосферу, улучшается КПД двигателей,
выпускаются гибридные автомобили.
В будущем планируется уделять большое
внимание улавливанию парниковых газов при производстве
электроэнергии, а также непосредственно
из атмосферы путём захоронения растительных организмов,
использования хитроумных искусственных деревьев, закачки углекислого
газа на многокилометровую глубину океана,
где он будет растворяться в водной толще.
Большинство перечисленных способов «нейтрализации»
CO2 очень дороги. В настоящее время стоимость
улавливания одной тонны СО2 составляет приблизительно 100-300 долларов,
что превышает рыночную стоимость тонны
нефти, а если учесть, что при сгорании
одной тонны приблизительно образуется
три тонны CO2, то многие способы связывания
углекислого газа оказываются пока не
актуальными. Предлагавшиеся ранее способы
депонирования углерода с помощью высадки
деревьев признаются несостоятельными
в связи с тем, большая часть углерода
в результате лесных пожаров и разложения
органики поступает обратно в атмосферу.
Особое внимание уделяется разработке
законодательных нормативов, направленных
на снижение выброса парниковых газов.
В настоящее время многими странами мира
были приняты Рамочная конвенция ООН об
изменении климата (1992) и Киотский протокол
(1999). Последний не был ратифицирован рядом
стран, на которые приходится львиная
доля выброса CO2. Так на долю США
приходится около 40% от всех выбросов (в
последнее время появилась информация,
что Китай обогнал США по объёмам выброса
CO2). К сожалению, пока человек во
главу угла будет ставить собственное
благосостояние, прогресса в решении вопросов
глобального потепления не предвидится.
Реконструкция
последствий.