Проект «Глобальное потепление климата»

Работали над проектом:

Ученик 10 «В» класса Скоков Александр

Ученик 10 «В» класса Ионов Евгений

Ученик 10 «В» класса Меринов Андрей

Ученик 10 «В» класса Шемелкин Артем

МОУ школа. № 87

Руководитель:Скокова Оксана Валентиновна

Содержание:

1) Глобальные изменения климата3-5

2) Версия 1: РЕЗКИЙ АНТРОПОГЕННЫЙ РОСТ6-7

3) Версия 2:Неужели человек смог повлиять на баланс
CO₂ в атмосфере7-9

4) Версия 3:Являются ли естественные причины изменения климата слабее антропогенных.10-11

5) Проблемы человечества и изменения климата.11-12

6) Возможные пути решения12

Г лобальные изменения климата: антропогенная и космогенная концепции

Еще с середины 60-х гг. XX столетия стали появляться сведения о будущем глобальном потеплении климата на Земле. Незамедлительно развернулись ожесточенные дискуссии противников и сторонников такого прогноза, результатом которых явилось создание нескольких версий причин и последствий климатических изменений.

Версия первая антропогенное изменение климата. Климат на Земле меняется, и главная тенденция таких изменений — повышение средней глобальной температуры. Глобальное потепление вызвано последствиями хозяйственной деятельности человека. Повышение среднегодовой температуры на планете связывается с накоплением тепличных газов в атмосфере. Сторонники этой версии считают, что потепление стало обнаруживаться с ростом масштабов производства, потребляющего углеводородное топливо, и спровоцировало тем самым парниковый эффект.

Версия вторая космогенная. Глобальное потепление не связано с последствиями хозяйственной деятельности человека. Многие ученые подвергают сомнению возможность человека воздействовать на климат в планетарном масштабе. Они считают, что антропогенное изменение климата может иметь место лишь в условиях крупного города, при большой концентрации автотранспорта и промышленных предприятий Существует мнение, что глобальное потепление связано с причинами космогенного характера. Заметим, что в истории Земли были периоды подобного глобального потепления. По данным анализа ископаемых остатков, в мезозойскую эру на Земле было на 10-15°С теплее, чем сейчас.

Почему ученые говорят о влиянии человека на климат? Человек не столь силен по сравнению с природой. Ледниковые периоды и дрейф континентов – все это гораздо мощнее влияния человека.

Версия третья: при глобальном потеплении имеет место наложение и техногенных, и космогенных причин. Сторонники этой версии утверждают, что потепление носит кратковременный характер и впереди возможно даже похолодание. Существуют прогнозы стабилизации климата к 2010-2015 гг. К этому времени глобальная температура повысится всего на 1.5-2°С, и на этом потепление закончится.

Ф акт значительного увеличения средней температуры воздуха у поверхности Земли не вызывает сомнения. Регулярные наблюдения всемирной сети метеорологических станций подтверждают изменение средней температуры. Точность измерений и статистическая достоверность результатов не оставляют сомнений в самом факте изменений.

В ХХ веке произошел рост средней глобальной температуры на 0,6±0,2°С, при этом на суше температура повысилась больше, чем над океаном. Потепление сильнее проявилось в росте минимальных (ночных) температур, чем в росте максимальных дневных значений. Во многих регионах, особенно в Арктике, потепление уже составило несколько градусов. Кроме того, рост температуры сильно неравномерен по сезонам. Для зимних и весенних месяцев в Северной Америке, Западной Европе, Восточной Сибири в среднем за последние 30 лет потепление составляет более 1 °С за десятилетие. В ряде мест «накопилось» уже 5 и более °С. Наблюдается значительное увеличение числа особо жарких дней. Хорошо известна невиданная ранее катастрофическая жара в Западной Европе летом 2003 года, когда погибло около 20 тыс. человек. Рост числа дней с аномально высокими температурами наблюдается в ряде регионов России, особенно зимой и весной.

Однако возникает несколько вопросов:

1) Почему появились предсказания климатической катастрофы? Неужели человечеству действительно угрожает всемирный потоп или гибель от холода.

2) Подобные изменения климата неоднократно наблюдались в прошлом. Почему потепление последних десятилетий вызывает столько тревог?

Данные Всемирной метеорологической организации (ВМО, www.wmo.ch) говорят о росте температуры. Однако такой же рост наблюдался в начале ХХ века. Палеоклиматические данные (ЮНЕП, www.unep.org), такие как данные прямых измерений в последние 250 лет, косвенные данные, полученные по скорости роста деревьев, по особенностям растительности (споры, пыльца, семена), наглядно показывают, что текущее изменение температуры не является чем то уникальным в истории человечества. Был средневековый «максимум», когда Гренландию назвали «зеленой землей». Были и ледниковые периоды. А во времена динозавров было примерно на 7 °С теплее, чем сейчас.

Г ренландия – второй по величине ледяной массив, который тает, каждый год пополняет Северную Атлантику пресной талой водой на 50 км³ (12 куб. миль). В результате этого таяния поднимается мировой уровень моря. Этот процесс также может замедлить или остановить массивное течение, которое приносит тепло из тропиков в северно-восточную Европу.

Версия 1

РЕЗКИЙ АНТРОПОГЕННЫЙ РОСТ КОНЦЕНТРАЦИИ СО₂ – ГЛАВНЫЙ ИНДИКАТОР ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

Основные сведения о парниковом эффекте

Еще в 1827 году французский ученый Фурье дал теоретическое обоснование парникового эффекта: атмосфера пропускает коротковолновое солнечное излучение, но задерживает отраженную Землей длинноволновую тепловую энергию. В конце XIX века шведский ученый Аррениус пришел к выводу, что из-за сжигания угля изменяется концентрация СО₂ в атмосфере, и это приводит к потеплению климата. В 1957 году проводился Международный геофизический год, и наблюдения показали, что идет значительный рост концентрации СО₂ в атмосфере. Российский ученый Михаил Будыко сделал первые численные расчеты и предсказал сильные изменения климата. Парниковый эффект вызывается водяным паром, углекислым газом, метаном, закисью азота и рядом других менее значительных газов. Парниковый эффект был всегда, как только у Земли появилась атмосфера. Средняя темпера тура у поверхности Земли равна 14 °С, без парникового эффекта было бы – 19 °С то есть на 33 °С ниже. Сейчас наблюдается антропогенное усиление парникового эффекта. При этом концентрация самого распространенного парникового газа Земли – водяного пара – не меняется. Теоретически можно представить влияние человека на водяной пар, например, при сильном изменении процессов испарения на большой территории. Однако это может случиться только в отдаленной перспективе. На потоки тепла большое влияние также может оказывать антропогенное изменение подстилающей поверхности.

Но было доказано, что усиление парникового эффекта вследствие антропогенного увеличения концентрации углекислого газа не подтверждается теоретическим радиационным и тепловым балансом Земли. Более того, этот эффект не подтверждается экспериментальными исследованиями, что позволяет ставить вопрос о несостоятельности антропогенной концепции глобальных климатических изменений. По антропогенным выбросам CO₂ в атмосферу нельзя прямо, без всяких коррекций, рассчитывать рост концентрации углекислого газа в воздухе, поскольку он хорошо растворяется в воде. В морях и океанах его содержится в 50-60 раз больше, чем в атмосфере. Любое увеличение содержания CO₂ в воздухе будет, естественно, вызывать сток этого газа в гидросферу — океан поглощает CO₂ в холодных широтах и освобождает на экваторе, поэтому парциальное давление углекислого газа в атмосфере на экваторе несколько выше. Гидросфера является мощным аккумулятором, существенно сдерживающим рост концентрации углекислого газа в воздухе. Согласно новейшим исследованиям, наиболее достоверным в районе Гавайских островов, где нет промышленных центров, за последние более чем сто лет содержание углекислого газа в атмосфере, по разным оценкам, увеличилось с 320-325 до 342-344 ppm (миллионных долей), то есть на 5.8%. За это же время средняя температура планеты увеличилась с 14°С до 14.8°С, то есть на 5.7%, вследствие чего интегральная эмиссия углекислого газа поверхностью океанов, прежде всего в экваториальных областях, также возросла в весьма коррелируемых масштабах (Гавайские острова расположены на самой теплой параллели — тропическом экваторе со среднегодовой температурой +27°С, что может быть вероятной версией увеличения концентрации углекислого газа).

В настоящее время главным естественным регулятором процесса антропогенного изменения климата является Мировой океан. Поглощение углекислого газа океаном – очень сложный процесс. СО₂ не только растворяется в воде, но и переходит в ионные формы НСО₃ и СО₃, баланс между которыми зависит от температуры, кислотности вод и ряда других факторов. Все это непосредственно связано с жизнью морской биоты. В конечном счете, углерод осаждается на дно в виде скелетиков морских организмов. Ученые активно исследуют данные процессы. Но пока невозможно сказать, как поведет себя океан, если концентрация СО₂ в атмосфере станет еще больше. Будет ли он тоже поглощать большеили наоборот меньше, что более опасно и может привести к ускоренному изменению климата?

Версия 2

Неужели человек смог повлиять на баланс
CO₂ в атмосфере

Следует признать, что очевидная несостоятельность первой версии вовсе не отменяет остальных двух. Действительно, имеет место объективно регистрируемое глобальное изменение климата, и прежде всего увеличение средней температуры поверхности планеты. За последние сто лет средняя температура Земли возросла на 0.8°С. В Альпах и на Кавказе ледники уменьшились в объеме в два раза, на горе Килиманджаро — на 73%,а уровень Мирового океана повысился на 10 см. С середины XIX века инструментальными метеорологическими наблюдениями в арктических зонах Европы, Азии и Северной Америки обнаружено хорошо выраженное климатическое потепление, составляющее 2.4°С. Согласно обобщенным региональным оценкам, повышение температуры воздуха за длительный холодный период в 1.4-1.5 раза больше, чем за короткий теплый — климатическое потепление обусловлено в первую очередь повышением средней зимней температуры воздуха. Достоверно инструментально обнаружено увеличение на 1.2°С температуры вечной мерзлоты на глубине 3 м. Согласно ретроспективному прогнозу, возможное повышение температуры воздуха к 2020 г. составит 2°С, а к 2050 г. — 4.5°С. Еще один глобальный эффект — нарушение стабильности озонового слоя Земли (озоновые дыры) с уменьшенной до 50% концентрацией озона над Антарктидой, Арктикой, Восточной Сибирью и Казахстаном. Сегодня концентрация озона в атмосфере, по результатам наблюдений, в частности NASA, уменьшилась на 13% по сравнению с 1970 г. Эти изменения зафиксированы и другими методами мониторинга озонового слоя, причем по мере его истощения рос уровень ультрафиолетового излучения, представляющего смертельную опасность для всех биологических видов, живущих на Земле. Участились мощные землетрясения. За первую половину XX века было зарегистрировано 15 землетрясений мощностью свыше 7 баллов (погибли 740 тысяч человек), а во второй половине — 23 (погибли более одного миллиона). Среднее число жертв циклонов, тайфунов, землетрясений и наводнений на Земле за последние 50 лет превысило 46000 человек в год. Материальный ущерб от климатических катастроф вырос более чем в три раза и превысил 90 млрд. долл. в год, приближаясь к потенциалу т еоретических инвестиционных ресурсов планеты (130-200 млрд. долл. в год).

Столь глобальные катаклизмы, очевидно, имеют космогенный характер, поскольку суммарный энергетический потенциал человеческой цивилизации, составивший к началу XXI века 4.43 • 10²⁰ Дж/год, в 6000 раз меньше основной климатообразующей энергетической доминанты планеты — солнечной радиации и не может оказывать существенного влияния на радиационный энергетический баланс, однако вполне достаточен для провоцирования локальных экологических катастроф. Экосистемы и коренные жители Арктики первыми почувствуют на себе последствия глобального изменения климата. «Глобальное потепление приведет к разрушению По данным доклада WWF, так называемый летний лед тает в среднем на 9,6% за 10 лет. Если такая тенденция сохранится в ближайшие десятилетия, предупреждают авторы исследования, к концу века вечная мерзлота может совсем исчезнуть. А это приведет к гибели полярных медведей и некоторых видов тюленей, что негативно отразится на жизни местного населения, привыкшего охотиться на этих животных. В докладе также говорится о том, что бореальные леса в скором времени распространятся на север, вытеснив до 60% карликовых деревьев тундры – основного места обитания таких птиц, как ворон, пуночка, сокол, гагара, песочник и крачка. Мигрирующие птицы лишатся привычных мест гнездования в Арктике, что негативно отразится на состоянии биоразнообразия во всем мире. «Если немедленно не предпринять мер, Арктика изменится до неузнаваемости, - считает Тонже Фолкестад, эксперт по проблеме изменения климата Арктической программы WWF International. – Полярные медведи станут историей, о которых наши внуки смогут только прочитать в книге».

Версия 3

Являются ли естественные причины изменения климата слабее антропогенных.

Извержения вулканов, оледенение Скандинавии и почти половины Европейской территории России, дрейф континентов и смещение полюсов Земли –чрезвычайно мощные природные процессы, перед которыми человечество выглядит бессильно. Тем не менее возможности человека влиять на климат (как «портить», так и восстанавливать) далеко не нулевые. Вопрос во временном масштабе явлений. В масштабе нескольких лет вулканы могут играть главную роль. При извержении выбрасываются огромные объемы аэрозолей – взвешенных частиц, которые разносятся тропосферными и стратосферными ветрами и поглощают часть солнечной радиации. Извержение вулкана Санторин в Средиземном море около 1600 года до н. э., которое, вероятно, привело к падению Минойской империи, значительно охладило атмосферу. Это видно по кольцам годового прироста деревьев. Извержение вулкана Тамбора в Индонезии в 1815 году снизило среднюю глобальную температуру на 3 °С. В последующий год и в Европе, и в Северной Америке лета «не было», но за несколько лет все исправилось. В результате извержения вулкана Пенатубо в 1991 году на Филиппинах на высоту 35 км было заброшено столько пепла, что средний уровень солнечной радиации снизился на 2,5 Вт/м 2, что соответствует глобальному охлаждению по меньшей мере на 0,5–0,7 °С. Однако несмотря на это последнее десятилетие ХХ века стало самым теплым за тысячелетие. Эти изменения не являются долгосрочными, аэрозольные частицы относительно быстро оседают вниз. Теоретически можно охлаждать Землю, действуя как вулканы – распыляя в стратосфере аэрозольные частицы. Однако при этом будет усиливаться циркуляция воздушных масс в Арктике, нарушатся процессы образования облаков и гетерогенные химические процессы в стратосфере. Такие действия нельзя считать спасением от усиления парникового эффекта. В масштабе тысячелетий медленное движение от одного ледникового периода к следующему, вероятно, будет определяющим процессом. По мнению ряда ученых, мы находимся в движении от одного ледникового периода к другому, но скорость изменений очень мала – порядка 0,02 °С за 100 лет. Все это совершенно не противоречит концепции антропогенного изменения климата. Просто это явления разных временных масштабов. Антропогенный химический удар по атмосфере в геологическом масштабе времени – краткосрочное явление. Поскольку основной фактор – сжигание ископаемого топлива – в любом случае прекратится, то данный антропогенный эффект имеет характерное время «жизни» в несколько сотен лет. Позднее все стабилизируется на новом равновесном уровне или даже вернется назад. В долгосрочном плане все будет определяться естественными причинами. Геологи и палеоклиматологи часто без всякого интереса смотрят на антропогенное изменение климата и не придают ему большого значения. Однако нам, нашим детям и внукам жить в предстоящие десятилетия. Качество нашей жизни и выживание экосистем в значительной мере зависят от того, насколько резко будет развиваться усиление парникового эффекта, сможет ли человечество «сгладить» пик и избежать катастрофических явлений.

Проблемы человечества и изменения климата.

А нтропогенное изменение климата – относительно краткосрочный эффект. В масштабе десятков тысяч и, тем более миллионов лет оно незначительно, причем даже худшие сценарии не угрожают выживанию человека как биологического вида. Однако в ближайшие столетия изменение климата может оказать сильное негативное влияние на жизнь людей. Есть немало драматических примеров. Один из них – чудовищная жара в Западной Европе летом 2003 года, когда только во Франции погибло около 20 тыс. человек. Однако было бы неверно сравнивать человеческие и экономические потери в результате изменения климата и другие острые глобальные проблемы, например, голод, СПИД, нехватка питьевой воды. Изменение климата чаще всего действует косвенно. Изменение климата – это, прежде всего, негативный фон, значительно обостряющий другие проблемы. Здесь также действует правило «где тонко, там и рвется». В Африке – большее количество засух, более сильные наводнения в Бангладеш – все это приводит к гибели людей от голода и болезней. В скором времени ученые предсказывают появление миллионов климатических беженцев – людей, вынужденных оставить свои родные места из-за невозможности приспособиться к новым условиям. Изменения наступают быстрее, чем может адаптироваться природа. Животные и растения не успевают мигрировать или измениться. Человек может жить в климате динозавров, но и ему необходимо время на привыкание, на иммунитет к новым тропическим болезням и т. п. Таким образом, изменение климата, с одной стороны, имеет кардинальные отличия от других глобальных проблем, а с другой – резко их обостряет. Нельзя решить проблему за 10–20 лет, даже если бросить на это все силы и средства. Климат – это не вопрос перераспределения средств (как, например, с продовольствием, которого в одних странах мало, а в других избыток). Нельзя надеяться на появление чудодейственного лекарства, как в случае решения проблемы СПИДа. Все другие проблемы – голод, детская смертность и СПИД – прежде всего бьют по развивающимся странам, а изменение климата бьет по всем. Например, есть вероятность, что через 200 лет из-за изменения Гольфстрима Великобритания замерзнет, и это очень беспокоит людей.

Тревогу вызывает не наблюдаемое сейчас изменение температуры, а антропогенное изменение химического состава атмосферы. Парниковый эффект хорошо изучен. Рост в атмосфере парниковых газов, (прежде всего СО₂ и метана), по расчетам ученых, может привести к гораздо более сильному, чем сейчас, потеплению климата. Изменение температуры – лишь сигнал, который подтверждает опасения. Проблема – в беспрецедентном росте концентрации СО₂, какого не наблюдалось в природеза всю историю человечества. Причина этого роста – прежде всего – антропогенные выбросы СО2 в атмосферу при сжигании ископаемого топлива.

Ученые предлагают незамедлительно начать международные исследовательские программы, чтобы понять, где грань катастрофических изменений климата, сколько парниковых газов еще можно выбрасывать, а сколько – никак нельзя. Наряду с этим нужны эффективные шаги в энергетике, развитие чистых энергетических технологий и энергосбережение.

Пути Решения:

Необходимо найти альтернативу органическому топливу, если человечество хочет предотвратить катастрофическое изменение климата, Япония – мировой лидер как по эффективному использованию энергии, так и по количество новых технологий для обогрева и охлаждения, производства электричества и приведения в движение транспортных средств.

Сочетая отопление и охлаждение с производством электроэнергии, такая система может быть на 30-40% эффективнее систем, отдельно производящих электроэнергию и тепло.

На геотермальной электростанции Хачубару, прежде чем выпустить пар, его используют дважды.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/32776-proektglobalnoe-poteplenie-klimata