Глобальные изменения климата на планете: влияние природных и антропогенных факторов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ  АГЕНТСТВО  ПО  ОБРАЗОВАНИЮ

 

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования 

«Санкт-Петербургский  государственный политехнический  университет»

 

ИНСТИТУТ МЕНЕДЖМЕНТА  И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

(филиал) Санкт-Петербургского государственного политехнического университета в г. Череповце

(ИМИТ СПбГПУ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

 

Дисциплина: «Концепции современного естествознания»

Тема:  Глобальные изменения климата на планете: влияние природных и антропогенных факторов.

 

 

Выполнил студент группы з.371               Гладких Елена Сергеевна

                     (Ф.И.О., полностью) 

                 № зачетной книжки З3070108

                                                                                 Вариант № 8

Руководитель                         Шевченко Светлана Сергеевна 

                       (Ф.И.О., полностью)

 

          ___________    ______________

   отметка о зачете        подпись преподавателя

         

 

 

 

 

 

 

 

г. Череповец

2008 г.

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение...…………………………………………………………………………………3

§ 1. Климаты прошлого………………………………………………………………5

1. Четвертичный период…………………………………………………………5
2. Дочетвертичное время...………………………………………………………7

§ 2. Современные изменения климата………………………………………………9

§ 3. Климат будущего.………………………………………………………………12

1. Перспективы изменений климата...…………………………………………12
2. Возможный экологический кризис…………………………………………13
3. Проблема регулирования климата.…………………………………………16

Заключение.………………………………………………………………………………19

Список использованной литературы...…………………………………………………21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Вопрос об изменении климата привлекал внимание многих исследователей, работы которых были посвящены главным образом сбору и изучению данных о климатических условиях различных эпох. Исследования этого направления содержат обширные материалы о климатах прошлого. Меньше результатов было получено при изучении причин изменений климата, хотя эти причины уже давно интересовали специалистов, работающих в этой области.

Из-за отсутствия точной теории климата и недостатка, необходимых для этой цели материалов, специальных наблюдений при выяснении причин изменений климата возникли большие трудности, не преодоленные до последнего времени. Сейчас не существует общего мнения о причинах изменений и колебаний климата, как для современной эпохи, так и для геологического прошлого.

Между тем вопрос о  механизме изменений климата  приобретает в настоящее время  большое практическое значение, которое  он еще недавно не имел. Установлено, что хозяйственная деятельность человека начала оказывать глобальное влияние на климатические условия, причем это влияние быстро возрастает. Поэтому возникает необходимость в разработке методов прогноза изменений климата для того, чтобы предотвратить опасное для человека ухудшение природных условий.

Очевидно, что такие  прогнозы нельзя обосновать только эмпирическими  материалами об изменениях климата  в прошлом. Эти материалы могут  быть использованы для оценки климатических  условий будущего путем экстраполяции  наблюдаемых сейчас изменений климата. Но этот метод прогноза пригоден лишь для очень ограниченных интервалов времени из-за нестабильности факторов, влияющих на климат.

 

Как бы могли государства  на многосторонней основе обратится  к решению проблемы глобального  потепления?

В настоящее время проблема глобального потепления известна каждому жителю Земли. Она дала знать о себе особенно в 1996 – 1997 гг., когда погода в различных регионах Земли преподнесла немало сюрпризов. Уже не полная подборка информации на эту тему показывает, что в 1996 году на Земле произошло 600 различных природных катаклизмов (ураганы, землетрясения, наводнение, засухи, ливни, снегопады). Стихия унесла 11 тысяч человеческих жизней, причинив материальный ущерб на 60 млрд. долларов.

В литературе последних  лет приводятся многочисленные данные о тенденциях изменения температуры на Земле на протяжении последних 100 150 лет. В частности, показано, что в конце XIX века началось потепление, которое особенно усилилось в 20 30-х годах XIX века. В 40-х годах потепление закончилось и началось медленное похолодание, которое в 60-х годах прекратилось и сменилось новым потеплением. Четких объяснений этому явлению пока не дано. Приводимые результаты показывают, что в челом за столетний период среднегодовая температура на Земле увеличилась на 0,5 С. Для сравнения следует отметить, что со времен последнего ледникового периода (10 тыс. лет тому назад) температура на планете повысилась всего на 3 – 5 С. Потепление происходит не равномерно на отдельных территориях Земли. Есть области, где среднегодовое повышение температуры значительно превышает таковое на всей планете, достигая 1,5 – 2,0 – 2,5 С. Однако, на фоне всеобщего потепления есть территории, где погода меняется в сторону похолодания. Некоторые ученые говорят не о потеплении, а о похолодании на планете (Капица А.П.), появление холодных течений (ответвление от течения Эль Ниньо, которое проходит вдоль Северо-западного побережья США и несет похолодание этой территории), превращение течения Гольфстрим из теплого в холодное и т.д. в настоящее время тенденция к увеличению температуры продолжается. По данным ООН к 2100 году в среднем температура на поверхности Земли повысится на 2 С. Повышение температуры будет вызывать исчезновение «ледяных шапок» Земли, начнется разрушение ледяного пласта Антарктиды, а, следовательно, повышение общего уровня Мирового океана и, как следствие этого, затопление значительных территорий. Повышение температуры – это нарушение в целом экологического равновесия на Земле (почва, вода, воздух, животный и растительный мир, человек).

Таким образом, в настоящее  время общепризнанно, что на Земле  имеет место изменение климата: на большинстве территорий в сторону  потепления, а на некоторых – в сторону похолодания [6].

§ 1. КЛИМАТ ПРОШЛОГО

1.1 ЧЕТВЕРТИЧНЫЙ ПЕРИОД

Характерной чертой последнего (четвертичного) геологического периода была большая изменчивость климатических условий, в особенности в умеренных и высоких широтах. Природные условия этого времени изучены гораздо подробнее по сравнению с более ранними периодами, но, несмотря на наличие многих выдающихся достижений в изучении плейстоцена, ряд важных закономерностей природных процессов этого времени известен еще не достаточно. К их числу относится, в частности, датировка эпох похолодания, с которыми связаны разрастание ледяных покровов на суше и океанах. В связи с этим оказывается неясным вопрос об общей длительности плейстоцена, характерной чертой которого было развитие крупных оледенений.

Плейстоцену предшествовал  длительный процесс похолодания, особенно заметный в умеренных и высоких широтах. Этот процесс ускорился в последнем отделе третичного периода – плиоцене, когда, по-видимому, возникли первые ледяные покровы в полярных зонах северного и южного полушарий.

Из палеографических данных следует, что время образования оледенений в Антарктиде и Арктике составляет не менее нескольких миллионов лет. Площадь этих ледяных покровов в начале была сравнительно не велика, однако постепенно возникла тенденция к их распространению в более низкие широты с последующим отсутствием.

Время начала систематических  колебаний границ ледяных покровов по ряду причин определить трудно. Обычно считают, что перемещения границы  льдов начались около 700 тыс. лет  тому назад.

На ряду с этим к  эпохе активного развития крупных  оледенений часто добавляют более длительный интервал времени – эоплейстоцен, в результате чего длительность плейстоцена возрастает до 1,8 – 2 млн. лет.

Общее число оледенений, по-видимому, было довольно значительным, поскольку установленные еще в прошлом веке главные ледниковые эпохи оказались состоящими из ряда более теплых и холодных интервалов времени, причем последние интервалы можно рассматривать как самостоятельные ледниковые эпохи. Масштабы определения различных ледниковых эпох значительно отличались. При этом заслуживает внимания мнение ряда исследователей, что эти масштабы имели тенденцию к возрастанию, то есть, что оледенение в конце плейстоцена были крупнее первых четвертичных оледенений.

Лучше всего изучено  последнее оледенение, которое происходило  несколько десятков тысяч лет назад. В эту эпоху заметно возросла засушливость климата. Возможно, это объяснялось разным уменьшением испарения с поверхности океанов из-за распространение морских льдов в более низкие широты. В результате понижалась интенсивность влагооборота, и уменьшалось количество осадков на суше, на которые влияло увеличение площади материков вследствие изъятия воды из океанов, израсходованной при образовании материкового, ледяного покрова. Не подлежит сомнению, что в эпоху последнего оледенения произошло громадное расширение зоны вечной мерзлоты. Это оледенение закончилось 10 – 15 тыс. лет тому назад, что обычно считают концом плейстоцена и началом голоцена – эпохи, в течение которой на природные условия начала оказывать влияние деятельность человека.

Своеобразные климатические  условия четвертичного времени, по-видимому, возникли из-за содержания углекислого газа в атмосфере  и в результате процесса перемещения  континентов и подъема их уровня, что привело к частичной изоляции Северного полярного океана и размещению антарктического материка в полярной зоне южного полушария.

Четвертичному периоду  предшествовала обусловленная изменениями  поверхности Земли длительная эволюция климата в сторону усиления термической  зональности, что выражалось в снижении температуры воздуха в умеренных и высоких широтах. В плиоцене на климатические условия начало оказывать влияние уменьшение концентрации атмосферной углекислоты, что привело к снижению средней глобальной температуры воздуха  на 2 – 3 С (в высоких широтах на 3 – 5 С). После чего появились полярные, ледяные покровы, развитие которых привело к снижению средней глобальной температуры.

По-видимому, по сравнению  с изменениями астрономических  факторов, все другие причины оказывали  меньшее влияние на колебания  климата в четвертичное  время [4].

 

1.2 Дочетвертичное время

По мере отдаления  от нашего времени количество сведений о климатических условиях прошлого уменьшается, а трудности интерпретации  этих сведений возрастают.

Наиболее надежную информацию о климатах отдаленного прошлого мы имеем из данных о непрерывном существовании на нашей планете живых организмов. Мало вероятно, чтобы они существовали вне пределов узкого интервала температуры, от 0 до 50 градусов С, который в наше время ограничивает активную жизнедеятельность большинства животных и растений. На этом основании можно пологость, что температура поверхности Земли, нижнего слоя воздуха и верхнего слоя водоемов не выходила из указанных пределов. Фактические колебания средней температуры поверхности Земли за длительные интервалы времени были меньше указанного интервала температур и не превосходили нескольких градусов за десятки миллионов лет.

Из этого можно сделать  вывод о трудности исследования изменений термического режима Земли  в прошлом по эмпирическим данным, так как погрешности определения температуры, как методом анализа изотопного состава, так и другими известными сейчас составляют обычно не меньше нескольких градусов.

Другая трудность изучения климатов прошлого обусловлена неясностью положения различных областей по отношению к полюсам в результате движения континентов и возможностью перемещения полюсов.

Климатические условия  мезозойской эры и третичного периода характеризовались двумя  основными закономерностями:

1. На протяжении этого времени средняя температура воздуха у земной поверхности была значительно выше современной, в особенности в высоких широтах. В соответствии с этим разность температур воздуха между экватором и полюсами была гораздо меньше современной;
2. В течение большей части рассматриваемого времени преобладала тенденция к снижению температуры воздуха, в особенности в высоких широтах.

Эти закономерности объясняются  изменением содержания углекислого  газа в атмосфере и изменением положения континентов. Более высокая  концентрация углекислого газа обеспечивала повышение средней температуры воздуха примерно на 5 С по сравнению с современными условиями. Низкий уровень континентов повышал интенсивность меридионального теплообмена в океанах, что увеличивало температуру воздуха в умеренных и высоких широтах.

Повышение уровня континентов уменьшало интенсивность меридионального теплообмена в океанах и приводило к постоянному снижению температуры в умеренных и высоких широтах.

При общей высокой  устойчивости термического режима в  мезозойское и третичное время, обусловленной отсутствием полярных льдов, в течение сравнительно редко коротких интервалов могли происходить резкие понижения температуры воздуха  и верхних слоев водоемов. Эти понижения были обусловлены совпадением во времени ряда вулканических извержений взрывного характера [2].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 2. СОВРЕМЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

Наиболее крупное изменение  климата за время инструментальных наблюдений началось в конце XIX века. Оно характеризовалось постепенным повышением температуры воздуха на всех широтах северного полушария во все сезоны года, причем наиболее сильное потепление происходило в высоких широтах и в холодное время года. Потепление ускорилось в 10-х годах ХХ века и достигло максимума в 30-х годах, когда средняя температура воздуха в северном полушарии повысилась приблизительно на 0,6 С по сравнению с концом XIX века. В 40-х годах процесс потепления сменился похолоданием, которое продолжается до настоящего времени. Это похолодание было довольно медленным и пока еще не достигло масштабов предшествующего ему потепления.

Хотя данные о современно изменении климата в южном  полушарии имеют менее определенный характер по сравнению с данными  для северного полушария, есть основания  считать, что в первой половине ХХ века в южном полушарии также  происходило потепление.

В северном полушарии  повышение температуры воздуха  сопровождалось сохранением площади  полярных льдов, отсутствием границы  вечной мерзлоты в более высокие  широты, продвижением к северу границы  леса и тундры и другими изменениями  природных условий.

Существенное значение имело отмечавшееся в эпоху потепления изменение режима атмосферных осадков. Количество осадков в ряде районов недостаточного увлажнения при потеплении климата уменьшилось, в особенности в холодное время года. Это привело к уменьшению стока рек и падению уровня некоторых замкнутых водоемов.

Особую известность  получило произошедшее в 30-х годах  резкое снижение уровня Каспийского  моря, обусловленное главным образом  уменьшением стока Волги. Наряду с этим в эпоху потепления во внутриконтинентальных районах умеренных широт Европы, Азии и Северной Америки возросла частота засух, охватывающих большие территории.