Тема 7. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Лекция 22

План лекции.

Глобальное потепление климата и диоксид углерода.

Глобальное потепление климата и диоксид углерода

Глобальное потепление — процесс постепенного увеличения среднегодо-

вой температуры атмосферы Земли и Мирового океана. Научное мнение, выраженное Межгосударственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) ООН, заключается в том, что средняя температура по Земле поднялась на 1 °С с конца XIX века, и что «бóльшая доля потепления, наблюдавшегося в последние 50 лет, вызвана деятельностью человека», в первую очередь выбросом газов, вызывающих парниковый эффект, таких, как углекислый газ (СО2) и метан (СН4). Ученые, оспаривающие мнение, что деятельность человечества сыграла существенную роль в наблюдаемом повышении температур, находятся в явном меньшинстве. Тем не менее точно неизвестно, насколько значительными будут дальнейшие изменения климата. Потепление может положительно сказаться на мировой экономике, т. к. затраты на отопление будут падать, меньше людей будет погибать в мороз и многое другое. В Европе потепление будет неустойчивым еще 3–7 лет.

Выбросы диоксида углерода. Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения вместе выбрасывают в атмосферу около 22 млрд т углекислого газа и других парниковых газов в год. Животноводство, применение удобрений, сжигание угля и другие источники дают около 250 млн т метана в год. Около половины всех парниковых газов, выброшенных человечеством, осталось в атмосфере. С доиндустриального периода середины XVIII века концентрации углекислого газа и метана увеличились на 34 %. Около 3/4 всех антропогенных выбросов парниковых газов за последние 20 лет вызваны использованием нефти, природного газа и угля. Бóльшая часть остального вызвана изменениями ландшафта, в первую очередь вырубкой лесов.

В пользу данной теории свидетельствуют и те факты, что наблюдаемое потепление более значимо зимой, чем летом, ночью — чем днем, в высоких широтах — чем в средних и низких, а также тот факт, что быстрое нагревание слоев тропосферы происходит на фоне не очень быстрого охлаждения слоев стратосферы.

Другие теории. Существует множество других гипотез, в том числе:

•наблюдаемое потепление находится в пределах естественной изменчивости климата и не нуждается в отдельном объяснении;

•потепление явилось результатом выхода из холодного малого ледникового периода;

•потепление наблюдается слишком непродолжительное время, поэтому нельзя достаточно уверенно сказать, происходит ли оно вообще.

107

Важно отметить, что климат на Земле меняется периодически в зависимости от повторяющихся процессов, происходящих в системе «Земля — Солнце

— окружающий космос».

По современной классификации условно выделяют четыре группы циклов. Сверхдлинные по 150–300 млн лет связаны с самыми значительными изменениями экологической обстановки на Земле. Их связывают с ритмами тектоники и вулканизма. Длинные циклы, также связанные с ритмами вулканической деятельности, тянутся десятки миллионов лет. Короткие — сотни и тысячи лет — обусловлены изменениями параметров земной орбиты. Последняя категория условно называется ультракороткие. Они связаны с ритмами Солнца. Среди них есть цикл 2400 лет, 200, 90, 11 лет. Не исключено, что именно данные ритмы являются определяющими в наблюдаемом потеплении на планете. Человек пока что не в состоянии как-то модифицировать и влиять на эти процессы. В настоящее время ни одна из этих альтернативных теорий не имеет заметного числа сторонников среди ученых-климатологов.

Согласно одной из гипотез, глобальное потепление приведет к остановке или серьезному ослаблению Гольфстрима. Это вызовет существенное падение средней температуры в Европе (при этом температура в других регионах повысится, но не обязательно во всех), т. к. Гольфстрим прогревает континент за счет переноса теплой воды из тропиков.

Таким образом, на планете существуют колебательные процессы, в которых оледенение (ледниковый период) порождается потеплением климата, а дегляциация (выход из ледникового периода) — похолоданием. Например, в кайнозое, являющемся криоэрой, при оттаивании ледяных полярных шапок увеличивалось количество осадков в высоких широтах, что зимой приводило к локальному повышению альбедо (характеристики отражательной способности поверхности) с последующим снижением температуры в глубинных районах континентов северного полушария и образованием ледников. При замерзании ледяных полярных шапок ледники в глубинных районах континентов северного полушария, не получая достаточно подпитки в виде осадков, начинали оттаивать.

Экологические и экономические последствия. Кислотный дождь оказы-

вает отрицательное воздействие на водоемы (озера, реки, заливы, пруды), повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Водяные растения лучше всего растут в воде со значениями рН между 7 и 9,2. С увеличением кислотности (показатели рН удаляются влево от точки отсчета 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи. При кислотности рН 6 погибают пресноводные креветки. Когда кислотность понижается до рН 5,5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Когда кислотность достигает рН 4,5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых. По мере накопления органических веществ на дне водоемов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как алюминий, кадмий, ртуть и свинец из

108