Реферат. Влияние человека на климат. 2010

Качайте инфу!


Климатические условия оказывали воздействие на жизнь и деятельность человека, начиная с первых этапов его существования. Неоднократно высказывалось мнение, что на эволюцию предков человека существенно влияли изменения климата в конце кайнозойской эры, происходившие на протяжении последних десяти миллионов лет. Эти изменения явились следствием общего похолодания, которое было наиболее значительным в высоких широтах, что приводило к увеличению разности температур между экватором и полюсами. В результате менялась система атмосферной циркуляции, причем пояс высокого давления расширялся и перемещался в более низкие широты. Так как в пределах этого пояса выпадает мало атмосферных осадков, в обширных тропических районах ухудшались условия увлажнения, что в ряде случаев приводило к смене тропических лесов саваннами или пустынями.
Возникновение современного человека произошло несколько десятков тысяч лет тому назад в эпоху колебаний климата, связанных с развитием оледенений. Резкие изменения экологических условий, по-видимому, значительно обострили борьбу за существование и способствовали формированию вида Homo sapiens — человека разумного.
Хотя расселение первобытных людей во многом зависело от климатических условий, следует отметить способность человека даже на ранних стадиях его существования защищать себя от неблагоприятной погоды. Уже в эпоху древнего каменного века человек использовал огонь не только для приготовления пищи, но и для защиты от холода. Большое значение для освоения территорий с холодным климатом имело строительство жилищ и применение одежды. В результате этого десятки тысяч лет тому назад человек расселился на всех континентах, кроме Антарктиды.
Следует, однако, иметь в виду, что, несмотря на громадные успехи современного технического развития человечества, до настоящего времени степень заселения различных территорий сильно зависит от климатических условий. В наше время обширные пространства полярных пустынь — Антарктида, центральные области Гренландии и другие — лишены постоянного населения. Значительная часть областей с засушливым климатом имеет очень низкую плотность населения, а некоторые районы с наиболее сухим климатом вообще не заселены. Очень мала численность населения в Арктике и Субарктике, во многих высокогорных районах, в ряде районов избыточного увлажнения с преобладанием болот и т. д. По этой причине большая часть человечества сосредоточена в ограниченной области суши, где климатические условия наиболее благоприятны для жизни и деятельности человека. Размеры этой области постепенно увеличиваются, но даже при происходящем сейчас резком росте численности населения районы с менее благоприятным климатом заселяются сравнительно медленно.
В современных исследованиях установлено, что в последние десятилетия деятельность человека начинает изменять глобальный климат, о чем уже рассказывалось. Здесь же приведем следующие данные наблюдений. В результате увеличения концентрации углекислого газа средняя температура воздуха у земной поверхности в конце XX в. повысилась примерно на 0.5 °С. Совершенно очевидно, что в течение ближайших десятилетий, обусловленное хозяйственной деятельностью повышение средней глобальной температуры, значительно возрастет. Попробуем рассмотреть, как же именно влияет деятельность человека на климат.
Деятельность человека довольно сильно влияет на изменения климата, наблюдаемые в разных частях земного шара. Такой вывод содержится в докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата, обнародованном в Париже в пятницу.
Группа, созданная под эгидой ООН в 1988 году, завершила работу над своим четвертым докладом. Предыдущий был опубликован в 2001 году. Намечена публикация еще двух документов, в которых, как ожидается, основное внимание будет уделено последствиям изменений климата для экономики и усилиям, направленным на смягчение рисков. Между тем, другая международная группа ученых опубликовала в журнале Science собственный доклад, в котором утверждается, что темпы роста температуры и уровня мирового океана уже достигли или превысили максимальные показатели, спрогнозированные Международной группой экспертов по изменению климата в докладе от 2001 года.
Формулировки доклада гораздо более жесткие, чем прежде. В частности, сам факт потепления в нем рассматривается как "однозначный": во второй половине XX века температуры в северном полушарии были выше, чем в любой другой 50-летний период за последние 500, а то и 1300 лет, а 11 из последних 12 лет были самыми теплыми за всю историю наблюдений. В 2001 году влияние человеческой деятельности на климат характеризовалась как "вероятное", под чем понималась вероятность "от 66% до 90%".
Теперь вероятность влияния на потепление атмосферы парниковых газов, которые выделяются в процессе деятельности человечества, а не естественных процессов, оценивается, по меньшей мере, в 90%. "Понимание влияния человека на потепление и охлаждение климата улучшилось со времени третьего оценочного доклада, и это привело к высокой степени уверенности в том, что усредненный глобальный чистый эффект человеческой деятельности с 1750 года выразился в потеплении", - говорится в докладе экспертов. Во время пресс-конференции эксперты подчеркнули, что влияние человека на изменения климата нельзя понимать как единственную причину его потепления, но и без деятельности человека объяснить повышение температур тоже нельзя.
По их оценке повышение температур составит от 1,8 до 4 градусов по Цельсию до 2100 года. Максимальное повышение прогнозируется на уровне 6 градусов, минимальное - 1,1 градус. Эти цифры получены путем компьютерного моделирования; минимальное повышение исходит из сценария ускоренного перехода к устойчивому развитию и энергетике без выбросов парниковых газов.
Подъем уровня мирового океана, который эксперты оценивают как относительно консервативный, прогнозируется в пределах от 18 до 59 см (в 2001 году разброс был от девяти до 88 см). Уточненный прогноз основывается на оценках количества углекислого газа в атмосфере, а саму поправку Межправительственная группа объяснила более точными оценками поглощения тепловой энергии океанами.
Снежный покров в полярных регионах, по прогнозу группы, продолжит отступать, а глубина таяния вечной мерзлоты увеличится. Ледовые шапки Арктики и Антарктики уменьшатся при любом сценарии. Ряд экспертов указывает, что к концу века в летние месяцы в Арктике льда не будет вовсе.
Относительно Антарктики прогноз менее однозначный: часть сценариев предрекает некоторое разрастание ледового щита из-за того, что будет выпадать больше снега.
Скорость теплого течения Гольфстрима, который является причиной умеренного климата в значительной части Европы, "с большой вероятностью" снизится примерно на 25%. Однако нового ледникого периода не ожидается, поскольку общая температура атмосферы вырастет.
Заключение о неизбежности развития в скором будущем значительного потепления в результате антропогенного роста концентрации углекислого газа в атмосфере было высказано в начале 1970-х гг., когда был опубликован график, характеризующий ожидаемое изменение средней температуры воздуха в Северном полушарии до 2070 г. Из этого прогноза следовало, что в XXI столетии средняя температура повысится более чем на 2 °С, т. е. величину, заметно превосходящую естественные колебания климата, происходившие на протяжении последних нескольких тысяч лет. Такое заключение, вначале считавшееся невероятным, сейчас признано подавляющим большинством специалистов в области климатологии.
Из материалов о природных условиях прошлого можно заключить, что повышение средней температуры на величину порядка 1 С уже достаточно для существенных изменений состояния биосферы. Эти изменения должны оказать заметное воздействие на хозяйственную деятельность человека. Еще большее значение будет иметь потепление, характеризуемое повышением средней температуры на несколько градусов.
Имея это в виду, легко понять необходимость заблаговременной оценки климатических условий будущего, позволяющей обеспечить рациональное долгосрочное планирование зависящих от климата видов хозяйственной деятельности (сельское хозяйство, водное хозяйство и другие), а также производств, влияющих на климат (углеродная энергетика, другие производства, создающие парниковые газы, и т. д.).
Детальная схема прогноза антропогенного изменения глобального климата включает три этапа исследований. Первый из них должен дать оценку поступления в атмосферу углекислого газа и нескольких других парниковых газов, небольшие количества которых уже сейчас заметно усиливают парниковый эффект. Такая задача решается специалистами в области технических наук, которые обычно считают, что подобная оценка может быть более или менее достоверна для ближайших 20—30 лет и является очень приблизительной для последующих десятилетий — примерно до 2050 г. Для более позднего времени трудно предвидеть воздействие различных видов хозяйственной деятельности на климат, в связи с чем ясно, что применяемая иногда практика экстраполяции роста выбросов в атмосферу парниковых газов до 2100 г. необоснованна, и что прогнозы климатических условий для второй половины XXI в. нельзя считать реальными.
Второй этап — расчеты концентрации парниковых газов в атмосфере для ближайших 50—60 лет при наличии данных об их антропогенных выбросах — является задачей специалистов по химии атмосферы. Существенное значение для успешного решения этой задачи имеет прогресс в изучении круговорота углекислого газа, который является главным фактором усиления парникового эффекта. Можно думать, что погрешности таких расчетов меньше быстровозрастающих во времени неточностей оценок выбросов парниковых газов в будущем.
Наибольшее внимание обычно привлекает третий этап решения задачи о климатических условиях будущего — расчеты изменений в пространстве и времени элементов метеорологического режима по данным о химическом составе атмосферы для определенных интервалов времени в будущем. Такие расчеты, выполненные специалистами в области климатологии, могут быть основаны на применении теоретических моделей климата или различных эмпирических методов.
Хорошо известно, что точность подобных расчетов ограничена. К сожалению, при обсуждении достоверности оценок климатических условий будущего это обсуждение часто сводят к выяснению точности решения только третьей из перечисленных здесь задач. Неправильность такого подхода ясна из вывода, что предел заблаговременное™ современного прогноза климата будущего определяется главным образом достоверностью оценок выбросов парниковых газов в атмосферу. Поэтому стремление повысить точность климатических расчетов выше ограничения этой точности погрешностями исходных данных для прогнозов изменений климата лишено смысла.
В настоящее время имеется только один пример решения перечисленных выше задач, результаты которого можно проверить по данным более или менее продолжительных наблюдений. Эти результаты включают график изменений средней температуры нижнего слоя воздуха в Северном полушарии из-за усиления парникового эффекта в атмосфере. Сейчас имеется возможность проверить такое предсказание изменения температуры по данным наблюдений до 2000 г.
Предсказание перехода от похолодания к потеплению в 1972 г.,
почти совпавшее со временем составления прогноза, но установленное по данным наблюдений только в 1975 г., явилось необычным событием в истории климатологии. Отметим, что факт обнаружения начала нового потепления в то время был понят только небольшой группой совместно работавших ученых, которые участвовали в исследованиях, позволивших обосновать упомянутый выше прогноз. Более или менее общее признание этого факта произошло значительно позже.
Достоверность результатов расчетов ожидаемых изменений глобального климата при применении теоретических исследований обсуждалась в ряде выполненных работ. Весьма вероятно, что погрешность таких оценок не может быть меньше различий результатов теоретических расчетов современного климата с данными метеорологических наблюдений.
Легко понять, что для большинства практических задач, решаемых при использовании данных о климате будущего, наибольшее значение имеют материалы о климатических условиях ближайших пятнадцати лет. Эти условия особенно необходимо учитывать при планировании развития многих областей народного хозяйства. Для указанного времени можно надеяться на сравнительно высокую точность сведений о количестве парниковых газов в атмосфере. Наряду с этим прогноз изменений климата для 2020 г. может быть обоснован независимыми способами, что имеет существенное значение для общего понимания степени надежности аналогового метода предсказания климатических условий будущего.
Открытие антропогенного изменения климата, обусловленного ростом концентрации углекислого газа и ряда мелких газовых составляющих атмосферы, представляет большой интерес для понимания природы возможной в настоящее время антропогенной климатической катастрофы. Оказалось, что воздействие человека на климат не создает каких-либо новых, ранее неизвестных путей изменения климата. Физический механизм происходящего в настоящее время потепления в основном совпадает с механизмом, который в геологическом прошлом вызывал многочисленные потепления (а также похолодания), происходившие главным образом в результате увеличения или уменьшения массы углекислого газа в атмосфере.
Еще более близкая аналогия существует между закономерностями, определяющими возникновение природных аэрозольных катастроф, и возможной антропогенной климатической катастрофой. Такая возможность вытекает из исследований, выполненных в нашей стране в начале 70-х гг. XX в. В этих исследованиях выяснено, что понижение средней температуры воздуха у земной поверхности в рассматриваемом случае составит 5—10 “С. Такое значение совпадает с понижением средней температуры после падения большого астероида.
Так как точность имеющихся расчетов влияния ядерных взрывов на климат ограничена, существенное значение для подтверждения перспективы возникновения аэрозольной климатической катастрофы после ядерной войны имеет рассмотренный выше вопрос об аэрозольных климатических катастрофах в геологическом прошлом. Возможность развития таких явлений под действием естественных факторов и их сильнейшее влияние на биосферу значительно усиливает вероятность возникновения аналогичной катастрофы при взрывах многочисленных ядерных бомб. При решении вопроса о возможных последствиях ядерной войны следует исходить из представления, что существующие методы определения предстоящего изменения климата после ядерной войны позволяют оценить только знак и порядок величины предстоящего похолодания. Это означает, что прогноз последствий ядерного конфликта может иметь только вероятностный характер.
Переходя от наибольших значений возможного понижения температуры к наименьшим, можно перечислить несколько возможных вариантов этого прогноза, к которым относятся: 1) уничтожение биосферы; 2) уничтожение многих видов животных, растений и гибель человечества; 3) уничтожение некоторых живых организмов при сохранении части человечества; 4) отсутствие значительных экологических последствий на территории, непосредственно не затронутой военными действиями.
Таким образом, приходится считаться с возможностью осуществления после ядерной войны трех первых вариантов экологического прогноза. Представление о том, что ядерные столкновения приведут не только к уничтожению множества жителей воюющих стран, но и создадут угрозу глобальной климатической катастрофы, усиливает убеждение в невозможности для какой-либо страны достичь победы в ядерной войне. Более того, начало этой войны создаст угрозу уничтожения всего человечества. Такой вывод позволяет надеяться на исключение использования ядерного оружия как средства решения международных проблем.