Учебники

Глобальное изменение климата

Атмосфера состоит из смеси 10 различных газов, преимущественно азота (около 78%) и кислорода (21%). Оставшийся процент приходится в основном на аргон, а также небольшое количество углекислого газа, гелия и неона. Данные газы являются инертными (не вступают в химические реакции с другими веществами). Совсем незначительную долю атмосферы составляют также двуокись серы, аммиак, угарный газ, озон и водяные пары. Кроме того, в атмосфере содержатся загрязняющие вещества - газообразные загрязнения, частицы дыма, соль, пыль и вулканический пепел.

Атмосфера состоит из четырех слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы и термосферы. Первый слой (тропосфера) заканчивается на высоте около 12 км над землей. Тропосфера является самый теплым слоем, поскольку солнечные лучи отражаются от земной поверхности и нагревают воздух. По мере удаления от земли температура воздуха в верхней части тропосферы падает до -55°С.

Стратосфера простирается до высоты около 50 км над поверхностью Земли. В верхней части тропосферы находится озоновый слой. Здесь температура выше, чем в тропосфере, так как озон задерживает значительную часть губительного ультрафиолетового излучения.

Над стратосферой (50-70 км) находится мезосфера. В пределах мезосферы имеется мезопауза - самая холодная область атмосферы. Подлетающие к Земле метеоры, как правило, сгорают в мезосфере. Несмотря на то, что воздух здесь очень разрежен, трение, возникающее при столкновении метеора с молекулами кислорода, создает сверхвысокую температуру.

Последний основной слой атмосферы, отделяющий Землю от космоса, называется термосферой. Он находится на высоте примерно 100 км от земной поверхности и состоит из ионосферы и магнитосферы.

В ионосфере солнечная радиация вызывает ионизацию. Именно здесь частицы получают электрический заряд. Во время их движения через атмосферу, можно наблюдать находящееся на большой высоте полярное сияние. Кроме того, ионосфера отражает радиоволны, обеспечивая возможность дальней радиосвязи.

Выше расположена магнитосфера, которая представляет собой наружный край магнитного поля Земли. Она действует как гигантский магнит и защищает Землю, улавливая частицы большой энергии.

Термосфера имеет наименьшую плотность среди всех слоев, в ней атмосфера постепенно исчезает и сливается с космическим пространством.

Системы формирования погоды всего мира находятся в тропосфере. Они возникают в результате совместного воздействия на атмосферу солнечной радиации и вращения Земли. Движение воздуха (ветер) происходит, когда теплые воздушные массы поднимаются вверх, вытесняемые холодными. Воздух наиболее сильно прогревается на экваторе, где солнце находится в зените, и становится холоднее по мере приближения к полюсам.

За время существования атмосферы ее состав постоянно менялся. Первоначально она была богата углекислым газом, содержала азот, водяные пары и кислород абиогенного происхождения. Однако появление и развитие на Земле живого вещества вызвало революционные изменения в составе атмосферы. Она приобрела биогенный кислород и почти полностью освободилась от углекислого газа. Часть последнего вошла в состав земной коры в виде залежей угля, торфа и др.

Живое вещество – краеугольный камень учения о биосфере В.И. Вернадского. Под биосферой он понимал «термодинамическую оболочку с температурой от +50 до -50° и давлением около одной атмосферы». Называя поверхностную оболочку земного шара биосферой, В.И. Вернадский подчеркивал тем самым преобладающую энергетическую роль биологических процессов в образовании и развитии всего верхнего слоя земной коры, вод и атмосферы.

Атмосфера Земли обеспечивала условия для развития биосферы в течение многих сотен тысяч лет. Однако в настоящее время этому источнику жизни угрожают явления, которые многие ученые связывают с деятельностью человека - глобальное потепление, разрушение озонового слоя, загрязнение воздуха.

Межправительственная группа экспертов по изменению климата, являющаяся весьма авторитетной международной организацией, объединяющей ученых из 130 стран мира в 2007 году представила свой Четвертый оценочный доклад. В докладе сделан вывод о том, что с вероятностью в 90% наблюдаемые изменения климата связаны с деятельностью человека.

Антропогенное происхождение современных климатических изменений, в частности, подтверждают исследования содержания парниковых газов в пузырьках воздуха, вмерзших в лед. Они показывают, что такой концентрации СО2 как в настоящее время не наблюдалось в течение последние 650000 лет. При этом, по сравнению с доиндустриальным периодом (1750 г.), концентрация углекислого газа в атмосфере выросла на треть. Современные глобальные концентрации метана и закиси азота также существенно превысили доиндустриальные значения.

По оценкам специалистов, рост концентрации этих основных парниковых газов с середины ХVІІІ века обусловлен, в первую очередь, сжиганием углеродного ископаемого топлива (нефти, газа, угля и др.), развитием промышленности, а также сведением лесов, активно поглощающих CO2 атмосферы.

О роли человека в происходящих изменениях климата также свидетельствуют результаты сопоставления данных моделирования роста глобальной температуры с данными реальных наблюдений. В настоящее время разработаны различные модели прошлых и будущих изменений температуры поверхности Земли. В одних из них учитывались только естественные причины потепления, в других – антропогенный фактор. При наложении на результаты моделирования данных прямых метеорологических наблюдений выяснилось, что они совпадают с теми моделями, где учитывалось влияние человека. Это свидетельствует о том, что, в соответствии с моделями, без воздействия антропогенного фактора температура на Земле была бы сегодня ниже наблюдаемой.

И все же однозначный ответ о роли антропогенного фактора в изменениях климата пока невозможен. Ясно только то, что человек своей хозяйственной деятельностью влияет на климат. Вполне вероятно, что именно это влияние окажется решающим в длинной цепи причин, обусловливающих климатические изменения.

Однако сегодня гораздо более важно принимать во внимание другое – то, что изменения климата уже происходят и, как свидетельствуют прогнозы, вероятно, будут лишь усиливаться. Поэтому вне зависимости от причастности к ним человека необходимо предпринимать меры по противодействию этим изменениям с тем, чтобы избежать опасных и необратимых последствий для природы, экономики и общества в будущем

< Назад   Вперед >
Содержание