Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow Физико-химические процессы в техносфере

Климат планеты

Слово «климат» произошло от греческого слова klima - «наклон». Более 2000 лет назад его ввел в научный оборот древнегреческий астроном Гиппарх. Он хотел показать, что именно наклон земной поверхности к солнечным лучам, или, по-другому, угол падения солнечных лучей, изменяется от экватора к полюсам и определяет погодные условия в каждой конкретной местности. Климатом называют многолетний режим погоды или среднее состояние атмосферы, характерное для данной территории. Климат является частью географического ландшафта и оказывает огромное влияние на все его компоненты - рельеф, воды, почвы, растительный и животный мир.

Глобальные изменения климата планеты и роль парникового эффекта

Климат непостоянен не только в пространстве, но и во времени. Это связано с изменениями размеров материков и океанов, состава атмосферы в геологической истории планеты, а также с разными астрономическими причинами, например с изменениями во вращении Земли вокруг Солнца или с колебаниями солнечной активности. За период эволюции биоты среднее значение глобальной температуры у поверхности Земли по отношению к современному уровню 288 К (15 °С) изменялось в пределах 10-20°С.

Выделяют естественные и антропогенные причины глобального изменения климата на Земле.

Естественные факторы, влияющие на климат планеты, могут быть космического и некосмического (земного) происхождения.

Космические факторы это:

  • • солнечная активность, которая влияет на состояние озонового слоя или просто на общее количество излучения;
  • • изменение наклона оси вращения Земли (прецессия и нутация);
  • • изменение эксцентриситета орбиты Земли;
  • • катастрофы, наподобие падения астероидов.

Факторы земного происхождения:

  • • извержения вулканов;
  • • изменение количества газов и аэрозолей естественного происхождения в атмосфере планеты;
  • • выделение газов и тепла из недр планеты;
  • • изменение отражающей способности атмосферы.

На формирование климата Земли оказывают влияние три глобальных процесса: теплооборот, влагооборот и общая циркуляция атмосферы. Они тесно связаны между собой и воздействуют друг на друга. Климат каждой конкретной территории формируется под воздействием многих географических факторов: географической широты, высоты над уровнем моря, распределения воды и суши, рельефа, характера подстилающей поверхности, океанических течений, растительности, снежного и ледяного покрова. В последнее время к этим факторам добавилась хозяйственная деятельность человека.

Земля как планета получает из мирового пространства тепло, главным источником которого является Солнце, и отдает его в мировое пространство только радиационным путем. Изменения и влияние факторов, которые меняют энергетический баланс системы Земля-атмосфера и могут вызвать изменение климата, называют «радиационным воздействием». К радиационным факторам климата относят отражающую способность (альбедо) верхних слоев атмосферы, облачного покрова, поверхности земли и океана, прозрачность и излучение атмосферы. Неравномерный нагрев суши и океана порождает воздушные и океанические течения, теплообмен между океаном, сушей и атмосферой. Эти циркуляционные факторы играют важную роль в формировании климата.

В системе «атмосфера - подстилающая поверхность» циркулирует большее количество энергии, чем приходит от Солнца. Это происходит изза так называемого парникового эффекта, обусловленного присутствием в воздухе молекул, поглощающих восходящее ИК-излучение.

Главным поглотителем теплового излучения Солнца и земной поверхности служит вода, присутствующая в атмосфере в виде паров и облаков и, как многие считают, углекислый газ, присутствующий в атмосфере. Расчеты указывают на то, что при увеличении концентрации СОг в атмосфере вдвое температура поверхности возрастет на 3,6 °С. За период 1860- 1990 г. средняя глобальная температура атмосферы увеличилась на 0,6 К, и эта тенденция сохраняется до настоящего времени.

Многие исследователи считают это потепление следствием усиления парникового эффекта, главным образом, за счет накопления в атмосферном воздухе диоксида углерода. Отмечают, что темп роста содержания СОг в атмосфере со временем увеличивался и в конце 2000-х годов происходил со скоростью 2,20±0,01 ррш/год или 1,7 % за год. Согласно отдельным исследованиям современный уровень СОг в атмосфере является максимальным за последние 800 тыс. лет и, возможно, за последние 20 млн лет.

Современный положительный тренд концентраций СОг и появление в атмосфере «избыточного» СОг многие связывают с хозяйственной деятельностью человека, которая приводит к возрастающему потреблению (сжиганию) ископаемого топлива - угля, нефти и газа. Другой крупный антропогенный источник диоксида углерода - это изменение растительного и почвенного покрова континентов за счет вырубки, выжигания лесов, распашки целинных земель и общей интенсификация земледелия, приводящей к более быстрому извлечению углерода из гумуса почв, снижению продуктивности фотосинтеза.

Сторонники другой теории утверждают, что основной причиной климатических вариаций являются изменения как самой солнечной радиации, так и прозрачности атмосферы. Заметное уменьшение солнечной постоянной является причиной снижения температуры земной поверхности. Причиной уменьшения солнечной радиации может быть снижение прозрачности земной атмосферы, которое, в свою очередь, обусловлено присутствием в атмосфере частиц пыли.

Аэрозольный эффект (рассеяние и абсорбция как солнечной, так и земной радиации) может быть более существенным, чем эффект СОг. Если считать существующую в настоящее время оптическую плотность слоя пыли равной 0,1, то ее увеличение в 2-10 раз окажет подавляющее действие на солнечную радиацию. В то же время, излучаемая Землей ИК- радиация существенно не изменится, что приведет в результате к сильному охлаждению земной поверхности. Изменение радиационных потоков в аэрозольной атмосфере приводит к изменению ее температурной стратификации, а также к изменению температуры земной поверхности. Согласно расчетам увеличение непрозрачности атмосферы в 4 раза вызовет уменьшение температуры поверхности на 3,5 °С, что будет достаточным для наступления ледниковой эпохи.

Однако существует иная точка зрения, согласно которой наблюдаемые особенности изменения температуры находят достаточно убедительное объяснение в рамках циркуляционной гипотезы. Сторонники этой гипотезы указывают на существование периодов значительно более сильно выраженных потеплений (на 1,5-2 К) в историческом прошлом (VIII— XII вв., первая половина XVI и XVIII вв.), которые едва ли могут объясняться антропогенным воздействием.

Климатологи считают значимым изменение средней глобальной температуры уже на 0,1 К, если оно сохраняется длительное время. Неконтролируемое увеличение содержания в атмосфере парниковых газов неизбежно приведет к существенным перестройкам в климатической системе Земли, влекущим за собой серьезные последствия.

В последнее время для объяснения причины изменения климата, частого возникновения пожаров, наводнений, засух, ураганов и др. вновь стали привлекать значение влияния циклического движения течения в Тихом океане Эль-Ниньо и Ла-Нинья (рис. 2.11).

Эль-Ниньо (4, 5) и Ла-Нинья (3)

Рис. 2.11. Эль-Ниньо (4, 5) и Ла-Нинья (3)

Эль-Ниньо - это теплое поверхностное течение, возникающее в экваториальной части Тихого океана и направляющееся к Южноамериканскому побережью. Противоположная фаза движения вод называется Ла-Нинья. Характерное время цикличности процесса - от 3 до 8 лет, однако сила и продолжительность Эль-Ниньо в реальности сильно варьирует.

Эти течения определяют температурные аномалии поверхностного слоя приэкваториальной части Тихого океана продолжительностью не менее 5 месяцев, выражающиеся в отклонении температуры воды на 0,5 °С в большую (Эль-Ниньо) или меньшую (Ла-Нинья) сторону.

Считается, что возникновение течения связано с нерегулярными колебаниями погодных условий на земном шаре. В то же время изменение температурного градиента воды, в свою очередь, существенно влияет на климат. С возникновением Эль-Ниньо связывают кратковременные колебания в климатических условиях по всему миру; бушуют засухи и пожары в Австралии и других местах, в Боливии и Перу — наводнения, суровые зимы в Северной Америке, бурные тропические циклоны в Тихом океане. Тихий океан представляет собой огромную теплоохладительную систему, которая обуславливает движение систем воздушных масс. Изменение температуры Тихого океана влияет на погоду в общемировом масштабе.

Сравнение двух климатических аномалий свидетельствует о том, что во время действия Ла-Нинья происходит гораздо меньше природных катастроф, чем во время Эль-Ниньо.

Проявление Ла-Нинья существенно уменьшилось в последние десятилетия. Раньше «брат» и «сестра» выступали с равной силой, но в последние десятилетия Эль-Ниньо набрал силу и приносит гораздо больше разрушений и ущерба (рис. 2. 12).

Периодичность проявления Эль-Ниньо и Ла-Нинья

Рис. 2.12. Периодичность проявления Эль-Ниньо и Ла-Нинья

Такой сдвиг в силе проявления Эль-Ниньо вызван, по мнению исследователей, влиянием парникового эффекта. Некоторые ученые высказывали опасения, что глобальное потепление может привести к тому, что Эль- Ниньо станет возникать еще чаще.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы