Реферат по теме :

                Климат Земли и перспективы его изменения.

        Работу выполнила: Овчинникова Александра.

          Группа Ркд.1.

•                                          Содержание:
1. Введение.
2. Климаты прошлого.
3. Причины изменения климата.
1. Внешние причины изменения климата.
2. Внутренние причины изменения климата.
4. Современные изменения климата.
5. Климат будущего.
6. Заключение.
7. Список литературы и сайтов.

Введение.

Вопрос об изменениях 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 данной 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 общепринятого 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 влияние глобальные 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.Для разработки надежного метода прогноза климата будущего в условиях возрастающего влияния хозяйственной деятельности человека на атмосферные процессы необходимо использование физической теории изменений климата. Между тем, имеющиеся численные модели метеорологического режима являются приближенными и их обоснования содержат существенные ограничения.Очевидно, что эмпирические материалы об изменениях климата имеют очень большое значение, как для построения, так и для проверки приближенных теорий изменений климата. Аналогичное положение имеет место в изучении последствий воздействий на глобальный климат, осуществление которых, по-видимому, возможно в ближайшем будущем. Целью настоящей работы является анализ климатов прошлого, современного и будущего, а также проблем регулирования климата.Для выполнения поставленной цели нами сформулированы следующие задачи:

1.Изучить по  литературным источникам климаты прошлых эпох;

2.Ознакомиться  с методами изучения и оценки  современного климата и климата  будущего;

3.Рассмотреть  прогнозы и перспективы климата  в будущем и проблемы его  регулирования. 

Материалами для  выполнения работы послужили монографии и другие публикации современных отечественных и зарубежных ученых по данной проблеме. 
 


Климаты прошлого.

Самая постоянная характеристика мирового климата —  это его непостоянство. Часто  колебания метеорологических характеристик  непродолжительны и, по-видимому, случайны, но порой они отражают фундаментальные изменения климата, которые могут устойчиво сохраняться в течение столетий и даже тысячелетий. Рассмотрим климаты далекого прошлого, или палеоклиматы, имевшие место на северо-западе Европы в течение последнего миллиона лет (так называемого четвертичного периода).В течение большей части плейстоцена, который окончился примерно 10 ООО лет назад, около 20 миллионов квадратных километров северной и центральной части Северной Америки, Европы и северо-западной части России были покрыты слоем льда, толщина которого во многих местах составляла более 3 километров. (В южном полушарии часть юго-восточной Австралии, Новая Зеландия, Патагония и южная часть Чили были также покрыты льдом.) Но четвертичное оледенение не было постоянным; в течение нескольких столетий, — тысячелетий ледники таяли и уменьшались, наступали как бы своеобразные перерывы в оледенении Земли. Климат в эти периоды был значительно теплее, чем в периоды оледенений, и иногда даже мягче, чем сейчас.В Англии последнее оледенение достигало максимального развития примерно 17 ООО лет назад, но уже 8000 лет до нашей эры страна была почти свободна ото льда. По мере того как льды на материке таяли и вода стекала в океан, уровень Северного моря поднимался и вода заполнила то, что теперь называется Дуврским проливом, и Британия стала островом. 1000—500 лет до нашей эры климат стал более сырым, с холодным и облачным летом. О позднейших изменениях климата мы знаем от очевидцев, чьих свидетельств довольно много в древних летописях. Период с 1000 и до 1250 года был очень теплым и безветренным. Между 1550 и 1850 годами отмечалось существенное ухудшение климата, которое называют «малой ледниковой эпохой». В течение этих трех столетий альпийские ледники росли и заполняли долины, а арктические морские льды достигли самого южного положения за последние 10 ООО лет.С 1850 до 1940 года климат снова изменялся: широко распространилось потепление с тенденцией к установлению более морских условий на обоих берегах Атлантического океана. Наибольшим потепление было в Арктике, где температура, по-видимому, поднималась до 2,8—3,0° С тогда, как южнее 50° С северной широты изменения были незначительны или их не было совсем. Во многих местах, например в Англии, наблюдалось увеличение облачности и дождей, хотя в субтропических пустынях возросла засушливость.Это удивительное потепление климата имело заметное влияние на растительный и животный мир. Обитатели океанов освоили более северные районы, поскольку океан стал теплее. К 1938 году морские льды в Северном Ледовитом океане отступили и северные порты стали освобождаться ото льда на большее число дней в году. Предполагалось, что если потепление будет продолжаться, то к концу века весь Северный Ледовитый океан освободится ото льда. Ежегодная продолжительность пребывания морских льдов у берегов Исландии уменьшилась: с 12 недель в 1880— 1920 годах до 10,5 недели к 1940 году. Но в пятидесятых годах продолжительность льдов снова возросла на четыре недели. Это всего лишь одно из многих указаний на то, что потепление первых сорока или пятидесяти лет 20-го столетия окончилось и в 60-х отмечалось изменение климата к более суровому. В большинстве мест процесс ухудшения климата начался еще в 1930—1940 годах, хотя в восточной части США он, по-видимому, задержался до начала пятидесятых годов. Американский метеоролог Митчел показал, что средняя температура Земли в 60-х годах упала на 0,2° С по сравнению с 1940 годом, хотя в период общего потепления климата поднялась на 0,5° С.

                    Причины изменения климата.

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 уменьшения концентрации атмосферной углекислоты, что привело к снижению средней глобальной температуры воздуха на 2 – 3 градуса (в высоких широтах на 3 – 5). 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.

Внешние причины изменения  климата.

1. Наша планетная  система входит в состав Галактики  и вращается относительно её центра. Один оборот, астрономы его назвали  галактический год, длится по нашему планетному времени 180-240 млн. лет ( данные взяты из различных астрономических справочников). По аналогии с земным годом - галактический год условно разбит на четыре времени года - зима, весна, лето, осень. По оценкам астрономов мы живем в осеннем периоде галактического года. При движении по галактической орбите планетная система проходит области пространства с различной плотностью материи (зафиксировано астрономическими наблюдениями), вследствие чего изменяется интегральная плотность излучения солнечной энергии, приходящей на планету. Иными словами - изменяется прозрачность космического пространства, влияющего на величину получения солнечной энергии.
2. На изменение климатических и погодных условий влияет переменное излучение источника (Солнце).Солнечное излучение, падающее на планету, частично отражается в космическое пространство, частично поглощается. Поглощенная энергия нагревает поверхность планеты. Исключительно важным фактором, влияющим на климат и погодные условия планет, является наличие или отсутствие атмосферы. Атмосфера планеты влияет на тепловой режим планеты. Плотная атмосфера планеты влияет на климат несколькими путями: а) парниковый эффект увеличивает температуру поверхности; б) атмосфера сглаживает суточные колебания температуры; в) движение воздушных масс (циркуляция атмосферы) сглаживает разность температур между экватором и полюсом. Из физики известно, что излучаемая величина энергии зависит от температуры поверхности  источника. Поверхность Солнца имеет неравномерные температурные зоны и наша планета, попадая в радиальный конус излучения Солнца получает различную величину энергии излучения, что влияет на жизнедеятельность живой материи планеты.  ( Было бы неплохо, чтобы и астрономы принимали участие в составлении прогнозов погоды).
3. Движение планет по орбите в любой планетной системе представляет собой концентрическую окружность с уменьшением радиуса орбиты. Этот вывод сделан на основе решения уравнений движения материальных тел по окружности (вращательное движение) и баланса энергий для тел с переменной массой. ( эти уравнения может составить и решить даже студенты 2-3 курса, изучающие физмат). Из уравнения следует, что с изменением массы тела изменяется характеристика движения тела по орбите.(У Вас возникнет вопрос- принято считать, что орбиты планет имеют эллипсовидную траекторию, но а в какой системе координат?. Если брать систему координат с центром вращения планетной системы - то эллипс, если относительно оси вращения Солнца - то круговое, в Галактической системе координат получается очень интересная кривая ( попробуйте сами построить график движения планеты в данной системе координат). При увеличении массы тела уменьшается величина радиуса и скорость перемещения тела. Это характерно и для нашей планеты т.к. масса планеты ежесуточно увеличивается примерно на 10000т, зафиксировано и измерено замедление вращение нашей планеты. С уменьшением расстояния от источника излучения до планеты увеличивается величина энергии, приходящаяся на единицу площади поверхности. Происходит разогрев планеты, что мы воспринимаем как изменение климата. Эта закономерность справедлива и для всех орбитальных  космических аппаратов. Увеличение массы КА происходит вследствие доставки на КА дополнительного оборудования, продуктов питания и т.д., а также вследствие оседания на конструкциях КА космической пыли, состоящей из осколочной материи 1-го рода и частично 2-го рода. Для МКС - увеличение массы - это стыковка нового КА, пополнение запасов продовольствия, приборов и т.д. В этот момент особенно заметно  "проседание орбиты" (термин в космонавтике).  Данная закономерность движения планет с изменяемой массой справедлива для всех планетных систем. С течением времени масса планеты увеличивается, уменьшается радиус и орбитальная скорость вращения. Уменьшается плотность космического пространства за счет оседания материи на космических телах ( планеты, астероиды и т.д.)  Исходя из этого можно сделать вывод - планета Венера в далеком прошлом была похожа на нашу планету Земля и возможно там существовала разумная жизнь. Марс  - это планета на которой через 1-1.5 галактических года появятся саморазвивающиеся структурные образования, т.е. возникнет жизнь. Для нашей планеты Земля уготована участь планеты Венера, при условии что человечество не научится управлять движением планет и проводить своевременно коррекцию орбиты.

Внутренние причины изменения климата.

Саморазвивающиеся структуры получают свое развитие в  определенном, для каждого вида, климате  или условий окружающей среды. Растительный и животный мир  приспосабливается к окружающей  среде, человек - не только приспосабливается но и умеет изменить окружающую среду обитания. Рост промышленного производства, увеличение энергозатрат, увеличение добычи полезных ископаемых и энергоресурсов, увеличение населения планеты. увеличение необработанных отходов, изменяет состояние окружающей среды. Изменяются её параметры: температура, влажность, химический состав атмосферы и почвы, увеличение перемещений воздушных потоков (ураганы, торнадо, циклоны).По оценкам независимых экспертов жизнедеятельность живой материи ( человек, животный и растительный мир) влияют на изменение климата планеты в размере 20-22% от всех причин. Глобальное потепление, возрастание количества природных явлений (вулканическая деятельность, циклоны, цунами. и т.д.) связано с увеличением добычи энергоресурсов и полезных ископаемых. Приведу небольшой пример: - механики прекрасно знают, чтобы сбалансировать ротор вращения необходимо распределить его массу так, чтобы разница крутящего момента диаметральных точек была равна нулю. Только в этом случае отсутствуют биение ротора вращения.Планеты - это материальные тела шарообразной формы, имеющие собственное вращение. Законы классической механики (динамики вращательного движения) справедливы и для планет. Я исхожу из этих закономерностей. Несбалансированная , по широте местности, добыча энергоресурсов, полезных ископаемых приводит к разбалансировки планеты, а также искусственное сосредоточение массы в определенных точках поверхности планеты - города Мегаполисы, гидросооружения с водохранилищами. 


Планеты- это  оболочковые структуры. Оболочка планет состоит из вещества, находящееся в твердом, жидком, газообразном состоянии в зависимости от возраста. Наша планета не исключение, также имеет оболочку, твердое состояние - это тектонические плиты. Под тектоническими плитами вещество находится в жидком состоянии - магма. Такое строение планеты выявляет закономерность самобалансировки тела вращения.  При добыче энергоресурсов и полезных ископаемых происходит перемещение массы вещества из одной точки поверхности планеты в другую, что приводит к расбалансу системы тела вращения. Под действием центробежных сил  происходит перетекание магмы, перераспределение магмы, или же происходит самобалансировка. Процесс занимает определенное время, в виду большой вязкости магмы, условий перетекания и является одной из основной внутренней причиной изменения климата.

Рассмотрим более  подробнее явление перемещения  магмы. Во первых - магма  это вещество, находящееся в жидком состоянии  с температурой выше точки плавления  тугоплавких материалов, в то же время магма источник тепла, который создает и поддерживает температуру тектонических плит. Перемещение магмы влечет за собой следующее:

1. - изменение  температуры тектонических плит, что в свою очередь изменяет  температуру верхних слоев оболочки ( зафиксировано и измерено изменение температур придонных вод океанов, вечной мерзлоты ± 0.21-0.24 °, т.е. в одних местах температура увеличивается в других понижается);

2.- изменяется  обобщенный коэффициент плотности  материи оболочки в радиальном  направлении, приводящего к образованию аномальных зон, возникновению турбулентных потоков денийной материи, являющие причиной образования  вихревых воздушных потоков;

3.- изменяется  давление на тектонические плиты,  заставляя их перемещаться относительно  друг друга, способствуя возрастанию вулканической деятельности.

Анализируя изменения  климатических и погодных условий  за последнее десятилетие, можно  сделать вывод что:

- похолодание  в Канаде, повышение температуры  вечной мерзлоты в районах  Западной Сибири связано с  перекачкой нефти и газа из этих районов;

- возрастание  количества и мощности воздушных,  турбулентных потоков воздуха  в районах Мексиканского залива, южные районы США, Индонезии,  Китая и т.д. свидетельствуют  о неблаговидной деятельности  человека на нашей планете  Земля.

-Можно привести  ещё множество конкретных фактов, но все они базируются на  вышеперечисленных причинах. 
 
 
 


        Современные изменения  климата.

Наиболее крупное  изменение климата за время инструментальных наблюдений началось в конце 19 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 20 века и достигло максимума в 30-х годах, когда средняя температура воздуха в северном полушарии повысилась приблизительно на 0,6 градусов по сравнению с концом 19 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 современном изменении климата  в южном полушарии имеют менее  определенный характер по сравнению  с данными для северного полушария, есть основания считать, что в первой половине 20 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.

Потепление, достигшее  максимума в 30-х годах, по-видимому, определялось увеличением прозрачности стратосферы, повысившим поток солнечной радиации, поступающей в тропосферу (метеорологическую солнечную постоянную). Это привело к возрастанию средней планетарной температуры воздуха у земной поверхности.

Изменения температуры воздуха на различных широтах и в различные сезоны зависели от оптической толщины стратосферного аэрозоля и от перемещения границы морских полярных льдов. Обусловленное потеплением отступления морских арктических льдов привело к дополнительному, заметному повышению температуры воздуха в холодное время года в высоких широтах северного полушария.Представляется вероятным, что изменения прозрачности стратосферы, произошедшие в первой половине 20 века, были связаны с режимом вулканической деятельности и, в частности, с изменением поступления в стратосферу продуктов вулканических извержений, включая в особенности сернистый газ. Хотя этот вывод основан на значительном материале наблюдений, он однако, является менее очевидным по сравнению с приведенной выше основной частью объяснения причин потепления.Следует указать, что это объяснение относится только к главным чертам изменения климата, которое произошло в первой половине 20 века. Наряду с общими закономерностями процесса изменения климата этот процесс характеризовался многими особенностями, относящимися к колебаниям климата за более короткие периоды времени и к колебаниям климата в отдельных географических районах.Но такие колебания климата были в значительной мере обусловлены изменениями циркуляций атмосферы и гидросферы, которые имели в некоторых случаях случайный характер, а в других случаях были следствием автоколебальных процессов.Есть основания думать, что в последние 20-30 лет изменения климата начали в известной мере зависеть от деятельности человека. Хотя потепление первой половины 20 века оказало определенное влияние на хозяйственную деятельность человека и явилось наиболее крупным изменением климата за эпоху инструментальных наблюдений, его масштабы были незначительны по сравнению с теми изменениями климата, которые имели место в течение голоцена, не говоря уже о плейстоцене, когда развивались крупные оледенения.Тем не менее, изучение потепления, произошедшего в первой половине 20 века, имеет большое значение для выяснения механизма изменений климата, освещенным массовыми данными надежных инструментальных наблюдений.В связи с этим всякая количественная теория изменений климата должна быть, прежде всего, проверена по материалам, относящимся к потеплению первой половины 20 века.

Климат  будущего.

Каким будет климат? Одни считают, что на планете будет похолодание. Конец XIX и XX столетие - это передышка, подобная той, какая была в средние века. После потепления температура вновь понизится и наступит новый ледниковый период. Другие говорят, что температуры будут непрерывно повышаться. Наступят если не мезозойские погоды, когда отсутствовали какие-либо сезонные колебания температур, то во всяком случае условия, близкие к климатическому оптимуму. Спорам нет конца. Чему же верить?

Не так просто ответить на поставленный вопрос. Одни учитывают в своих прогнозах данные инструментальных наблюдений. Но ведь для прогноза это весьма мало. Да и выводы получаются очень шаткими. Другие оперируют тенденциями и закономерностями, выведенными при изучении климатов Земли за более длительный отрезок времени. Но и этого недостаточно. При любых прогнозах надо учитывать хозяйственную деятельность современного человека, тогда они будут более достоверными.

В результате хозяйственной  деятельности человека в атмосферу  во все возрастающем количестве поступает углекислый газ, создающий тепличный, оранжерейный эффект; пары воды и различные термодинамически активные примеси (фреоны, фтористые, бромистые, хлористые и сернистые соединения и окислы азота). Окислы азота и фреоны вступают в химические реакции с озоном, разрушают преграду, благодаря которой существует на Земле не только человечество, но и все живое. Хорошо известно, что озоновый экран препятствует проникновению ультрафиолетового излучения, которое пагубно воздействует на живой организм. Одни термодинамически активные примеси отражают солнечную радиацию, а другие, наоборот, усиленно ее поглощают. В таком случае поток солнечной радиации, направленный к земной поверхности, сильно меняется.

Уже сейчас в  крупных городах и промышленных центрах повышена тепловая радиация. В ближайшем будущем этот процесс усилится. Тепловые выбросы, в настоящее время оказывающие влияние на погоду, в будущем будут интенсивнее воздействовать на климат.

Установлено, что  в земной атмосфере прогрессивно снижается количество углекислого газа. В течение всей геологической истории содержание этого газа в атмосфере довольно сильно менялось. Было время, когда углекислого газа в атмосфере было в 15-20 раз больше, чем в настоящее время. Оказалось, температуры на Земле в это время тоже были высокими. Но стоило количеству углекислоты в атмосфере снизиться, как температуры понижались. Прогрессивное снижение углекислого газа в атмосфере началось около 30 млн. лет назад и продолжается ныне. Расчеты показывают, что уменьшение атмосферной углекислоты будет происходить и в будущем.

В результате снижения количества углекислого газа произойдет новое сильнейшее похолодание, наступит оледенение. Это может случиться  через несколько сотен тысяч  лет.

Снижение концентрации атмосферной углекислоты будет сопровождаться постепенным сокращением продуктивности автотрофных растений и общей биомассы живых организмов на Земле. В связи с расширением площади покровных ледников в высоких широтах и возникновением внутриматериковых ледниковых центров резко сократятся ареалы животных и растений.

Мы нарисовали довольно пессимистическую картину  будущего. Но мы не учитывали влияния  хозяйственной деятельности человечества на климат. А оно, оказывается, настолько  велико, что равноценно некоторым  природным явлениям. В предстоящие десятилетия основное воздействие на климат будут оказывать, по крайней мере, три фактора: скорость роста выработки различных видов энергетики, главным образом тепловой; увеличение содержания углекислого газа в атмосфере в результате активной хозяйственной деятельности людей; изменение концентрации атмосферного аэрозоля. В наше столетие естественная убыль атмосферной углекислоты не только была приостановлена в результате хозяйственной деятельности человечества, но в 50-е и 60-е годы начали медленно повышаться концентрации углекислого газа в атмосфере. Это было обусловлено развитием промышленности, резко возросшим количеством сжигаемого топлива, необходимого для выработки тепла и энергии. Причем количество выброшенной в атмосферу антропогенной углекислоты оказалось соизмеримым с тем количеством углекислого газа, которое выделяется из земных недр.

Значительное  влияние на содержание атмосферной  углекислоты и формирование климата  оказывают вырубки лесных массивов, продолжающиеся во все возрастающих размерах как в тропических странах, так и в умеренном поясе, и размещение на их месте в лучшем случае сельскохозяйственных угодий.

Уменьшение площади  лесных массивов приводит к двум весьма нежелательным для человечества последствиям. Во-первых, сокращается процесс переработки углекислого газа и выделение растениями свободного кислорода в атмосферу. Во-вторых, при вырубке лесов, как правило, оголяется земная поверхность, а это приводит к тому, что солнечная радиация отражается сильнее и вместо нагревания и сохранения тепла в приземной части поверхность, наборот, охлаждается.  Можно полагать, что, несмотря на значительный запас топливных ресурсов, главным образом каменного угля и горючих сланцев, их запасы в экономически развитых районах и легкодоступных глубинах постепенно истощаются. Освоение новых перспективных районов и необходимость добычи полезных ископаемых со все более значительных глубин приводят к существенному подорожанию сырья. Все эти факторы должны способствовать более широкому применению в промышленных целях ядерной, а затем и термоядерной энергии.

Значит, прогноз  климата в определенной мере зависит  от правильного прогноза развития тепловой энергетики? Но такой прогноз для XXI в. представляет определенную трудность. Разработано несколько сценариев использования ископаемого топлива в течение ближайших десятилетий и на их основе рассчитано образование атмосферной углекислоты. Наиболее вероятным представляется сценарий, предложенный американскими учеными К. Килингом и Р. Бекестоу. Согласно этому сценарию количество углекислого газа, выделяемого при сжигании топлива, увеличивается по сравнению с современной эпохой в несколько раз, но уже в начале XXII в. поступление углекислоты в атмосферу в результате хозяйственной деятельности человека станет убывать. Масса атмосферной углекислоты в результате сжигания ископаемого топлива в конце XXI в. достигнет 0,2 % (как известно, в настоящее время она составляет 0,033 %, а 20- 25 лет назад было 0,029 %). Предлагаемая величина концентрации углекислоты будет примерно соответствовать уровню содержания углекислого газа в эпохи существования на Земле жаркого безморозного климата.

Легко напрашивается  вывод, что температурный режим  на планете в XXI в. может стать  таким же, каким он был в отдаленные геологические эпохи. Однако надо признать, что такое представление остается односторонним, так как учитывает изменение углекислого газа только исходя из уровня развития тепловой энергетики, но не учитывает других факторов изменения компонентов климатической системы.

Вместе с тем  принципиально важным является вывод  о том, что снижение достигнутых  высоких уровней концентрации углекислого  газа после XXI в. будет происходить  довольно медленно и, следовательно, долго  будут существовать благоприятные  для жизнедеятельности людей климатические условия.

Для воспроизведения  достоверной картины изменения  углекислого газа в атмосфере  необходимо учитывать не только рост тепловой энергетики, но и изменение  во времени массы живого вещества, главным образом растительной и  животной биоты, на суше и в океане. Ведь биота выступает в роли ведущего регулятора атмосферной углекислоты.

Как известно, частицы  аэрозоля в нижней части стратосферы  увеличивают отражательную способность, что приводит к снижению средних  глобальных температур. При расчетах необходимо учитывать и этот аспект. Вероятность возможного возрастания аэрозоля, несмотря на все увеличивающиеся размеры промышленного производства в будущем, остается довольно небольшой. Это связано с тем, что промышленно развитые страны принимают активные меры по улавливанию и утилизации практически всех примесей, выбрасываемых в атмосферу. Борьба с загрязнением атмосферы усиливается, и в будущем вряд ли можно предполагать возрастание количества антропогенного аэрозоля в атмосфере.

Однако в существующих моделях почти не учитывается возможность крупных извержений вулканов с выбросом в атмосферу не только углекислоты, но и других газов, особенно сернистого. Несмотря на значительные порции углекислого газа, поступающего в атмосферу при извержении вулканов, температура приземной части воздуха повышается не так сильно, как ожидалось. Это обусловлено тем, что вулканическая пыль и пепел вместе с мелкими обломками отражают солнечную радиацию и создают в атмосфере эффект, обратный парниковому и снижающий температуру. Значит, если на Земле в течение ближайших десятилетий вулканическая активность и возрастет, то она, скорее, приведет к снижению средних глобальных температур, а не к их повышению.

Однако при  прогнозе климата будущего надо исходить из реально существующих тенденций, вызванных хозяйственной деятельностью человека. Анализ многочисленных материалов по антропогенным факторам, воздействующим на климат, позволил советскому ученому М. И. Будыко еще в начале 70-х годов дать достаточно реалистический прогноз, согласно которому увеличивающаяся концентрация атмосферной углекислоты приведет к повышению средних температур приземной части воздуха к началу XXI в. Этот прогноз в то время был практически единственным, так как многие климатологи считали, что процесс похолодания, начавшийся в 40-е годы нынешнего столетия, будет продолжаться. Время подтвердило правильность прогноза М. И. Будыко. Еще 25 лет назад, как мы знаем, содержание углекислого газа в атмосфере составляло 0,029 %, но за прошедшие годы оно увеличилось на 0,004%. Эта, в свою очередь, привело к возрастанию средних глобальных температур почти на 0,5 °. В основном выросли температуры в высоких широтах, но они почти не изменились в тропических.

Надо признать, что, несмотря на повышение средних глобальных температур в полярных областях, какое-то время будут существовать ледниковые покровы, которые увеличивают отражательную способность. В результате интенсивной вырубки лесных массивов оголится земная поверхность, некоторые районы превратятся в полупустынные и даже в пустынные области. Это тоже будет способствовать повышению отражательной способности земной поверхности. Средняя глобальная температура приземной части воздуха будет увеличиваться неравномерно и на незначительную величину, как считается, учитывая только возрастание концентрации атмосферной углекислоты. По мнению М. И. Будыко, возрастание температур к 2025 г. ожидается примерно на 2,5-3°.

Определенное  воздействие на снижение скорости роста  температурного режима земной поверхности  оказывают площадь гидросферы и главным образом существующая тепловая инерция Мирового океана. Возрастание температуры морских вод по сравнению с воздухом будет задерживаться. Но это будет компенсироваться дальнейшим обогреванием планеты за счет теплоты Мирового океана.

Каким образом  распределятся температуры на земном шаре после повышения? Наибольшие изменения  температуры приземной части  воздуха будут происходить в  современных арктическом и субарктическом поясах в зимний и осенний сезон. В Арктике средняя температура воздуха в зимний сезон возрастет почти на 2,5- 3°. Такое потепление в области развития морских арктических льдов приведет к их постепенной деградации. Таяние начнется в периферических частях ледникового щита и медленно будет смещаться в центральные районы. Постепенно толщина льда и площадь ледяного покрова будут уменьшаться.

Исходя из хозяйственной  деятельности человечества, развития тепловой энергетики количество атмосферной  углекислоты возрастет настолько, что станет примерно таким же, каким  оно было в начале плиоценовой эпохи, т. е. примерно около 5 млн. лет назад. Глобальные и региональные реконструкции климата и ландшафтов, основанные на породах - индикаторах климата, по различным ископаемым остаткам растений и животных, по геохимическим особенностям горных пород этого возраста показывают, что на территории Советского Союза севернее 50° северной широты средние температуры в самое холодное время года около 5 млн. лет назад были на 10- 15° выше, а средние годовые температуры на 5-8° выше, чем в современную эпоху. На территории Кавказа и Средней Азии средние январские температуры в то время были на 5-7°, а средние годовые температуры - на 2-3° выше современных.

Каким же представляется распределение температур приземной  части воздуха в XXI в.? Нулевая изотерма в первой четверти XXI в. в Европе сместится по сравнению с современной примерно на 10-15° по широте севернее, и температурные условия на северо-западе европейской части Советского Союза в первые десятилетия XXI в. станут примерно такими же, какие существуют ныне в Центральной Франции. Природные условия в Западной Сибири будут напоминать условия в нынешней Польше.

В связи с  изменением температурного режима в  ближайшие десятилетия должен стать  другим и характер водного режима земной поверхности. Глобальное потепление на планете всего на 1° приведет к уменьшению количества осадков в значительной части степной и лесостепной зон умеренного климатического пояса примерно на 10-15 % и к увеличению примерно на такую же величину увлажненной зоны в субтропическом поясе. Причины такого глобального изменения заключаются в существенном изменении атмосферной циркуляции, которая происходит в результате уменьшения разности температур между полюсами и экватором, между океаном и континентами. В период потепления таяние льдов в горах и особенно в полярных областях вызовет повышение уровня Мирового океана. Увеличившаяся площадь зеркала водной поверхности будет оказывать сильное влияние на формирование атмосферных фронтов, облачности, увлажненности и в значительной степени повлияет на рост испаряемости с поверхности морей и океанов.

Предполагается, что в первой четверти XXI в. в тундровой  зоне, которая к тому времени полностью  исчезнет и заменится таежной, осадки в основном будут выпадать в виде дождей и общая сумма осадков намного превысит современные. Она достигнет величины 500-600 мм в год. Учитывая, что средние летние температуры в современной тундровой зоне повысятся до 15-20 °С, а средние зимние - до минус 5-8 °С, эти области перейдут в пояс умеренного климата. Здесь возникнут ландшафты хвойных лесов (таежная область), но не исключена возможность появления зоны смешанных лесов. По данным М. И. Будыко, вплоть до линии Прибалтика - Северный Казахстан общее количество атмосферных осадков возрастет на 200-400 мм в год, но южнее увеличение будет не столь существенным.

При развитии потепления в Северном полушарии расширение географических или ландшафтно-климатических  областей будет происходить в  северном направлении. Сильно расширятся области равномерного и переменного  увлажнения. Что же касается областей с недостаточным увлажнением, то смена температурного режима отразится на миграции областей пустынь и полупустынь. Увеличивающееся увлажнение в тропических и экваториальных областях вызовет постепенно сокращение пустынных и полупустынных ландшафтов. Они будут сокращаться на южных границах. Однако взамен этого произойдет расширение их к северу. Засушливые области как бы будут мигрировать к северу. Предполагается также расширение в пределах умеренного пояса лесостепных и степных областей за счет сокращения зоны широколиственных лесов.

Заключение.

Из выше перечисленных  материалов можно сделать вывод,что  в современную эпоху глобальный климат уже в некоторой мере изменен  в результате хозяйственной деятельности человека. Эти изменения обусловлены главным образом увеличением массы аэрозоля и углекислого газа в атмосфере.Современные антропогенные изменения глобального климата сравнительно невелики, что частично объясняется противоположным влиянием на температуру воздуха роста концентрации аэрозоля и углекислого газа. Тем не менее эти изменения имеют определенное практическое значение, в основном в связи с влиянием режима осадков на сельскохозяйственное производство. При сохранении современных темпов хозяйственного развития антропогенные изменения могут быстро возрасти и достигнуть масштабов, превышающих масштабы естественных колебаний климата, происходивших в течение последнего столетия.В дальнейшем при этих условиях изменения климата будут усиливаться, причем в 21 веке они могут стать сравнимыми с естественными колебаниями климата. Очевидно, что столь значительные изменения климата могут оказать громадное влияние на природу нашей планеты и многие стороны хозяйственной деятельности человека.

В связи с  этим возникают задачи предсказания антропогенных изменений климата, которые возникнут при различных вариантах хозяйственного развития, и разработки методов регулирования климата, которые должны предотвратить его изменения в нежелательном направлении. Наличие этих задач существенно изменяет значение исследований изменений климата и особенно изучения причин этих изменений. Если раньше такие исследования имели в значительной мере познавательные цели, то сейчас выясняется необходимость их выполнения для оптимального планирования развития народного хозяйства.

Следует указать  на международный аспект проблемы антропогенных  изменений климата, который приобретает  особенно большое значение при подготовке крупномасштабных воздействий на климат. Воздействие на глобальный климат приведет к изменению климатических условий на территорий многих стран, причем характер этих изменений в разных районах будет различным. В связи с этим в работе Е. К. Федорова неоднократно указывалось, что осуществление любого крупного проекта воздействия на климат возможно только на основе международного сотрудничества.

Сейчас есть основания для поставки вопроса  о заключении международного соглашения, запрещающего осуществление несогласованных  воздействий на климат. Такие воздействия  должны разрешаться только на основе проектов, рассмотренных и одобренных ответственными международными органами. Это соглашение должно охватывать как мероприятия по направленному воздействию на климат, так и те виды хозяйственной деятельности человека, которые могут привести к непреднамеренным применениям глобальных климатических условий.

                 Список литературы  и сайтов:

1.Будыко М.И.  Изменения климата .- Ленинград:  Гидрометеоиз-дат, 1974. - 279 с.

2.Монин А.С., Шишков  Ю.А. История климата .- Ленинград:  Гидрометеоиздат, 1974. 407 с.

3.http://klimat-factor.ru

4.http://www.climatechange.ru

5.http://arthous.do.am