169749 (Глобальное потепление климата и меры, предпринимаемые международным сообществом (Киотский протокол))

Санкт-Петербургский государственный университет

ФАКУЛЬТЕТ ГЕОГРАФИИ И ГЕОЭКОЛОГИИ

КАФЕДРА ГЕОЭКОЛОГИИ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Курсовая работа

Глобальное потепление климата и меры, предпринимаемые международным сообществом (Киотский протокол)

Студентки дневного отделения 3 курса

Кузнецовой К.В.

Научный руководитель

доцент, к. физ.-мат. н. А.Г. Попов

Санкт-Петербург 2009

Содержание

Введение

1. Наблюдаемые изменения современного климата

1.1 Факты, доказывающие изменение климата

1.1.1 Изменение температуры и осадков

1.1.2 Повышение уровня моря вследствие потепления атмосферы

1.2 Версии причин изменения климата

1.2.1 Парниковые газы

1.2.2 Циклы М. Миланковича

2. Проблема Киотского протокола

2.1 Рамочная конвенция ООН о глобальном изменении климата

2.2 Принятие Киотского протокола

2.3 Россия в Киотском протоколе

2.3.1 Потенциальны выгоды России от участия в Киотском протоколе

2.3.2 Возможные риски

3.2.3 Некоторые выводы о России в Киотском протоколе

3. Последствия изменения климата

3.1 Оценка экологических и социально-экономических последствий изменения климата

3.1.1 Возможные изменения уровня океана

3.1.2 Реакция лесов

3.1.3 Изменения экосистем

3.1.4 Воздействия изменений климата на урожайность и производство зерновых культур

3.2 Перспектива на будущее

Заключение

Введение

Деятельность человека достигла уже такого уровня развития, при которой ее влияние на природную среду приобретает глобальный характер. Климатическая системы – атмосфера, гидросфера, биосфера и геосфера - а также жизнь на планете в целом, очевидно, подвергается возмущающим воздействием. Мы знаем, что на протяжении последнего столетия изменилось содержание в атмосфере некоторых естественных газовых составляющих, таких как двуокись углерода (СО₂), закись азота (N₂O), метан (СН₄) и др. Эти газовые примеси поглощают и излучают радиацию и поэтому способны влиять на климат Земли. Все эти газы в совокупности могут быть названы парниковыми.

Представление о том, что климат мог меняться в результате выбросов в атмосферу двуокиси углерода, появилась не сейчас. Уже в конце ХIХ века Аррениус указал на то, что сжигание ископаемого топлива могло привести к увеличению концентрации атмосферного СО₂ и тем самым изменить радиационный баланс Земли. В 30-х годах XX века Коллендер впервые убедительно показал, что концентрация атмосферного СО₂ увеличивается [1].

Нет ничего удивительного в том, что присутствие на Земле почти 5 млрд. человек существенно меняет природные системы. С некоторыми из этих изменений приходится смириться, чтобы продолжить использование жизненно необходимых человеку природных ресурсов.

По мнению участников Рамочной Конвенции ООН об изменении климата (РКИК) с вероятностью 90% потепление происходит из-за антропогенного влияния, в связи с этим в 1997 году был принят Киотский протокол, нацеленный на достижение основной цели Конвенции – предотвратить опасное антропогенное воздействие на климатическую систему.

Цель курсовой работы – рассмотреть проблему глобального потепления, проследить процесс принятия и осуществления Киотского протокола, принятого в связи с изменениями климата.

Исходя из этого, мною были поставлены следующие задачи:

• Проследить факты, доказывающие изменение климата в настоящее время;

• Рассмотреть возможные причины, влияющие на изменение климата;

• Изучить явление парникового эффекта и газы, вызывающие его.

• Ознакомиться с Киотским протоколом;

• Рассмотреть положение России в Киотском протоколе;

• Изучить материалы о прогнозах изменений климата в будущем.

Проблема изменения климата в результате эмиссии парниковых газов должна рассматриваться как одна из самых важных современных проблем, связанных с долгосрочными воздействиями на окружающую среду.

1. Наблюдаемые изменения современного климата

1.1 Факты, доказывающие изменение климата

Проблема изменения климата является одной из самых острых современных экологических проблем. Ее серьезность подтверждается возникшим в последние десятилетия потеплением климата с возможными отрицательными последствиями.

1.1.1 Изменение температуры и осадков

Изменился тепловой баланс Земли, за последние 100 лет глобальная температура воздуха выросла на 0,6^оС [2].

Рис. 1. Изменение глобальной температуры [2].

По вертикали: отклонение от средних температур (С^О);

По горизонтали: год.

Важнейшим параметром состояния климатической системы является температура у поверхности планеты, осредненная по всему земному шару, полушарию или некоторому региону.

Средняя глобальная температура воздуха у поверхности (ТП) оценена по приземной температуре воздуха над континентами и по температуре поверхности океана (ТПО) приблизительно с 1860 года. В течении ХХ века глобальная ТП увеличилась на 0,6±0,2 ^оС. В связи с тем, что наблюдаемое изменение климата обнаружилось в первую очередь в увеличение приземной температуры почти всюду и в среднем для земного шара, это явление получило название «глобальное потепление».

В настоящее время есть твердая уверенность, что глобально осредненная температура у поверхности Земли повышается. Согласно данным наблюдений, самым теплым годом после 1960-го был 1998, за ним следует 2002 (второй самый теплый). 11 из 13 самых теплых лет по данным наблюдений произошли после 1990. Год 2003 также оказывается вблизи трех самых теплых лет.

Однако это повышение температуры не было непрерывным. С 1976 года средняя глобальная температура росла примерно в три раза быстрее, чем за последние 100 лет. В период с 1950 по 1993 г. ночные минимальные значения температуры воздуха над сушей росли примерно на 0,2^оС за десятилетие, что примерно вдвое больше дневных максимальных температур. Это привело к удлинению безморозного периода во многих районах в средних и высоких широтах.

Увеличение глобальных приземных температур, весьма вероятно, должно вызвать увеличение осадков над сушей на несколько процентов от нормы за столетие. Отмечен рост годовых сумм осадков в высоких широтах Северного полушария примерно на 10% от нормы за 100 лет (сильные изменения уровня Каспийского моря связаны с изменениями режима осадков в бассейне Волги и Урала). Увеличилась частота засух и тропических циклонов [3].

С гораздо меньшей достоверностью можно говорить об изменение температуры у поверхности в обоих полушариях за 1800 лет. Ряд температуры за 1800 лет выглядит как стационарный, а ход ее за период инструментальных наблюдений, т.е. со второй половины ХIХ века – как совершенно необычный взрывной рост. В обоих полушариях почти стационарный процесс примерно в 1990 году сменяется резким ростом температуры, и другого столетнего периода, когда происходило бы такое однонаправленное изменение температуры, не наблюдалось на протяжении предшествующих 1800 лет. [4]

1.1.2 Повышение уровня моря вследствие потепления атмосферы

Замечено повсеместное таяние и отступление ледников; площадь арктических морских льдов сократилась. Средний по земному шару уровень моря повысился в течении ХХ века на 10-20 см.

При потеплении вода в океане расширяется. Катастрофическое разрушение ледниковых щитов может явиться потенциально опасным, так как в результате произойдет сравнительно быстрое повышение уровня моря на 1-2 см/год.

Данные, полученные с начала века, свидетельствуют о том, что средняя скорость повышения уровня Мирового океана составляет 14 см за 100 лет. Если наблюдаемые в настоящее время корреляции между уровнем моря и температурой воздуха сохранятся в будущем, то, используя эмпирические оценки, можно получить увеличение уровня моря от 25 до 165 см при глобальном потеплении от 1,5 до 5,5^оС. Есть основания полагать, что основным фактором, приводящим к повышению уровня моря, является термическое расширение океана. Возможно, что будет происходить и уменьшение площадей малых ледников, что даст дополнительный вклад в повышение уровня моря. Вероятнее всего, Гренландский ледниковый щит будет уменьшаться, однако ожидаемое увеличение количества осадков в Антарктиде должно усиливать аккумуляционные процессы. Что может примерно уравновесить поступление айсбергов и воды от ледников Гренландии.

Существует возможность катастрофического разрушения ледников Восточной Антарктиды при глобальном потеплении на 3-4^оС вследствие нагрева вод океана и значительного изменения системы их циркуляции.

В целом общая площадь морских льдов сократилось более чем на 10% по сравнению с 19 веком, т.е. почти на 1 млн. км². К 1940 году, по сравнению с началом ХХ века, в Гренландском море ледовитость сократилась вдвое, а в Баренцевом почти на 30%. [3]

(Ледник Упсала в Патагонии был одним из самых больших ледников Южной Америки, но теперь исчезает на 200 метров в год).

1.2 Версии причин изменения климата

Климатическая система включает в себя, помимо атмосферы, океан, ледниковые щиты и поверхность суши.

Изменение глобального климата происходит в результате разнообразных процессов, приводящих к изменению потоков радиационной энергии внутри системы. Например, может измениться поглощение солнечной радиации, а также поглощение длинноволновой радиации атмосферными газами.

Основные возможные причины изменения климата:

1. изменение светимости Солнца или параметров орбиты Земли;

2. изменение доли коротковолнового излучения Солнца, приходящего к верхней границе атмосферы и поглощаемого атмосферой или поверхностью Земли;

3. изменение потока уходящего длинноволнового излучения на верхней границе тропосферы;

4. изменение количества тепла, запасаемого в глубинах океана;

Вторая и третья причины в свою очередь могут возникнуть вследствие:

• изменений радиационных потоков, связанных с изменением состава атмосферы

• изменений прозрачности атмосферы, вызванных либо вулканической деятельностью, либо антропогенными поступлениями аэрозоля, либо вариациями облачности;

• изменений количества отраженной поверхностью энергии (изменений альбедо);

• изменений потока длинноволнового излучения, идущего от поверхности или поглощаемого водяным паром в атмосфере.

Солнечное излучение.

Известно, что светимость Солнца изменяется только за очень большие промежутки времени, а высокочастотная часть спектра испытывает флуктуации в масштабах времени от суток до года.

Вариации солнечного излучения в пределах ±0,1 % происходят в течение 27-суточного периода вращения экваториальных областей Солнца вокруг его оси [3].

Непосредственных свидетельств наличия климатических значений вариаций солнечного излучения в масштабах от одного года до тысячи лет не имеется. Влияние солнечных пятен на климат пока еще не установлено, поскольку наличие этой связи не подтверждено достаточным числом статистических данных. В любом случае эффекты, вероятно, очень малы. Было обнаружено наличие корреляции между солнечным излучением и числом солнечных пятен [5], обнаружены также изменения интенсивности излучения в течение 11-летнего цикла солнечной активности, но они составляют около 0,05% (спутниковые данные). Такие вариации излучения должны оказывать ничтожно малое влияние на среднюю глобальную температуру – во всяком случае, обнаружить его невозможно.

Вариации параметров орбиты Земли.

Изменения параметров земной орбиты влияют на климат в масштабах тысячелетий, так как вызывают изменения широтного и сезонного хода интенсивности солнечной радиации, приходящей на верхнюю границу атмосферы. Локальное изменение интенсивности могут превышать 10%. Основываясь на анализе результатов моделирования, пришли к заключению о том, что, поскольку большие массивы суши в настоящее время расположены в северном полушарии, наличие нелинейной связи между альбедо и площадью льдов может привести к образованию в этом полушарии больших ледяных массивов при тех изменениях орбиты земли., которые уменьшают летнюю инсоляцию.

Вариации орбитальных параметров сказываются на широтном и сезонном ходе инсоляции также и за гораздо более короткие промежутки времени. Но этот факт очень мал.

Вулканы.

При извержении вулканов в стратосферу выбрасывается пыль и соединения серы, которые превращаются в аэрозоли. Принято считать, что именно аэрозоли оказывают влияние на радиацию [5]. Отдельные извержения могут приводить к понижению средней глобальной приземной температуры воздуха на 0,3 К и нагреву на несколько кельвинов тех слоев стратосферы, где сосредоточен вулканический аэрозоль, так как он экранирует идущее к поверхности излучение и частично его поглощает. Данные наблюдений показывают, что охлаждение у поверхности происходит в течение нескольких месяцев.

Состав атмосферы.