В.И. Трухин, К.В. Показеев, В.Е. Куницын - Общая и экологическая геофизика (1119248), страница 90
Текст из файла (страница 90)
Измерения толщины льда„проведенные с помощью английской подводной лодки севернее Гренландии., показали, что толщина льда за десять лет уменьшилась с 6,7 до 4,5 м. Уменыаение годового максилимсьного ледового покрытия в Арктике и Антарктике. Рост числа айсбергов в Южной Атлантике. Рост температуры приводит к необратимым изменениям ледового покрова в Антарктике. Именно в последние годы отмечается отделение гигантских айсбергов от ледового покрытия.
Потепление приводит к значительному сокращению плавающих шельфовых ледников. Это сокращение происходит при раскалывании ледников и образовании многочисленных айсборгось Сокращение шельфовых ледников не вызывает подьема уровня моря. При значительном потеплении возможно исчезновение гигантских шельфовых ледников Росса и Фильхнера. Дальнейшее сокращение ледового покрова может привести уже к сокращению внутриматериковых ледников. Исчезновение преграды в виде шельфовых ледников приведет к сползанисо в океан и последующему таянию антарктических глетчеров.
Возрастание числа бурь, наводнений в Европе., Африке, Азии. Перед учеными стоит проблема достоверности этих «свидетельств» глобального потепления. Для получения достоверных инструментальных данных об изменении температуры, которые бы подтвердили или опровергли глобальное потепление, планируется проведение некоторых крупных международных научных экспериментов. В частности, планируется измерение скорости распространения звуковых волн в морской воде.
Как известно, скорость звука зависит от температуры, поэтому, наблсодая в течение продолжительного времени распространение звука между двумя точками Мирового океана, можно определить изменение температуры воды океана. В качестве одной такой трассы планируется использовать участок между Аляской и Новой Землей, другую трассу предполагается проложить между Тихоокеанским побережьем США и Гавайскими островами. Однако последний проект вызвал неожиданное сопротивление со стороны защитников животного мира; биологи предположили., что мощное акустическое излучение может оказать нежелательное воздействие па китов и других морских животных.
Гл. й0. Проблема глобального гаопгепленил Однако в настоящее время нельзя считать достоверно установленными причины изменения средней температуры на поверхности Земли. Нет бесспорных доказательств того, что рост средней температуры является следствием антропогенного воздействия. Значительное число ученых придерживается точки зрения, что наблюдаемое изменение средней температуры является главным образом проявлением естественных процессов, а антропогенпый вклад оценивается как незначительный. Они считают, что глобальные температуры весьма слабо зависят как от изменения общей солнечной радиации, так и от количества парниковых газов в атмосфере.
Климат, по их мпениго, зависит в основном от распределения поступающей солнечной энергии, а не от ее количества, перемены же в атмосферной концентрации СОь на это влияют слабо. Более того, ряд исследователей подвергает критике выводы и о глобальном потеплении. Об этом будет рассказано ниже. Сложность получения достоверных прогнозов изменения климата обусловлена рядом факторов. В климатической системе действует множество обратных связей, которые усложняют рассмотрение и пока не исследованы. Вклад антропогенных явлений необходимо оценивать на фоне значительных естественных процессов, многие из которых еще до конца пе изучены. Это приводит к тому, что оценки изменения средней температуры на Земле дают значительный разброс (рис. 20.5, 20.6). Цикл углерода Важную роль в климатической системе играет цикл углерода [ЗЦ. В углеродном цикле связаны в единую цепь важнейшие компоненты климатической системы — атмосфера, биота, океан, литосфера.
Антропогенное влияние на углеродный цикл также изучено достаточно хорошо и именно на примере углеродного цикла может быть продемонстрировано «могущество» биоты и человека по воздействию па природные циклы (рис. 20.7). Биота на суше ежегодно поглощает из атмосферы 10 Ггт углерода из углекислого газа (14% общего содержания в атмосфере), который используется в фотосинтезе.
В процессе дыхания биота выделяет в форме двуокиси углерода 50 Ггт углерода. Разложение растений поставляет в атмосферу еще 50 Ггт углерода. Таким образом наземная биота удерживает примерно 2 Ггт углерода ежегодно. О к ь н е. о Д о л а о о и » о о е Е о гг о е г О о м с Е 0 ь о и-г и 5,000 Настояшее время !0,000 В прошлом 20,000 Рис. 20.5. Изменение среднего значения температуры Земли за последние 20 тыс. лет и прогноз се изменения. Стрелки справа указывают результат прогноза учеными из группы 1РСС !о1] «Оптимистичное» предположение !РСС к 2100 г.
Средневековый период потепления (виноградники в Южной Англии; викинги колонизируют Гренландию) Мачый ледниковый ггериод1 !морозные ярмарки на Темзе и ,' айсберги у берегов Норвегии),' Рис. 20.6. Изменение среднего значения температуры Земли за последние 1000 лет и прогноз ее изменения. Черный пик справа указывает разброс результатов прогноза изменения средней температуры Земли к 2100 г. учеными из группы 1РСС 1311 о 5 е. о е и 4 о о Б Ф 3 :е 2 о. и> о Л е В к е ( ъ р. 0 Зе Гл. 20. Проблема глобального потепления Предсказания !РСС плюс«вероятные» положительные обратные связи Верхняя оценка 1РСС к 2100 г.
1000 1500 2000 2100 Гл. 20. Проблслха глобольпого хюпзсплсяил Атмосфсра Использсяанис нскопясио|о Фото Вырубка лссон Биолог ич и химичс пропсссы топлива 50 ~(,~ 90 тичс и хискис сссы 102 92 ззложснис Ископясмос юпли во Мягкая торФяная подстилка Оксан Рис. 20.7. Цикл углерода, показывающий его главные потоки и источ- ники. Цифры указывают годовые потоки в Ггт [ЗЦ Поверхностный слой океана в результате биологических и химических процессов поглощает 92 Гпг углерода. Дыхание фотопланктона, диффузия выделяет с поверхности океана около 90 Ггт углерода. Таким образом океан тоже ежегодно изымает из атмосферы 2 Ггт углерода.
Поглощение углерода в наземной биоте и в океане уравновешивается периодическим поступлением углерода в составе СОз в результате вулканической деятельности. Поэтому в отсутствие антропогенных поступлений в атмосферу С02 углеродный цикл на планете находится в равновесии. Деятельность человека существенно нарушает углеродный цикл. Ископаемое топливо [уголь, нефть, газ) содержит углерод. Уголь представляет собой результат трансформации доисторических остатков растений. Нефть образовалась в результате химических преобразований органических веществ, входивших в состав фитопланктона в древности. Правда, существуют теории неорганического происхождения нефти, согласно которым и сейчас происходит пефтеобразование в недрах Земли.
Газ образовался в результате подобных процессов из растений. Ископаемое топливо представляет собой углерод, исключенный из естественного углеродного цикла. Человек, добывая ископаемое топливо и включая его в производственный цикл, нарушил эту консервацию. Сжигание ископаемого топлива приводит к ежегодному поступлению в атмосферу около 6 Ггт углерода. Сжигание лесов приводит к рл. й0. Проблема глобального поп~епленил дополнительному поступлению в атмосферу около 2 Ггт углерода в год.
Таким образом, антропогенная деятельность нарушает природный углеродный цикл. Современная концентрация двуокиси углерода в 353 рргп означает содержание 750 Ггт углерода в атмосфере. Поступление углерода в атмосферу за последние 100 лет составило около 175 Ггт, в основном это результат антропогенной деятельности. Но на этом влияние человечества на углеродный цикл не исчерпывается. Запасы ископаемого топлива содержат от 5000 до 10000 Ггт углерода. В разведанных месторождениях нефти и каменного угля содержится около 4000 Ггт углерода.
Сжигание этих запасов нефти и угля может привести к увеличению содержания углерода в атмосфере до 2000 Ггт, что в 3 раза больше., чем в настоящее время. Насколько при этом возрастет температура на Земле, сказать довольно трудно. Но следует упомянуть, что в период от 140 до 66 млн лет назад содержание СОо в атмосфере было в 4-8 раз больше современного, температура в этот период превышала современную на ! 0-15 градусов. Отметим, что нет точных оценок скорости поступления СОз в атмосферу из глубоких слоев Земли. Скорость прихода СОо как для длительных, так и для сравнительно коротких интервалов времени может изменяться в широких пределах из-за колебаний уровня вулканической активности.
Расчеты глобалыюго изменения климата, выполненные с помощью моделей глобальной циркуляции, дают увеличение температуры на 1.5 — 4,5 градуса при увеличении концентрации СОз в 2 раза по сравнению с его концентрацией в доиндустриальную эпоху. Такое увеличение температуры может произойти уже в 2030 г. На рис. 20.8 приведен пример расчета по модели общей циркуляции ИВМ РАН 126~ установившегося температурного отклика атмосферы на режим удвоения СОз. По горизонтали здесь приведены широты от 90' ю.
ш. до экватора. и далее до 90' с. ш. По оси ординат отмечена высота атмосферы в километрах. Хорошо просматривается заметное увеличение температуры на 2 — 3 градуса в нижнем слое тропосферы до высот в 6-10 км. Данный рост температуры несколько больше в Северном полушарии. Выше тропопаузы, наоборот, наблюдается заметное понижение температуры. Большой разброс оценок изменения температуры между различными моделями в 1,5 — 4,5 градуса объясняется несовершенством моделей и неопределенностью многих обратных связей Рл. 20. ПГгоблелеа глобального нопьепленил 470 6, км ЗО 27 21 12 608 ЗОВ Ец ЗОМ 601ч Рис. 20.8. Расчет установившегося температурного отклика атмосферы на удвоение содерхания СОг по сравнению с его концентрацией в доиндустриальную эпоху в модели общей циркуляции ИВМ РАН [26) между элементами модели.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
