169749 (625396), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Многие малые газовые составляющие атмосферы поглощают и переизлучают энергию в разных интервалах солнечного спектра. Наиболее важными из них являются Н₂О, СО₂, О₃, N₂О, СН_4. Присутствие водяного пара в атмосфере вызвано естественными причинами, а наличие других в ней – естественными, но в большей мере внешними (антропогенными) воздействиями. Концентрации этих газов изменяется под влиянием антропогенных воздействий, возможны также их естественные вариации, так как в геохимических циклах имеются обратные связи с климатической системой.

Изменение концентрации любого из этих газов сказывается на распределении потоков излучения в атмосфере по высоте: увеличение количества такого газа может привести к заметному нагреву тропосферы и охлаждению стратосферы.

Наиболее важным фактором изменений климата является увеличение концентрации СО₂. Остальные газы также вносят дополнительный вклад в потепление климата. Особенно важны закись азота, метан и озон [3].

Атмосфера, содержащая так называемые парниковые газы, слабо поглощает солнечную коротковолновую радиацию, которая в большей части достигает земной поверхности, но задерживает длинноволновое (тепловое) излучение, идущее от поверхности, тем самым значительно уменьшая теплоотдачу земли в космическое пространство. Это и принимается за главную причину повышения температуры атмосферного воздуха, и чем выше концентрация в воздухе парниковых газов, поглощающих инфракрасное излучение, тем, как считается, большим оказывается прогрев атмосферы. Свое название эффект разогрева атмосферы под влиянием поглощения парниковыми газами теплового излучения, идущего от поверхности Земли (greenhouse effeсt), получил по аналогии с теплицами, перекрытыми стеклянными крышами, поскольку стекло также легко пропускает видимый спектр солнечного излучения, но задерживает инфракрасное излучение. Однако главный эффект всех теплиц и парников такого типа в другом – в изоляции заполняющего их воздуха от его конвективного перемешивания с наружным воздухом [4].

1.2.1 Парниковые газы

Парниковые газы - такие газообразные составляющие атмосферы, как природного, так и антропогенного происхождения, которые поглощают и переизлучают инфракрасное излучение.

Накопитель - компоненты климатической системы, в которых происходит накопление парниковых газов.

Поглотитель - любой процесс, вид деятельности или механизм, который абсорбирует парниковый газы.

Источник - любой процесс, вид деятельности, в результате которого в атмосферу поступают парниковые газы [7].

Углекислый газ - диоксид углерода, постоянно образуется в природе при окислении органических веществ: гниении растительных и животных остатков, дыхании. Его основным источником служат антропогенные процессы: сжигание органического топлива (уголь, газ, нефть и продукты ее переработки, горючие сланцы, дрова). Все эти вещества состоят в основном из углерода и водорода. Поэтому их еще называют органическим, углеводородным топливом. За счет их сжигания в атмосферу поступает до 80% двуокиси углерода.

При горении, как известно, поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Вследствие этого процесса, каждый год человечество выбрасывает в атмосферу 7 миллиардов тонн углекислого газа. Одновременно с этим на Земле вырубаются леса – один из самых главных потребителей углекислого газа, причем, вырубаются со скоростью 12 гектаров в минуту. Вот и получается, что углекислого газа в атмосферу поступает все больше и больше, а потребляется растениями все меньше и меньше.

Причины роста содержания СО₂ в атмосфере:

1. сжигание ископаемого топлива;

2. сведение лесов;

3. земледелие;

4. перевыпас и ряд других нарушений [3].

Круговорот углекислого газа на Земле нарушается, поэтому в последние годы содержание углекислого газа в атмосфере не просто увеличивается – увеличиваются темпы прироста. А чем его больше, тем сильнее парниковый эффект.

Следующими по вкладу в парниковый эффект являются метан СН₄ и закись азота N₂O. Концентрация того и другого газа определяется как естественными, так и антропогенными причинами.

Так, естественным источником СН₄ являются переувлажненные почвы, в которых происходят процессы анаэробного разложения. Метан еще называют болотным газом. В немалых количествах поставляют его и обширные мангровые заросли в тропиках. Попадает он в атмосферу и из тектонических разломов и трещин при землетрясениях. Велики и антропогенные выбросы метана. По оценкам, естественные и антропогенные выбросы составляют примерно 70% и 30%, но последние стремительно растут.

На высоте 15-20 км под действием солнечных лучей он разлагается на водород и углерод, который, соединяясь с кислородом, образует СО_2.

Есть предположение, что метан – основная причина потепления. В частности доктор геолого-минералогических наук Н.А. Ясаманов, предполагают, что в нынешнем глобальном потеплении "повинен" в основном метан. Также концентрация метана увеличивается в процессе интенсификации сельскохозяйственной деятельности.

К естественным поставщикам N2O в атмосферу относятся океан и почвы. Антропогенная добавка связана с сжиганием топлива и биомассы, вымыванием азотных удобрений.

Интенсивность выделения N₂О в следнее время быстро возрастает (от 0,1% до 1,3% в год). Такой рост вызван главным образом более широким применением минеральных удобрений. Время жизни N₂О велико – 170 лет.

Доля влияния на глобальное потепление каждого газа показано в таблице 1.

Табл.1. Основные парниковые газы, их источники и доля влияния на глобальное потепление (данные 2000 г.) [6].

1.2.2 Циклы М. Миланковича

«Мы живем в ледниковый период». Так была названа вышедшая в 1967 г. книга доктора наук, будущего академика В.М. Котлякова. А чем плох для наших дней заголовок: « Мы живем в эру циклов М, Миланковича»? В сущности, оба названия говорят об одном и том же. Еще в 1970 гг. с помощью палеотемпературных шкал по изотопам кислорода из глубоководных отложений Индийского и Тихого океанов было доказано, что упомянутым циклам природа Земли обязана своими регулярными превращениями из теплой зеленой в белую холодную в течение последних 1,7 млн. лет. Закономерно, что 11,6 тыс. лет назад поступило межледнековье – голоцен, в поздней фазе которого ныне находится наш мир. В 1970-е гг. было также установлено, что около 120 тыс. лет назад, т.е. в межледниковую эпоху, последнюю перед голоценовым (современном) потеплением климата уровень океана был на 2-10 м выше современного. Значит, наблюдаемая послеледниковая природная трансгрессия мирового океана еще не достигла своего максимума, а размеры оледенения на континентах, а также островах – соответствующего минимума.

Установлено, что «механизм Миланковича» не только обеспечивает циклическое перераспределение бюджета солнечной радиации между высокими и низкими широтами земного шара в рамках, но и колебания бюджета солнечного тепла от цикла к циклу. Поэтому циклам Миланковича в 100 тыс. лет ( колебания эксцентриситета орбиты планеты), 41 тыс. лет (колебания наклона земной оси) и 22 тыс. лет ( прецессии) соответствуют крупнейшим изменениям климата, соответствующие оледенениям и межледниковьям, а также крупномасштабных чередований эпох потепления и похолодания внутри них.

Кривая температурных условий в Антарктиде в районе станции «Восток» считается природным календарем изменений климата на Земле в течении последних 420 тыс. лет. Ученые обратили внимание на ассиметрию этой кривой. Переходы от ледниковых эпох к межледниковым происходили гораздо быстрее, чем от межледниковым к оледенению. В короткие межледниковые пики тепла наступали стремительно.

Климатические события разного иерархического уровня соподчинены. Каждое из них наследует инерцию перекрывающих его по временной амплитуде. Несомненно, все это прямо и опосредованно проявляется в функционирование климатической системы и ее составляющих – атмосферы, гидросферы и литосферы. Однако эффект наложения климатических макроциклов разной длительности на протяжении межледниковий даже в голоцене почти не изучен, хотя это имеет огромное научное и практическое значение.

Так, быстрое таяние огромных ледников в позднеледниковое время и в первой четверти галоцена вызвало изостатическую неустойчивость крупнейших блоков литосферы. Примером служит современное гляциоизостатическое поднятие участков Балтийского щита. Поднятие такого типа присуще также Канадскому щиту. Такое вздымание – один из результатов флуктуаций энергетического бюджета климатической системы Земли, вызванных астрономическими причинами и пример большой инерционности климатической системы.

Сочетается с действием механизма Миланковича и влияния космопланетарных факторов на климат Земли. Это циклические изменения климата продолжительностью 1850 лет, 200-250, 55 лет, 22 года и 11 лет. Всего насчитывают более 25 различных по продолжительности циклов.

Некоторые увеличения светимости Солнца и солнечной активности, как выяснилось благодаря прямым наблюдениям, оказывают позитивное влияние на энергетический бюджет Земли, в том числе и в настоящее время. А то, что ведомая здесь – кривая земных температурных условий можно сказать со стопроцентной уверенностью.

По данным спутниковых наблюдений, с 1985-1986 гг. получаемая Землей лучистая энергия Солнца стала меньше возвращаться в космос в коротковолновой форме и больше – в длинноволновой. Это свидетельствует об уменьшении альбедо Земли, росте поглощения солнечной радиации и об изменении климата в сторону потепления без вмешательства парниковых газов. Между тем МГЭИК указывает на увеличение альбедо планеты.

Таким образом, влияние солнечно-земных связей на климат Земли, на функционирование системы атмосфера – гидросфера – литосфера выявляется в рамках целого комплекса наук о Земли. И настоящее время не исключение [4].

2. Проблема Киотского протокола

2.1 Рамочная конвенция ООН о глобальном изменении климата

Проблема изменения климата обозначилась давно, но вот попытки ее решения стали появляться лишь в конце ХХ века. Результатом переговоров мирового сообщества о возможных мерах борьбы с этим стала Рамочная Конвенция ООН об изменении климата (РКИК) 1992 г. и Киотский протокол (КП) 1997 г. к ней. На III Конференции Сторон Рамочной Конвенции ООН об изменении климата в г. Киото в декабре 1997 г. был принят Киотский протокол к РКИК, который зафиксировал определенные количественные обязательства по сокращению выбросов парниковых газов для промышленно развитых стран и стран с переходной экономикой, включенных в Приложение I РКИК ООН. Эти страны по отдельности или совместно должны обеспечить, чтобы их совокупные антропогенные выбросы парниковых газов, перечисленных в Приложении. А Киотского протокола, в эквиваленте СО₂ не превышали установленные количественные обязательства по ограничению или сокращению объемов выбросов. Основная цель - сократить в период действия обязательств с 2008 по 2012 гг. общие выбросы парниковых газов, по меньшей мере, на 5% по сравнению с уровнем 1990 г. Коллективный целевой показатель (не менее 5%) должен быть достигнут путем сокращения выбросов на 8% Швейцарией, большинством государств Центральной и Восточной Европы и Европейским Союзом (Европейский Союз обеспечит достижение своего целевого показателя путем распределения различных долей среди государств-членов); на 6% Канадой, Венгрией, Японией и Польшей. Российская Федерация, Новая Зеландия и Украина должны стабилизировать уровень своих выбросов, тогда как Норвегия может увеличить выбросы до 1%, Австралия - до 8%, а Исландия до 10%. В соответствии с КП промышленно развитые страны и страны с переходной экономикой (в том числе Российская Федерация) в период с 2008 по 2012 годы берут на себя определенные количественные обязательства по ограничению или сокращению выбросов своих парниковых газов. Количественные ограничения выбросов парниковых газов определенные Киотским протоколом для индустриально развитых и развивающихся стран (табл. 2).

Табл. 2. Количественные ограничения выбросов парниковых газов.

Первоначальный период действия обязательств по Протоколу, так называемый «бюджетный период», равен пяти годам и охватывает 2008-2012 гг. Вместе с тем каждая из Сторон Протокола призвана добиваться очевидного прогресса в выполнении своих обязательств еще до наступления первого бюджетного периода, а именно к 2005 году [7].

2.2 Принятие Киотского протокола

Вопрос о необходимости разработки системы мер по достижению целей РКИК в виде протокола к ней вновь был поднят в 1995 на конференции в Берлине. В течение еще двух лет шла разработка международного соглашения, которое было принято в декабре 1997 в японском городе Киото и получило название Киотского протокола. Постепенно к этому соглашению присоединялись все новые страны. Российская Федерация подписала Киотский протокол 11 февраля 1999.

Характеристики

Список файлов курсовой работы