Поиск

Изменения климата
16.06.2015

В связи с тем что факторы, определяющие формирование климата, непрерывно изменяются, соответственно происходит и изменение климата. Об этом изменении судят по данным инструментальных метеорологических наблюдений и по косвенным признакам: ископаемым остаткам животных и растений, показателям геологических процессов прошлого, литературным памятникам и т. д. Инструментальные наблюдения ведутся немногим более 200 лет, и поэтому косвенные данные являются основными при восстановлении картины климатов более отдаленного исторического прошлого и прошлого геологического. Эти данные нельзя считать безусловно достоверными, но, чем больше их количество, тем вероятнее правильность выводов. Вероятность восстановления климатов прошлого увеличивается с развитием знаний о современном климате Земли, а также с применением (новых методов изучения косвенных признаков.
В историческое время резких изменений климата не происходило, но медленные его изменения наблюдаются. По подсчетам ученых, средняя температура воздуха на Земле за 50 лет с начала XX в. повысилась на 1°. Повышение температуры проявилось в несколько более раннем вскрытии рек (Западной Двины — на 17 дней, Невы — на 3 недели и т. д.), в некоторой тенденции ледников к отступанию (ледники Альп, Гренландии, Скандинавии, Аляски, Памира, Килиманджаро, Антарктиды). Ледник Федченко (Памир) с 1933 по 1957 г. отступил на 280—300 м, шельфовый ледник Росса (Антарктида) за 30 лет уменьшился на 300 м. Незначительное, казалось бы, повышение температуры привело к заметным последствиям: в Канаде (восточнее о. Виннипег) граница земледелия продвинулась на север, в Лапландии отмечено смещение к северу границы тундры и леса, в Исландии освободилась от льда поверхность, возделывавшаяся 600 лет назад, а затем перекрытая льдом. Никогда в истории суда не .проходили так далеко на север в Арктике, гавани на Шпицбергене стали доступны для судов не три, как в 1900 г., а семь месяцев в году. Тают ледниковые острова в Северном Ледовитом океане. Сельдь, предпочитающая холодную воду, уходит от берегов Норвегии к северу. На всех континентах северного полушария отмечается некоторое расширение засушливых районов. Можно привести и другие доказательства изменения климата в сторону потепления за последние десятилетия.
Встает вопрос: как происходит изменение климата, является ли это -неуклонным изменением его в одном направлении (в данном случае в сторону потепления), или климат испытывает колебания около какого-то среднего уровня, который, безусловно, также не остается совершенно неизменным?
На основании сопоставления многих полученных разными путями данных можно с уверенностью говорить о колебаниях климата, имеющих различную продолжительность и накладывающихся друг на друга. Колебания климата со сравнительно короткими периодами (менее 100 лет) называют внутривековыми, колебания климата, охватывающие более продолжительные промежутки времени, — сверхвековыми (многовековыми). Установление сверхвековых колебаний, несомненно, более затруднено, чем внутривековых, выявляющихся при непосредственных инструментальных наблюдениях. He вызывают сомнения колебания климата с периодом в среднем 11 лет. Кроме того, отмечены колебания климата с периодами, кратными 11 годам (А. Дуглас), причем особенно выделяются 100-летние периоды (9*11).
В XIX в. немецкий климатолог Э. Брикнер на основании хода осадков, колебаний уровня Каспия, динамики ледников, сроков замерзания рек установил периоды колебания климата средней продолжительностью 35 лет (от 25 до 50 лет), получившие наименование брикнеровских периодов (циклов). Однако в XX в. эти периоды не проявились. Возможно, Брикнером были отмечены периоды, кратные 11 годам (33, 44).
Анализируя огромный фактический материал, А. В. Шнитников воздал стройную картину изменений климата материков северного полушария и установил многовековые ритмы периодичностью в 1800 лет. Каждый период делится на две фазы: менее продолжительную фазу прохладно-влажного климата (300—500 лет) и более продолжительную-фазу теплого и сухого климата (свыше 1000 лет). Между фазами предполагаются переходные периоды продолжительностью 100—300 лет. По многочисленным данным, относящимся к территории Северной Атлантики, Европы, Средней Азии, Африки (Сахара) и охватывающим период времени более 5000 лет, климат на рубеже V—IV тысячелетия до н. э. был прохладным и влажным, к середине III тысячелетия до н. э. он постепенно сменился теплым и сухим. Во второй половине II тысячелетия до н. э. климат снова стал прохладным и влажным и к середине I тысячелетия до н. э. еще раз сменился теплым и сухим. Прохладный, влажный климат отмечается в дальнейшем в XIV—XVI вв. нашей эры.
В настоящее время наблюдается переход к новому максимуму температуры и к минимуму увлажнений.
Изменения климата могут быть вызваны многими причинами, среди которых прежде всего следует учесть изменения положения Земли относительно Солнца и положения Солнечной системы в Галактике, изменения солнечной активности и состава солнечной радиации и изменения земной поверхности.
1. Положение Земли относительно Солнца не остается постоянным. Наклон земной оси к эклиптике за 40 000 лет изменяется в пределах от 68° до 65°24'. Чем больше этот угол, тем меньше тепла получают летом полярные районы.
Эксцентриситет земной орбиты колеблется с периодом 92000 лет. Соответственно изменяется расстояние от Земли до Солнца, что отражается на количестве солнечного тепла, получаемого Землей.
Период колебаний климата, связанный с явлением прецессии, равен 26 000 годам.
Изменения, вызванные совокупным действием этих причин, должны сказываться в высоких широтах в большей степени, чем в низких. Так, при увеличении угла наклона оси на 1° годовая величина солнечной радиации на 80° широты возрастает на 4,02%, на 0° — уменьшается всего на 0,35%.
Колебания климата Земли могут вызывать приливообразующие силы. Раз в 1800—1900 лет Солнце, Земля и Луна находятся не только на одной прямой, но и в одной плоскости, приливообразующие силы в это время особенно усиливаются, что должно вызывать интенсивный меридиональный перенос воздуха, сопровождающийся увлажнением климата. Если это так, то за промежуток времени в 1800—1900 лет более влажная и более сухая эпохи должны сменять друг друга. Предполагают, что обращение Солнечной системы вокруг ядра Галактики является причиной изменений климата с периодом — 200 млн. лет.
2. Переменной деятельностью Солнца объясняет изменения климата, гипотеза Симпсона. Симпсон исходит из того, что при увеличении интенсивности солнечной радиации земная поверхность нагревается в низких широтах сильнее, чем в высоких. В связи с этим возрастает температурный градиент, усиливается циркуляция атмосферы, увеличиваются испарение, интенсивность облакообразования и количество осадков. Большая облачность увеличивает альбедо Земли и в то же время предохраняет земную поверхность от потерь тепла. В низких широтах колебания температуры сглаживаются, климат становится более океанским, дождливым. В высоких широтах средняя годовая температура повышается, облачность увеличивается, возрастает количество осадков, выпадающих преимущественно в виде снега. Снег не успевает стаивать в течение облачного, -прохладного лета. Все эти условия способствуют накоплению снега, росту ледников и возникновению ледникового периода. При дальнейшем увеличении интенсивности солнечной радиации и росте температуры снег и лед начинают стаивать. Ледниковый период сменяется теплым межледниковьем. Затем все процессы идут в обратном порядке: уменьшение интенсивности солнечной радиации, некоторое понижение температуры, накопление снега. Постепенное уменьшение количества осадков приведет к исчезновению ледников, к смене ледникового периода холодной и сухой межледниковой эпохой.
Гипотеза П.П. Предтеченского связывает вековые колебания климатов с циклическими колебаниями деятельности Солнца, вызывающими изменения в общей циркуляции атмосферы. Усиление солнечной активности влечет за собой усиление циркуляции атмосферы, причем преобладающей становится меридиональная циркуляция. В результате экваториально-тропическая и полярная зоны расширяются. В первой температура несколько снижается (влияние облачности), во второй — возрастает (за счет приноса теплых масс воздуха). Умеренная зона сокращается и даже может исчезнуть. Климат во всех зонах становится Менее континентальным. Почти исчезают пустыни.
При ослаблении солнечной радиации преобладает западно-восточная циркуляция атмосферы; зоны экваториально-тропическая и полярная сохраняются; расширяется умеренная зона. Температура в экваториальной зоне повышается, в полярной понижается, климат умеренной зоны становится континентальным. Создаются условия для развития пустынь.
В периоды, переходные от максимальной к минимальной активности Солнца, происходит смена циркуляции, сопровождающаяся изменчивостью климатов. Периоды, когда температура в полярных областях понижается, а осадков выпадает еще много, благоприятны для накопления снега и льда. Различные циклы солнечной активности, накладываясь друг на друга, влияют совокупно.
На тепловые процессы в атмосфере, а следовательно, и на климат оказывает влияние изменение качественного состава солнечной радиации. Очень заметные изменения происходят в ультрафиолетовом излучении Солнца. Ультрафиолетовое излучение непосредственно не вызывает изменений теплового состояния тропосферы, но воздействует на климат посредством промежуточных процессов. Молекулы кислорода в высоких слоях атмосферы, под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца, расщепляются, образуются молекулы озона, поглощающие тепловое излучение Земли. Таким образом, увеличение ультрафиолетового излучения Солнца приводит к повышению температуры у земной поверхности. Ультрафиолетовое излучение способствует образованию в верхних слоях тропосферы ядер конденсации — гигроскопичных молекул азотного ангидрида. Конденсация водяного пара сопровождается выделением тепла, водяной пар задерживает тепловое излучение Земли. Таким образом, коротковолновая радиация Солнца переводит потенциальную энергию атмосферы в кинетическую.
Изменения климата объясняют изменением количества углекислого газа в атмосфере. Согласно расчетам Аррениуса, уменьшение в 2 раза содержания углекислого газа в атмосфере вызвало бы понижение средней годовой температуры на 4—5°, а его увеличение в 2 раза подняло бы температуру полярных стран на 8—9°.
По гипотезе Гемфриса, вековые изменения климата могут произойти в результате большего или меньшего помутнения атмосферы от поднявшейся вулканической пыли. Пыль, выброшенная в атмосферу, медленно опускаясь на Землю, оседает только через 1—3 года. Отражая и рассеивая солнечную радиацию, пылинки ослабляют приток ее к Земле. Земное же излучение пылинки задерживают слабо. В геологические эпохи, богатые извержениями, температура должна была быть пониженной.
3. Изменения характера земной поверхности должны привести к изменениям климата; так, увеличение площади суши в высоких широтах (до 40°) вызовет понижение температуры поверхности Земли, тогда как увеличение площади суши в низких широтах даст обратный эффект.
Если бы площадь суши уменьшилась на 10%, то температура на разных широтах изменилась бы следующим образом (по Е. Бруксу):

Изменения климата

Антициклоны, возникающие над сушей в высоких широтах, усиливают ее охлаждение. При достаточном количестве осадков и низкой температуре может образоваться ледниковый покров. Лед и снег сильно понижают температуру воздуха, и это приводит к саморазрастанию ледников. Рост ледников задерживается устанавливающимися над ними антициклонами, препятствующими притоку осадков.
Е. Брукс считает, что для возникновения ледникового покрова достаточно первоначального охлаждения всего на 0,3°. Постепенно ледник снизит температуру на 25°.
Изменения климата могут быть связаны с изменением рельефа. Над горами, где атмосфера разреженна, бедна пылью и водяными парами, потери тепла Землей очень велики. Чем больше гор на Земле и чем они выше, тем ниже температура на поверхности Земли. Выравнивание современного рельефа привело бы к повышению температуры на 0,7°.
Если эпохи горообразования совпадают с эпохами расширения площади суши, оба фактора изменения климата складываются. В такие эпохи могут образовываться и расти ледники.
Каждая из рассмотренных причин может влиять на климат в той или иной степени, накладываясь друг на друга, эти влияния значительно осложняют общую картину изменения климата.
Непосредственной причиной современного потепления климата большинство ученых считают усиление атмосферной циркуляции, которая в свою очередь обусловливается изменениями солнечной активности. Иногда можно слышать предположения о том, что усиление циркуляции атмосферы — результат атомных взрывов. Это предположение нельзя подтвердить фактами. Во-первых, колебания климата существовали и до атомных взрывов. Во-вторых, энергия атомных взрывов по сравнению с энергией атмосферных процессов очень мала и вряд ли может быть их причиной.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *