Популярные современные гипотезы изменения климата

Проблема изменения климата и возможные опасности глобальных и региональных эффектов этого изменения стали одними из наиболее активно обсуждаемых вопросов в мире. Однако ученые до сих пор не выяснили настоящие причины этих глобальных изменений, по этому поводу ведутся ожесточенные споры между климатологами, экологами, гляциологами и т.д. Существует огромное количество теорий о причинах изменения климата, и было бы целесообразно рассмотреть самые вероятные и популярные из этих гипотез.

Естественные причины

К естественным причинам изменения климата относят: смещение орбиты и угла наклона Земли (относительно положения ее оси), изменения солнечной активности, вулканические извержения, изменения количества атмосферных аэрозолей естественного происхождения. Можно привести некоторые оценки вклада различных факторов изменения климата в глобальное изменение (повышения или понижения) температуры воздуха. Подсчитано, что на 2000 г. по сравнению с 1750 г. изменения суммарной солнечной радиации усилили прогрев на 0,1–0,5 Вт/м2. Что касается тропосферного озона, то изменение его количества вызвало прогрев на 0,2–0,5 Вт/м2. Однако изменения в количестве стратосферного озона, напротив, снизили прогрев на 0,05–0,2 Вт/м2.

Также изменение количества сульфатных аэрозолей снизили прогрев на 0,2–0,5 Вт/м2. Таким образом, имеется некоторая комбинация разнонаправленных факторов, каждый из которых вносит в изменение климата вклад значительно меньший по сравнению с общим изменением температуры в атмосфере. Далее рассмотрим некоторые естественные причины изменения климата. [1 с. 15]

• •    Вулканические извержения

  В результате извержений в атмосферу выбрасываются значительное количество аэрозолей серной кислоты и углекислого газа. Аэрозоли – взвешенные частички, различные по происхождению и свойствам, размер которых много больше молекул воздуха . Задерживаясь в атмосфере, аэрозоли препятствуют поступлению приходящей солнечной радиации. То есть поначалу, извержение вулкана сопровождается похолоданием вследствие поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и частиц сажи, далее они разносятся тропосферными и стратосферными ветрами. Однако частицы относительно быстро оседают на поверхность, и изменения, вызванные аэрозолями, не являются долгосрочными. Впоследствии, поступивший в ходе извержения CO2 вызывает рост среднегодовой температуры на Земле. Последующее долговременное снижение вулканической активности способствует увеличению прозрачности атмосферы, а значит и повышению температуры на планете. Так, крупное извержение вулкана Санторини в Средиземном море около 1600 г. до н. э., значительно охладило атмосферу, что было определено по кольцам на срезе стволов деревьев. [1]

• •    Солнечный цикл и орбита Земли

Интенсивность солнечной радиации имеет свойство изменяется, хотя и в относительно небольших пределах. Несмотря на то, что прямые измерения интенсивности солнечного излучения имеются только за последние 25 лет, благодаря косвенным параметрам (например, активность солнечных пятен) можно определить интенсивность излучения в прошлом. Кроме изменения потока от Солнца, Земля получает разное количество энергии в зависимости от положения ее эллиптической орбиты, которая испытывает некоторые колебания во времени. Было установлено, что в течение последнего миллиона лет на смену ледниковых и межледниковых периодов влияла орбита нашей планеты. Югославский астроном Миланкович предположил, что циклические изменения климата во многом связаны с изменением орбиты вращения Земли вокруг Солнца, а также изменением угла наклона оси вращения Земли, по отношению к Солнцу. Изменение радиационного баланса Земли, а значит и её климата, вызывают подобные орбитальные изменения положения и движения планеты. Миланкович, используя предложенную им теорию, сумел достаточно точно рассчитать времена и протяжённость ледниковых периодов в прошлом нашей планеты. Однако длительность климатических изменений, вызванные изменением орбиты Земли, довольно велика - десятки и сотни лет[1,7]. Наблюдаемое же в настоящий момент времени относительно быстрое изменение климата, по-видимому, происходит в результате действия ещё каких-то факторов. Колебания орбиты — явление достаточно долгосрочное, оно принципиально важно в тысячелетнем масштабе времени.

Антропогенные причины

Сейчас самой популярной среди ученых климатологов гипотезой изменения климата считается антропогенная теория. Нобелевский лауреат С.Аррениус в конце XIX века впервые выразил мысль о влиянии человеческой деятельности на формирование климата, он утверждал, что газы могут накапливаться в атмосфере благодаря человеческой деятельности. Также Аррениус пришел к выводу, что из-за сжигания угля изменяется концентрация СО2 в атмосфере — и это, возможно, станет причиной потепления климата [3,8].

Важнейшая роль в формировании климата в целом принадлежит такому парниковому газ, как СО2. Этот газ в больших количествах выделяется при сжигании топлива. В последнем столетии ученые заметили прогрессирующий рост содержания углекислого газа в атмосфере, и таким образом, сделали вывод о том, что этот газ может служить одним из или даже главным фактором глобального потепления. Было подсчитано, что к концу XX в. показатель концентрации СО2 в атмосфере увеличился более чем на 10% (в 1900 г. содержание С02 составило 0,03%) и до сих пор имеет тенденцию к росту [5]. С увеличением содержания углекислого газа в атмосфере принято связывать глобальное повышение температуры земной поверхности и атмосферы вследствие усиления парникового эффекта. Помимо концентрации СО2 к антропогенным причинам относится выброс аэрозольных частиц, сведение лесов, урбанизация и т.п.[1]

Таким образом, принимая во внимание все перечисленные гипотезы, следует признать, что антропогенные выбросы углекислоты не способны объяснить в полной мере изменений климата. Также можно сделать вывод, что процессы, протекающие в атмосфере очень сложны, и пока мы не можем точно определить истинные причины изменения климата, но важно понимать, что само по себе изменение климата не так страшно, опасным является то, с какой скоростью будут происходить эти изменения.