Klimat i człowiek

Czy klimat na Ziemi się zmienia? To pytanie od dawna niepokoi nie tylko naukowców. Jak pokazują obserwacje meteorologiczne, od końca XIX wieku średnia temperatura powietrza na wszystkich szerokościach geograficznych półkuli północnej wzrosła. Ocieplenie osiągnęło szczyt pod koniec lat trzydziestych XX wieku, kiedy to średnia temperatura powietrza była o 0,6 stopnia wyższa niż pod koniec XIX wieku. Potem zaczął się zimny trzask. Do połowy lat sześćdziesiątych XX wieku temperatura powietrza spadła o około 0,3-0,4 stopnia.

Takie zmiany mogą wydawać się nieistotne. Ale mają one duże znaczenie praktyczne, zwłaszcza w Arktyce. Co więcej, tutaj były kilkakrotnie większe niż średnia na całej półkuli. Na przykład podczas największego ocieplenia obszar polarnego lodu morskiego zmniejszył się o 10 procent, co znacznie poprawiło warunki nawigacji polarnej.

Jeszcze większy wpływ na wymianę wilgoci w atmosferze i wielkość opadów miały wahania temperatury powietrza. Temperatura na dużych szerokościach geograficznych zmieniała się bardziej niż na niskich, a wraz z ociepleniem jej różnica na równiku i na biegunie maleje, a wraz ze spadkiem temperatury rośnie.

Atmosfera jest pod pewnymi względami analogiczna do silników cieplnych, które są napędzane różnicami temperatur. W przypadku trzasków zimna zwiększa się intensywność ruchu mas powietrza, zwłaszcza w strefie umiarkowanych szerokości geograficznych. Przenikanie pary wodnej z oceanów na kontynenty, a zatem ilość opadów rośnie. Z drugiej strony ocieplenie zwiększa częstotliwość susz w wielu regionach Europy, Azji i Ameryki Północnej.

Przyczyny tych zmian bada klimatologia. Okazało się na przykład, że nie jest stała przezroczystość atmosfery dla ogrzewania powierzchni ziemi przez promieniowanie słoneczne. Istotny wpływ na to mają zmiany masy najmniejszych cząstek cieczy i cząstek stałych w powietrzu - aerozolu atmosferycznego. Cząsteczki te są szczególnie długo zatrzymywane w niższych warstwach stratosfery, na wysokościach od 15 do 25 kilometrów, gdzie składają się głównie z małych kropelek kwasu siarkowego.

Krople powstają w samej atmosferze z dwutlenku siarki, który jest uwalniany podczas różnych procesów na powierzchni ziemi. W stratosferze oddziałuje ze znajdującymi się tam ozonem i parą wodną, ​​zamieniając się w kwas siarkowy. Ponieważ jednym z najważniejszych źródeł dwutlenku siarki są erupcje wulkanów, w okresach dużej aktywności wulkanów spada przejrzystość atmosfery i następuje ochłodzenie. W latach dwudziestych i trzydziestych naszego wieku nie było żadnych większych erupcji wulkanicznych, co doprowadziło do zauważalnego wzrostu przejrzystości atmosfery i ocieplenia klimatu.

Istnieją powody, by sądzić, że w ostatnich dziesięcioleciach klimat zaczął się zmieniać w wyniku działalności gospodarczej człowieka. Istnieją trzy znane sposoby wpływu człowieka na klimat. Pierwsza to ciepło ze zużytej energii, w tym węgla, ropy i atomu. To prawda, że ​​to ogrzewanie jest nadal niewielkie i średnio dla planety wynosi około 0,01 stopnia. Jednak w dużych miastach może osiągnąć kilka stopni.

Drugi sposób to zwiększenie stężenia dwutlenku węgla w wyniku spalania różnego rodzaju paliw. Dwutlenek węgla znacząco wpływa na efekt cieplarniany w atmosferze: dobrze przenosi promieniowanie słoneczne do ziemi, ale wyraźnie opóźnia długofalowe promieniowanie cieplne opuszczające powierzchnię ziemi. Wzrost ilości dwutlenku węgla prowadzi do wzrostu temperatury powietrza w pobliżu powierzchni ziemi.

Dawno, dawno temu, stężenie dwutlenku węgla w atmosferze było znacznie wyższe niż obecnie (obecnie zawiera około 0,03 proc.) I sięgało kilku dziesiątych procenta.Wtedy też produktywność roślin była wyższa, więcej materii organicznej powstawało w procesie fotosyntezy. Temperatura powietrza była również zauważalnie wyższa, zwłaszcza na dużych szerokościach geograficznych.

Ilość dwutlenku węgla w atmosferze zaczęła się zmniejszać dziesiątki milionów lat temu, ale proces ten przyspieszył w ciągu ostatnich kilku milionów lat. W związku z tym robiło się zimniej. W rezultacie na biegunach tworzą się trwałe pokrywy lodowe.

Pod wpływem działalności gospodarczej człowieka odwieczny skład atmosfery, bogatszy w dwutlenek węgla, jest przywracany bardzo szybko. W ciągu ostatnich dziesięciu lat jego liczba wzrosła o kilka procent całkowitej masy. Do końca tego wieku powinien wzrosnąć o 15-20 procent w stosunku do 1970 roku. Z obliczeń wynika, że ​​wzrost stężenia dwutlenku węgla w ostatnich dziesięcioleciach powinien spowodować wzrost średniej temperatury powietrza o kilkadziesiąt stopni. Ale w tym czasie nie podniosła się, ale spadła. Oczywiście inne czynniki znacząco wpłynęły na klimat. Jaki rodzaj?

Od późnych lat trzydziestych do niedawna przejrzystość atmosfery dla słonecznego promieniowania cieplnego zmniejszyła się z powodu wzrostu aerozolu atmosferycznego. Są to skutki działalności wulkanicznej i gospodarczej działalności człowieka - zanieczyszczenie powietrza cząstkami stałymi i ciekłymi nie tylko w miastach, ale także na rozległych obszarach.

Jaki będzie przyszły klimat? Wielu naukowców próbuje przedstawić swoje hipotezy. W latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku zaproponowano ponad dwadzieścia prognoz zmian klimatycznych, a autorzy z reguły uważali, że ochłodzenie, które nastąpiło wcześniej, będzie kontynuowane. Sugerowano, że ochłodzenie to może stosunkowo szybko doprowadzić do „małej epoki lodowcowej”, czyli do gwałtownego pogorszenia się warunków klimatycznych w krajach o umiarkowanych i wysokich szerokościach geograficznych, gdzie rolnictwo jest szczególnie wrażliwe na spadek temperatury. Jednak dostępne dane sugerowały, że proces chłodzenia już się zakończył i powinien zostać zastąpiony ociepleniem, co doprowadzi do wzrostu częstotliwości susz na wielu obszarach umiarkowanych szerokości geograficznych półkuli północnej. Pokazali też, że po okresie obniżania średniej temperatury do minimum w połowie lat sześćdziesiątych XX wieku, rozpoczął się jego wzrost, przyspieszający w późnych latach sześćdziesiątych - na początku lat siedemdziesiątych. W ciągu ostatnich dziesięciu lat wzrosła o 0,3 stopnia, a na dużych szerokościach geograficznych naszej półkuli - o około jeden stopień.

Takie gwałtowne ocieplenie zaobserwowano w ostatnim stuleciu tylko raz - odpowiednio na początku lat dwudziestych, wraz ze wzrostem przejrzystości atmosfery. Przy obecnym ociepleniu przezroczystość atmosfery pozostaje poniżej normy. Dlatego głównym tego powodem był wzrost stężenia dwutlenku węgla.

Tempo przyrostu masy dwutlenku węgla przez cały czas rośnie, dlatego jego wpływ na klimat staje się coraz bardziej znaczący. Aż do połowy lat sześćdziesiątych jego wpływ niwelował wzrost aerozolu atmosferycznego. Ale ten wzrost się zatrzymał i zaczęło się gwałtowne ocieplenie. I to już jest coraz bardziej zauważalne.

Jakie zmiany klimatyczne nas czekają?

Ponieważ masa dwutlenku węgla rośnie w coraz szybszym tempie, najbardziej prawdopodobne jest dalsze ocieplenie. Za kilka dekad może to doprowadzić do wzrostu topnienia polarnego lodu morskiego, co znacząco zmieni warunki naturalne nie tylko na dużych szerokościach geograficznych, ale także na większości planety.

Trwający proces przywracania dawnego składu atmosfery można uznać za „odmłodzenie” biosfery. Mówimy o przywróceniu naturalnych warunków z ciepłym klimatem na wszystkich szerokościach geograficznych, o wzroście produktywności roślin, które mogą utrzymać znacznie większą masę żywych organizmów.

Gdyby ten proces był powolny, można by go uznać za korzystny dla ludzkości. Jednak jego szybkość stwarza szereg problemów, które mogą być trudne do rozwiązania.Istnieją jednak powody, by mieć nadzieję, że z biegiem czasu regulacja klimatu zostanie lepiej zbadana, stanie się bardziej podporządkowana nam.

M. Budyko

Podobne publikacje

I o pogodzie

Alfabetycznie miasta i pogoda

Lemon Rain Pie