Климат. Антропогенное влияние на климат

Российский  государственный социальный университет

Филиал в г. Чебоксары

 

Экономический факультет

Кафедра социальной экологии и экологического права

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

по дисциплине: «Учение об атмосфере»

на тему: «Климат. Антропогенное влияние на климат»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                      Выполнила: студентка

                                                                 экономического факультета 

                                                                 специальности «Экология и        

                                                      природопользования»

                                                  группы ЗЭиП-1-12

                                                             Родина Любовь Юрьевна

                                   Проверил:

                                                                     кандидат биологических наук,                

                              доцент

                                                                           Налимова Наталья Венедиктовна                                        

                              

 

 

 

 

 

 

 

Чебоксары 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………

Глава 1. Биотическое управление климатом Земли…………………………….

1.1 Устойчивость климата………………………………………………………...

1.2 Влияние естественной биоты  на климат………………………….………….

1.3 Антропогенная составляющая  в изменении климата………………….……

Глава 2. Глобальное изменение климата………………………………………...

2.1 Глобальные изменения климата: антропогенное влияние или естественные вариации……………………………………………………………

2.2 Влияние углекислого газа  и аэрозольных частиц на климат  планеты…….

2.3 Возможности сокращения выбросов  парниковых газов…………….….…..

2.4 Коричневый туман - последствия  глобального потепления………..…….…

Глава 3. Изменение климата и здоровье населения……………………..………

3.1 Воздействие высоких температур  на здоровье населения…………...……..

3.2 Человек продолжает угрожать  климату и себе…………………..….………

Заключение……………………………………………………………...…………

Список литературы………………………………………………………………..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Природа- это не капитал человечества, а его естественное окружение, где человек лишь один из множества элементов. Вся же природная система поддерживает стабильные условия окружающей среды, благоприятные для жизни в целом и жизни человека в частности. Следовательно, пределы развития человечества определяются степенью экологических нарушений, а не простым потреблением ресурсов. Стало очевидным, что вмешательство человека в естественные природные процессы зашло уже так далеко, что связанные с этим изменения окружающей среды могут оказаться необратимыми, а разрушительные последствия не могут быть преодолены лишь природоохранными мероприятиями.

За последние 20-30 лет отрицательные тенденции изменений окружающей среды и условий жизни человека не только не уменьшились, но, скорее, увеличились, и в перспективе можно ожидать их усиления, или, в лучшем случае, сохранения. Изменяется газовый состав атмосферы (усиливается воздействие парниковых газов на климат), на тысячи километров от источников загрязнений переносятся кислотные осадки.

Глобальное потепление несет значительные, возможно даже катастрофические последствия для природы и человека. Это действительно общемировая проблема, оказывающая воздействие на все страны и регионы. Причина климатических изменений кроется как в самих природных явлениях, так и обусловлена антропогенными факторами, приводящими к эмиссии парниковых газов. Климат изменяется и становится теплее. В течение XX века среднегодовая температура у поверхности земли увеличилась на 0,6° С.

Концентрация всех парниковых газов быстро увеличиваются, а концентрация СО2 в настоящее время выше, чем в любой другой период за последние 420 000 лет, и, возможно, выше, чем за последние 20 миллионов лет. Примерно 3/4 антропогенной эмиссии СО2 в течение последних 20 лет обусловлено сжиганием ископаемого топлива. Остальная часть эмиссии связана с промышленными процессами, изменением землепользования и, особенно, с сокращением площади лесов.

В следующих столетиях климатические изменения продолжатся, а если мы не снизим роль антропогенного фактора в этом процессе, последствия глобального потепления будут значительно хуже. Уровень моря может подняться до трех метров и привести к исчезновению Гольфстрима. Отдельные участки природы оказываются особенно уязвимыми к воздействию изменений климата. Некоторые из них могут быть полностью уничтожены. К таким экосистемам относятся коралловые рифы, бореальные и тропические леса, степные болота и естественные луга. На обширных территориях Восточной Европы, Европейской части России и центральной части Канады и Калифорнии выпадает значительно большее количество осадков в виде дождя, чем в виде снега. За последнее десятилетие сократилось 67% ледников в Гималаях и горах Тянь-Шаня. Под угрозой исчезновения - половина ледников Альп.

Цель работы: изучить антропогенное влияние на климат планеты.

Задачи работы:

1. Дать общую оценку биотическому  управлению климатом Земли.

2. Определить последствия глобального  потепления.

3. Проанализировать влияние климата на здоровье человека.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Биотическое управление климатом земли

1.1 Устойчивость климата

Основной наблюдаемой особенностью земного климата является его устойчивость, позволившая жизни просуществовать на протяжении нескольких миллиардов лет. Среднеглобальная температура земной поверхности отклонялась от современного значения +15°С не более, чем на 5°С в ту и другую сторону, т.е. не опускалась ниже 10°С и не поднималась выше 20°С. Существовавшая череда ледниковых и межледниковых периодов однозначно указывает на существование устойчивости климата. Повышение температуры вызывало действие сил, тормозящих это повышение (т.е. наступление ледников), а понижение температуры с увеличением площади ледниковых щитов приводило в действие силы, приводящие к последующему росту температуры и таянию льдов.

Анализ физических свойств окружающей среды атмосферы, океанов и континентов показывает, что климат Земли, в котором основную часть земной поверхности составляет жидкая гидросфера океанов, физически неустойчив. Количество атмосферной влаги, находящейся в непрерывном круговороте - испарении с поверхности океанов и континентов и выпадении обратно в виде дождей - жестко связано с температурой земной поверхности. С увеличением температуры количество атмосферной влаги возрастает в геометрической прогрессии, увеличиваясь вдвое при росте температуры на каждые последующие 10°С (и, соответственно, уменьшаясь вдвое с падением температуры на каждые 10 °С). Это свойство хорошо известно и регулярно используется нами для ускорения высушивания белья, одежды и других предметов.

Атмосферная влага является основным парниковым веществом и отражает обратно тепловое излучение земной поверхности, нагревая ее. Поэтому с увеличением температуры экспоненциально увеличивающееся количество атмосферной влаги приводит к дальнейшему экспоненциальному возрастанию температуры. Таким образом, если процесс испарения не подвергается управлению какими-либо внешними силами, ничто не может препятствовать случайно начавшемуся процессу неограниченного повышения температуры, вплоть до полного испарения океанов. При этом простые физические оценки показывают, что температура земной поверхности достигает значений 400°С, при которых никакая жизнь невозможна. С другой стороны, в случае случайно начавшегося процесса понижения температуры в отсутствие внешнего управления ничто не может предотвратить экспоненциальное уменьшение атмосферной влаги, вплоть до полного оледенения всей гидросферы (которая в этом состоянии сильно отражает солнечное излучение) и падению температуры земной поверхности до -100 °C, что также несовместимо с существованием жизни.

 

1.2 Влияние естественной биоты  на климат

Какие же силы управляют испарением влаги на суше и в океанах, поддерживая температуру Земли в приемлемом для жизни коридоре? Легко убедиться, что это не могут быть ни силы, связанные с неоднородностью континентов, составляющих треть земной поверхности, ни Кориолисовы силы, связанные с вращением Земли, ни силы глобальной циркуляции атмосферы и океанов. Иными словами, ни форма Земли, ни ее вращение, ни неровность ее поверхности не имеют отношения к устойчивости земного климата. Силы управления могут создаваться только самой жизнью - не нарушенными человеком сообществами фауны и флоры суши и океанов, которые составляют то, что теперь называют биотой Земли. Процесс биотического управления окружающей средой и климатом Земли столь же сложен, как сложна сама жизнь. Однако отдельные его элементы известны и хорошо изучены. Листья деревьев лесов расположены над Землей в виде множества слоев, так что испарение с поверхности листьев может многократно превышать испарение с оголенной почвы или открытой водной поверхности. Этот полностью управляемый растениями экологический процесс испарения влаги называют транспирацией. Мощность солнечной энергии, затрачиваемой на транспирацию растениями, в 300 раз превосходит мощность энергопотребления всего человечества. В океанах глубина проникновения света зависит от замутненности клетками фито- и зоопланктона, генерирующими различного вида поверхностноактивные вещества, что позволяет регулировать испарение и температуру водной поверхности. Известно и множество очевидных, но менее изученных биотических механизмов управления окружающей средой. Все эти механизмы действуют только в не нарушенной человеком естественной биоте - не подвергавшихся вырубкам лесах, неосушенных болотах, не залитых нефтью океанах. Чрезвычайная сложность биотического управления не позволяет человеку вторгаться в него или пытаться улучшить его механизмы. С этой точки зрения бессмысленными становятся и попытки детального изучения этих механизмов. Биотическому управлению, отлаженному за миллиарды лет, нельзя «помочь». Ему необходимо лишь не мешать. Что же происходит с биотическим управлением сейчас? Естественные ненарушенные леса континентов - наиболее эффективная система управления водным режимом на суше. Величины испарения и осадков в тропических дождевых лесах вдвое превосходят эти же величины над поверхностью открытого океана. Биотическое управление водным режимом, осуществляемое ненарушенными лесами средних и низких широт, не менее эффективно в летние периоды, но выключено зимой и ослаблено весной и осенью. Каждую весну мы наблюдаем, как просыпается наша биота и в очередной раз пытается включить биотическое управление и восстановить окружающую нас среду в наиболее благоприятном для нашей жизни состоянии. Но мы бездумно набрасываемся на нее - рубим и уничтожаем. Наша задача - получить экономически выгодные максимальные урожаи зерна на пахотных землях и пастбищах, вырастить деревья с экономически ценной древесиной. Для описания естественных лесов используются термины с негативным эмоциональным содержанием, они именуются перестойными, содержащими гниющую древесину и т.п. Но именно такие леса, существовавшие миллиарды лет независимо от человека, представляют собой биоту, способную наиболее эффективно управлять окружающей средой.

То, что растет на обрабатываемых землях и эксплуатируемых «лесах» - это не биота. Эти виды растений и питающиеся ими люди никогда не образуют естественные сообщества и не способны к управлению окружающей средой. Более того, благодаря достигнутой высокой продуктивности подобных искусственных наборов живых организмов они оказывают разрушающее воздействие на окружающую среду, часто превосходящее управляющее воздействие естественной аборигенной биоты, которая существовала ранее на той же территории.

Человечество уже в течение нескольких тысяч лет эффективно уничтожает естественную биоту на суше. Нетронутой до последнего времени оставалась только биота открытого океана. Все пустыни на суше - это уничтоженные человеком леса путем их прямого выжигания и дальнейшего перевыпаса скота. Существующие сейчас степи, прерии и саванны - это промежуточная стадия полного уничтожения лесов. Но человеку не удается превратить пустыни в «цветущие сады» или высокопродуктивные поля на сколь-нибудь продолжительное время, сравнимое со временем существования естественных экосистем. Лишь чрезвычайно большими усилиями удается сделать это на очень ограниченных территориях и на короткий срок, после которого наступает полная деградация (опустынивание).

Поэтому в пустынях (включая все территории, покрытые ледниками сейчас или в прошлом) биотическое управление просто выключено, но пустыни не разрушают окружающую среду в глобальных масштабах, чего нельзя сказать о культивируемых человеком землях и акваториях, где высокопродуктивная «антибиота» (производящая с высокой скоростью нужные человеку, но экологически бессмысленные продукты) осуществляет дестабилизацию окружающей среды.

1.3 Антропогенная составляющая в изменении климата

Изменение климата неоднократно наблюдались в прошлом. Например, в период средневекового потепления Гренландию называли зеленой землей, а в Англии выращивали виноград. В чем же причина потепления в последние десятилетия? Причина - в резком увеличении концентрации углекислого газа и метана. Такого роста и таких концентраций никогда не было в истории человечества. Что же касается температуры, за всю историю прямых инструментальных наблюдений (более четырех веков) никогда не было столь длительного и сильного потепления, охватывающего все континенты и океаны.

Россия - это не Европа. Климат северо-западной европейской части России, Сибири и Дальнего Востока поддерживается до сих пор только сохранившимся на огромных территориях ненарушенным лесным покровом. Чрезвычайно опасно и недальновидно рассматривать российские леса как экономический запас древесины, распродавая их лесопромышленникам. В противоположность тропическим лесам, которые после вырубки не восстанавливаются, наши бореальные леса после вырубок восстанавливаются до нормального ненарушенного состояния, но за длительное время порядка сотни лет. После вырубок биотическая регуляция очевидно полностью выключается. В подрастающем лесу биотическая регуляция сильно ослаблена - все жизненные ресурсы направлены на скорейшее восстановление естественного сообщества. Совершенно так же ведет себя выздоравливающий после тяжелой болезни организм, который не способен плодотворно работать вплоть до полного выздоровления, как с позиции лесопромышленников лес становится «перезрелым и гнилым», восстанавливается естественное возрастное распределение и максимальная интенсивность биотической регуляции, которая далее может поддерживаться неограниченно долго. Лесопромышленники, заинтересованные только в экономически ценной древесине, вырубают деревья задолго до достижения лесным сообществом естественного состояния, тем самым лишая лес способности к биотической регуляции окружающей среды. Биотическая регуляция лесов Западной Европы полностью уничтожена сотни лет назад. В прошлом столетии, в основном, во второй его половине биотическая регуляция лесов уничтожена в Швеции и Финляндии.