Глобальное потепление – это увеличение средней температуры поверхности Земли. С конца 1800-х средняя глобальная температура увеличилась примерно на 0,7 – 1,4 градусов по Фаренгейту (0,4 – 0,8 градусов по Цельсию). Многие эксперты полагают, что к 2100 году средняя температура повысится на 2,5 – 10,4 градуса по Фаренгейту (1,4 – 5,8 градусов по Цельсию). Этот прирост был бы значительно больше, чем большинство современных ставок увеличения.

Ученых беспокоит, что человеческое общество и природные экосистемы не смогут адаптироваться к быстрым изменениям климата. Экосистема состоит из живых организмов и физической среды, в которой они обитают. Глобальное потепление может причинить много вреда, так что страны по всему миру составили соглашение – так называемый Киотский протокол – чтобы помочь защитить планету.

Причины глобального потепления

Климатологи (ученые, изучающие климат) проанализировали глобальное потепление, которое произошло с конца 1800-х. Большинство климатологов пришли к выводу, что деятельность человека несет ответственность за большую часть потепления. Деятельность человека способствует глобальному потеплению путем активизации естественного парникового эффекта Земли. Парниковый эффект нагревает поверхность Земли в результате сложного процесса, связанного солнечного света, газов и твердых частиц в атмосфере. Газы, которые отводят тепло в атмосфере, известны, как парниковые газы.

Основной деятельностью человека, которая способствует глобальному потеплению, является сжигание ископаемых видов топлива (уголь, нефть и природный газ) и расчистка земли. Большинство процессов горения происходит в автомобилях, на заводах и электростанциях, которые энергию для домов и офисных зданий. Сжигание ископаемого топлива создает углекислый газ, химическая формула которого CO2. CO2 является одним из парниковых газов, который замедляет выход тепла в космическое пространство. Деревья и растения удаляют CO2 из воздуха в процессе фотосинтеза, процесса, используемого ими для производства продуктов питания. Расчистка земель способствует накоплению CO2, уменьшая частоту, с которой газ удаляется из атмосферы.

Небольшое количество ученых считают, что увеличение концентрации парниковых газов не повлияло на повышение температуры. Они говорят, что природные процессы могли вызвать глобальное потепление. Но большинство климатологов считают, что увеличение энергии солнца внесло лишь небольшой вклад в последнее потепление.

Воздействие глобального потепления

Продолжение глобального потепления несет за собой многие негативные последствия. Оно может повредить растения и животных, которые живут в море. Также потепление может заставить растения и животных перейти к новой среде обитания. Погодные условия могут меняться, вызывая наводнения, засухи и увеличение ущерба бурь. Глобальное потепление может способствовать таянию полярных льдов, что приведет к повышению уровня моря. В некоторых частях мира могут начать распространяться болезни среди людей. Также может снизиться урожайность.

Вред для жизни океана

Из-за глобального потепления поверхностные воды Мирового океана станут теплыми, что увеличит нагрузку на морские экосистемы, такие как коралловые рифы. Высокая температура воды может вызвать обесцвечивание кораллов. Кораллы белеют, и, если температура воды снижается, они умирают. Добавление тепла также способствует распространению болезней, которые поражают морские существа.

Изменение среды обитания.

Широкие сдвиги могут произойти в естественных местах обитания животных и растений. Многим видам будет трудно выжить в тех регионах, в которых они сейчас живут. Например, многие цветущие растения не зацветут без достаточного периода зимних холодов. А человеческая оккупация изменила ландшафт таким образом, что сделала новые места труднодоступными или же недоступными в целом.

Ущерб, вызванный погодными условиями

Экстремальные погодные условия могут стать более частыми и, следовательно, более разрушительными. Изменения в выпадении осадков могут стать причинами, как наводнений, так и засухи. Ураганы и другие тропические штормы могут стать более мощными.

Повышение уровня моря

Продолжительное потепление (на протяжении столетий) повлечет таяние большого количества льда, который охватывает большую часть Западной Антарктиды. В результате, уровень моря поднимется во всем мире. Многие прибрежные районы будут испытывать наводнения, эрозии, потерю водно-болотных угодий, а также попадание морской воды в пресную. Высокий уровень моря будет погружать под воду некоторые прибрежные города, малые островные государства.

Угрозы для здоровья человека

Тропические болезни, такие как малярия и лихорадка денге, могут распространиться на большие регионы. Увеличение прочной и более интенсивной волны тепла может привести к росту числа случаев смерти и болезней. Наводнения и засухи повлекут за собой голод и недоедание.

Изменение в урожайности

Канада и часть России могут выиграть от увеличения урожайности. Но любое увеличение урожайности может быть более чем компенсировано сокращением вызванных засухи и высоких температур – особенно, если произойдет потепление более, чем на несколько градусов Цельсия. Урожайность в тропиках может упасть катастрофически, потому что температура там уже высока, на сколько могут терпеть сельскохозяйственные культуры.

Ограничения глобального потепления

Климатологи изучают способы ограничения глобального потепления. Двумя основными методами будут (1)ограничение выбросов CO2 и (2) углерода – либо предупреждение попадания двуокиси углерода в атмосферу или удаление ее уже там.

Ограничение выбросов CO2

Два эффективных метода по ограничению выбросов CO2:

• замена ископаемого топлива источниками энергии, не выделяющих CO2;
• эффективное использование ископаемого топлива.

Альтернативные источники энергии, не выделяющие CO2, включают энергию ветра, солнечного света, ядерную энергию, а также подземный пар. Устройствами, известными как ветровые турбины, можно преобразовать энергию ветра в электрическую энергию. Солнечные батареи могут преобразовывать солнечный свет в электрическую энергию, а также различные устройства могут преобразовать солнечную энергию в энергию для тепла. Геотермальные электростанции преобразуют энергию подземного пара в электрическую энергию.

Альтернативные источники энергии являются более дорогими в использовании, чем ископаемое топливо. Однако расширение исследований в их использовании почти наверняка приведет к снижению их стоимости.

Поглощение углерода может иметь две формы:

• хранение под землей или водой;
• хранение в живых растениях.

Хранение под землей или водой предполагает инъекционные промышленные выбросы CO2 в подземных геологических формациях или в океан. К подземным формациям относятся природные резервуары нефти и газа, из которых большая часть нефти и газа были удалены. CO2 в резервуаре сделает процесс удаления оставшихся нефти или газа более легким. Значение этого продукта может компенсировать стоимость углерода. Глубокие отложения солей или уголь также подойдут для этих целей.

Океаны могут хранить значительное количество CO2. Однако ученые еще не определили экологические последствия использования океана для поглощения углерода.

Хранение в живых растениях

Зеленые растения поглощают CO2 из атмосферы естественным образом. Когда растения умирают, происходит освобождение CO2. Экосистемы с обильной растительностью такие, как леса и пахотные земли, могут связать больше углерода. Тем не менее, будущим поколениям людей придется сохранить нетронутыми эти экосистемы. В противном случае, поглощенный углерод будет повторно входить в атмосферу в виде CO2.

Соглашение о глобальном потеплении

Делегаты более чем 160 стран мира собрались в Киото, Япония, в 1997 году, чтобы принять соглашение, которое стало известно, как Киотский протокол. В этом соглашении содержится призыв к сокращению выбросов парниковых газов.

Целевые показатели сокращения выбросов

Тридцать восемь промышленно-развитых стран будут вынуждены ограничить свои выбросы CO2 и пяти других парниковых газов. Ограничение будет происходить с 2008 по 2012 годы. Различные страны имеют различные цели по сокращению выбросов. В целом, 38 стран будут ограничивать свои выбросы ежегодно в среднем около 95 процентов от их выбросов 1990 года. Соглашение не накладывает ограничения на развивающиеся страны. Но оно призывает промышленно-развитые государства сотрудничать в оказании помощи развивающимся странам ограничить выбросы в добровольном порядке.

Промышленно-развитые страны также могут покупать или продавать единицы сокращения выбросов. Предположим, что промышленно-развитое государство сократило свои выбросы больше, чем требовалось по соглашению. Эта страна может продать другим промышленно-развитым нациям единицы сокращения выбросов на сумму, равную его избыткам.

Несколько других программ также могут помочь промышленно развитым странам зарабатывать. Например, страна может помочь развивающимся странам сократить выбросы, заменив ископаемое топливо.

Об одобрении соглашения

В 2001 году Соединенные Штаты отвергли Киотский протокол. Президент Джордж Буш заявил, что соглашение может нанести ущерб экономике США. Но он заявил, что Соединенные Штаты будут сотрудничать с другими странами, чтобы ограничить глобальное потепление. Другие страны, прежде всего члены Европейского союза, согласились продолжать соглашение без участия Соединенных Штатов.

К 2004 году более чем в 100 странах, в том числе почти во всех странах, отнесенных к промышленно-развитым в соответствии с протоколом, ратифицировали соглашение. Тем не менее, соглашение требует ратификации со стороны России или США для вступления в силу. Россия ратифицировала протокол в ноябре 2004 года. Договор должен был вступить в силу в феврале 205 года.

Анализ глобального потепления

Ученые используют информацию из нескольких источников для анализа глобального потепления, которое произошло, прежде чем люди начали использовать термометры. Эти источники включают в себя годовые кольца деревьев, керны (цилиндрические образцы) пробурили лед Антарктики и Гренландии. Информация из этих источников свидетельствует о том, что повышение температуры 1900 года, было, пожалуй, крупнейшим за последние 1000 лет.

Компьютеры помогают климатологам проанализировать прошлые изменения климата и прогнозировать будущие изменения. Во-первых, компьютерные программы с набором математических уравнений известны, как климатические модели. Уравнения описывают, каким образом различные факторы, такие, как выброс CO2 в атмосферу, влияют на температуру поверхности Земли. Далее ученый вводит данные, представляющие значения этих факторов на определенное время. Затем он запускает программу, и компьютер описывает, как будет меняться температура. Представление изменений климатических условий при помощи компьютера называется климатическим моделированием.

В 2001 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), группа под эгидой Организации Объединенных Наций (ООН) опубликовала результаты моделирования климата в докладе о глобальном потеплении. Климатологи использовали три способа моделирования для определения естественных колебаний климата с целью выявить естественное потепление за последние 100 лет. Первое моделирование учтены как природные процессы и деятельность человека, которые влияют на климат. Второе моделирование учитывало только природные процессы, и только треть – человеческую деятельность.

Затем климатологи сравнили результаты представлений всех трех моделей с фактическими температурами, зафиксированными термометрами. Только первое моделирование, которое учитывало не только природные процессы, но и деятельность человека, дало результат, который более соответствует реальным температурам.

МГЭИК также опубликовала результаты моделирования, которые предсказывают температуру до 2100 года. При этом во внимание принимали не только природные процессы, но и различные формы человеческой деятельности. Например, в сценарии отличалось количество CO2, который войдет в атмосферу в результате человеческой деятельности.

Моделирование показало, что не может быть никакой «Quick Fix» к проблеме глобального потепления. Даже если все выбросы парниковых газов прекратить, температура будет продолжать расти после 2100 года из-за парниковых газов, уже находящихся в атмосфере.

Авторы: Michael D. Mastrandrea, B.S., Graduate Fellow, School of Earth Sciences, Geological and Enviromental Sciences, Stanford University, Stephen H. Schneider, Ph.D, Professor of Biologocal Sciences, Stanford University.