Районная научно-практическая конференция учащихся 7-11 классов
«Стихии Земли»
Исследовательская работа
Глобальное потепление-угроза человечеству
Выполнил: ученица 7 класса,
МБОУ СОШ № 22,
Петренко Анна
Руководитель: учитель географии,
Гриценко Ирина Александровна
х.Красная Улька
Введение…………………………………………………………………3-4
1 Теоретическая часть…………………………………………………..4
1.1 Глобальное потепление …………………………………………4
1.2 Парниковый эффект……………………………………………..4-5
1.3 Гипотезы, объясняющие изменения температуры……………5-6
1.4 Последствия потепления………………………………………..6-8
1.5 Районы изменения климата на Земле…………………………..8-9
1.6 Меры по предупреждению глобального потепления…………..9
2 Практическая часть…………………………………………………10-11
Заключение……………………………………………………………….11
Список литературы………………………………………………………12
Приложение……………………………………………………………13-20
Введение
Исследовательская работа посвящена одной из наиболее важной проблеме всего человества – глобальному потеплению климата на Земле. В ходе проведенной работы был включен анализ по следующим вопросам: "Причины глобального потепления", "Парниковый эффект", "Последствия глобального потепления", "Меры по предотвращению глобального потепления".
Актульность проблемы и цель исследования
В последнее время в обществе тема глобального потепления стала настолько обсуждаемой, что волнует не только ученых, политиков, но и простых граждан. Практически каждый день мы слышим телевизионные репортажи из новостей или читаем статьи в газетах на эту важную проблему. На сегодня эта актуальная тема касается каждого жителя нашей планеты. Никого не могут оставить равнодушным бесчисленные жертвы природных катаклизмов, причиной которых является глобальное потепление. Существенные изменения климата затрагивают не только экономическую, культурную, но и другие сферы деятельности. Также эта проблема наносит необратимый урон на экологию нашей планеты. Очевидно, что не все ученые имеют одну и ту же точку зрения, не все политики готовы объединять усилия разных стран для предотвращения глобальной угрозы. Для того чтобы лучше ознакомиться с данной темой и попытаться найти все возможные пути решения этой проблемы, в первую очередь надо правильно понять сам термин "Глобальное потепление", рассмотреть все причины, вызывающие эти страшные катастрофы.
Цель данной работы исследовать глобальное потепление и найти пути решения этой проблемы.
Задачи исследования:
1. Рассмотреть глобальное потепление как термин
2. Изучить гипотезы глобального потепления;
3. Рассмотреть причины глобального потепления климата
4. Оценить последствия данного процесса;
5. Предложить меры по предотвращению глобального потепления.
Методы исследования, применяемые в данной работе:
1. Эмпирический
2. Статистический
3. Математический
4. Прогнозирования
5.Систематизации и др.
Работа состоит из ведения, двух разделов (теоретический и практический), заключения, списка литературы и приложения.
1 Теоретическая часть
1.1 Глобальное потепление
Глобальное потепление – процесс постепенного увеличения средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана. Научное мнение, выраженное Межгосударственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) ООН, заключается в том, что средняя температура по Земле повысилась на 0,7°С с конца 20 века, «большая доля потепления, наблюдавшегося в последние 50 лет, вызвана деятельностью человека» (см. рис.1). Это в первую очередь выброс углерода, вызывающего «парниковый эффект» в результате сжигания ископаемого топлива (угля, нефти, газа, торфа).
1.2 Парниковый эффект
Это процесс, при котором поглощение и испускание инфракрасного излучения атмосферными газами вызывает нагрев атмосферы и поверхности планеты.
Парниковый эффект был впервые обнаружен Жозефом Фурье в 1824 году. Он предложил, что атмосфера земли выполняет функцию своего рода стекла в теплице: воздух пропускает солнечное тепло, не давая ему при этом испариться обратно в космос (см. рис. 2). По этому принципу происходит испарение в парниках, в связи с чем и произошел термин «парниковый эффект». Этот эффект происходит благодаря некоторым атмосферным газам второстепенного значения, например, водяные испарения и углекислый газ. Если бы этого не происходило, земля была бы на 30° холоднее, чем сейчас, и жизнь бы на ней практически замерла. Следовательно, чем больше в атмосфере углекислого газа, тем больше инфракрасных лучей будет поглощено, тем теплее она станет.
В природной биосфере содержание газа в воздухе поддерживалось на одном уровне, так как его поступление равнялось удалению. В настоящее время люди нарушают это равновесие, сводя леса и используя ископаемое топливо. Сейчас человечество сжигает ежегодно 4,5 млрд.т угля, 3,7 млрд.т нефти и нефтепродуктов, а также природный газ, торф, горючие сланцы и древесину. Всё это превращается в углекислый газ, содержание которого в атмосфере увеличилось на 30% за последнее 50 лет (см. рис 3).
Основными методами отслеживания изменений в природе являются:
Исторические документы и летописи;
Архивы метеорологических наблюдений;
Измерения площади полярных шапок, льдов, зон растительности и отслеживание атмосферных процессов благодаря спутниковой фотосъёмке;
Анализ ископаемых животных и растений;
Наблюдение за ледниками.
Климатические системы изменяются как в результате естественных внутренних процессов, так и в ответ на внешние воздействия (антропогенные и неантропогенные).
Однако далеко не все ученые с полной достоверностью не могут сказать, какие именно причины вызывают климатические изменения. Существует определенное количество достоверных предположений, признанных как рабочие гипотезы исследовательскими центрами США, России и странами Европы.
1.3 Гипотезы, объясняющие изменения температуры
Солнечная активность
Все происходящие процессы на планете зависят от активности нашего светила – Солнца. Поэтому даже самые малые изменения солнечной активности непременно сказываются на погоде и климате Земли. Выделяют 11, 22 и 90-летние (Глайсберга) циклы солнечной активности. Вполне вероятно, что наблюдаемое глобальное потепление связано с очередным ростом солнечной активности, которая в будущем может снова пойти на убыль.
Влияние Мирового океана
Океаны занимают три четверти площади поверхности планеты, и являются огромным накопителем солнечной энергии. Он определяет направление и скорость движения теплых океанических течений, а также воздушных масс на Земле, которые сильно влияют на климат нашей планеты. В настоящее время природа этого влияния изучена довольно слабо, так, к примеру, средняя температура океанической толщи 3,5°С, а поверхности суши 15°С, поэтому усиленный теплообмен между толщей океана и приземным слоем атмосферы может приводить к значительным климатическим изменениям. Кроме того, количество углекислого газа, растворенного в водах океана, более чем в 60 раз превышает общее его количество в атмосфере, и как следствие некоторых природных процессов парниковые газы могут поступать из океана в атмосферу, существенно оказывая влияние на климат Земли.
Вулканическая деятельность
Вулканическая активность также является источником поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и большого количества углекислого газа, выделяющегося при извержении вулканов. Все зарегистрированные случаи вулканической активности сопровождались кратковременным похолоданием вследствие выброса пыли, и впоследствии долговременным ростом среднегодовой температуры за счет, выброшенного в атмосферу углекислого газа. Это может значительным образом сказаться на климате Земли.
Смещение угла вращения Земли и постепенное изменение орбиты
По предположению автора этой гипотезы, эти астрономические изменения вызывают постепенное смещение радиационного баланса планеты, а следовательно и климата. Астроном Миланкович, пользуясь этой гипотезой вполне точно (по данным палеонтологов) рассчитал даты и длительность прошлых ледниковых периодов нашей планеты. По этой теории, изменения будут происходить на протяжении сотен тысяч лет, но вряд ли эта гипотеза имеет отношение к относительному быстрому глобальному потеплению последнего века.
В настоящее время, ни одна из альтернативных гипотез не имеет заметного числа сторонников среди ученых-климатологов. Наиболее правдоподобным выглядит предположение, что глобальное потепление, которое мы наблюдаем, является результатом совпадения сразу большого числа факторов, тем более, что планета Земля – это большой живой организм, который мы еще слишком мало изучили.
1.4 Последствия глобального потепления
Глобальное потепление несет несколько конкретных опасностей для человечества.
Повышение уровня Мирового океана
Одним из доказательств, глобального потепления является таяние ледников. Наблюдения показали, что в последнее десятилетие площадь ледников заметно сокращается. Постепенное исчезновение их будет следствием не только повышения уровня Мирового океана, но и возникновение проблем с обеспечением пресной водой, а также рядом опасных бедствий для всей планеты в целом. Повышение уровня океана приведет к затоплению многих прибрежных городов, важных для экономики портов и даже полному исчезновению небольших островных государств (см. рис 4).
Аномальные природные явления
Увеличение частоты климатических катастроф: тайфунов, ураганов, наводнений, засух, которые сопровождаются большим количеством человеческих жертв (рис.5). Наиболее уязвимые будут побережья океанов и морей, дельты крупных рек, небольшие острова, жители которых, чтобы избежать гибели, должны будут переселяться ближе к центру материков (рис.6). Из-за расширения площадей, подверженных опустыниванию и засухам, миллионы людей станут вынужденными покидать родные места, лишенные воды и еды. Уже сейчас во всем мире численность таких мигрантов достигает 10 млн. человек и с каждым годом эта цифра растет. Очень сильно увеличится дефицит водных ресурсов в тропических и субтропических регионах, жители которых уже сейчас испытывают острую нехватку воды.
Таяние вечной мерзлоты
В толще мерзлых горных пород законсервирован газ - метан. Он несравнимо вызывает больший парниковый эффект, чем углекислый газ. Если метан при таянии мерзлоты будет выпускаться в атмосферу, изменение климата будет необратимо. Десятки городов, построенные на вечной мерзлоте, просто утонут. Процент деформаций зданий на севере уже очень большой и все время растет. Из-за таяния вечномерзлой земли невозможно будет добывать нефть, газ, никель, алмазы и другие полезные ископаемые.
Распространение инфекций
Потеря биологического разнообразия
Если средняя температура поднимется на 5°С, то человечество рискует потерять целых 30% видов растений и животных. Такое исчезновение возникнет из-за потери мест обитания путем опустынивания, обезлесения и потепления вод океана, а также неспособности адаптации к происходящим климатическим изменениям.
Проблемы продовольствия
Сокращение территорий, пригодных для ведения высокоэффективного сельского хозяйства, что несет угрозу продовольственной безопасности человества. Наибольшее снижение урожайности ожидается в большинстве тропических и субтропических регионах, одних из наиболее продуктивных в настоящее время, и где проживает значительная часть населения Земли. Проблемы с продовольствием могут затронуть и развитые страны.
Экономические последствия
Вместе с ростом температурой, растут и расходы, связанные с изменениями климата. Экстремальные погодные условия создают чрезвычайные финансовые проблемы. Сильнейшие штормы и наводнения являются причинами убытков в миллиарды долларов.
1.5 Районы изменения климата на Земле
Межправительственная комиссия выделила ряд районов, наиболее уязвимых к ожидаемому изменению климата:
В районе Северной Африки произойдет усиление засух и увеличению опустынивания (см. рис 7);
В Европе увеличение температур приведет к уменьшению водных ресурсов и выработки гидроэлектроэнергии, уменьшению продукции сельского хозяйства, ухудшению условий туризма, сокращению снежного покрова, усилению летних осадков и увеличению риска сильных паводков и катастрофических наводнений на реках (см. рис 8);
В Центральной и Восточной Европе произойдет увеличение частоты лесных пожаров, а также сокращение продуктивности лесов;
В Арктике - заметное уменьшение площади покровного оледенения, сокращение площади морских льдов, усиление эрозии берегов (рис. 9);
На Антарктическом полуострове температура повысилась на 2,5°С. Масса льдов Антарктики, уменьшается с ускоряющимся темпом (рис. 10);
В Западной Сибири с начала 1970-х годов температура многолетнемёрзлых грунтов повысилась на 1,0°С, в Центральной Якутии - на 1,5°С.
На севере Аляски с середины 1980-х годов температура верхнего слоя мёрзлых пород увеличилась на 3°С, а климат благодатной Калифорнии несколько похолодал;
В южных районов, в частности, на Украине, температура понизилась.
1.6 Меры по предупреждению глобального потепления
Главной задачей по предупреждению глобального потепления можно сформулировать так: найти новый вид топлива, в первую очередь экологически безвредным или поменять технологию использования нынешних видов топлива. Это означает, что необходимо:
1. Уменьшить выброс в атмосферу парниковых газов.
2. В котельных, на заводах и фабриках установить очистительные сооружения от выбросов в атмосферу.
3. Отказаться от традиционных видов топлива в пользу более экологически чистых.
4. Значительно уменьшить объемы вырубки лесов и обеспечить их воспроизводство.
5. Создать законы, обеспечивающие предупреждение глобального потепления.
6. Выявлять причины глобального потепления, наблюдать за ними и устранять их последствия.
Проблема глобального потепления должна решаться на международном уровне, в соответствии с единой международной программой, составленной с участием правительства всех стран и мировой общественности, под единым международным руководством. На сегодняшний день основным мировым соглашением о противодействии глобальному потеплению является Киотский протокол (согласован в 1997, вступил в силу в 2005 году). Протокол включает 192 страны мира.
2 Практическая часть
Практическая работа «Парниковый эффект».
Цель работы: понять теорию парникового эффекта; построить демонстрирующую модель; выяснить, как поглощают тепловую энергию поверхности из различных материалов.
Оборудование: Сосуд (стеклянная банка объёмом 3 литра), прозрачная крышка, термометр, настольная лампа, секундомер, пульверизатор, светлый и темный грунт.
Ход работы:
1. Насыпать на дно сосуда темный грунт слоем 3-4 см.
2. Увлажнить грунт с помощью пульверизатора.
3. Установить в грунт термометр с помощью картонной подставки, шариком с ртутью вверх. Накрыть стеклянной крышкой (см. рис. 11).
4. Установить лампу в 20- 30 см прямо над сосудом так, чтобы свет падал на шарик термометра.
5. Выключить лампу, дать температуре понизится до комнатной. Записать эту температуру.
6. Оставить крышку на сосуде, включить лампу и записывать температуру каждую минуту в течение 20 минут.
7. Выключить лампу. Дать температуре снизиться до комнатной. Снова увлажнить грунт и повторить опыт, сняв крышку сосуда.
8. Построить график.
9. Также проделать работу со светлым грунтом(см рис.12, 13).
Вывод:
Явление парникового эффекта наблюдается в случаях, когда сосуды закрыты крышкой, так как воздух прогрелся до более высокой температуры (см. рис 14, 15).
Повышение температуры в сосуде с темным грунтом происходит быстрее, чем в коробке со светлым грунтом (см. рис 16).
Анкетирование учащихся МБОУ СОШ № 22 и полученные результаты.
Изучив научную литературу и различные гипотезы о глобальном потеплении, мне хотелось так же узнать мнение у ребят нашей школы, что они думают по данному вопросу.
«Верите ли вы в глобальное потепление на Земле?»
Полученные результаты:
Да, в мире стало больше природных катаклизмов -67 %
Нет, ученые вводят всех в заблуждение- 14%
Мне достаточно прогноза погоды на сегодня- завтра- 9%.
Заключение
В ходе исследования данной работы были решены следующие задачи: рассмотрели глобальное потепление как термин, изучили гипотезы и причины повышения температуры на Земле, на практике смоделировали механизм «парникового эффекта», а также провели независимый опрос, касающегося темы глобального потепления.
Проанализировав всю проделанную работу, пришла к выводу, что глобальное потепление несет большую угрозу для человечества, которое отчасти является одной из причиной изменения баланса климата на Земле. Именно деятельность человека приобрела глобальный природообразующий масштаб. До сих пор мы преимущественно, искали как можно больше взять у природы. Но наступает пора столь же целеустремленно поработать и над тем, как отдать природе то, что мы у нее забираем.
Я считаю, что сейчас все силы надо бросить на то, чтобы на каждом производстве был разработан замкнутый цикл, то есть, чтобы не выбрасывалось ни в воздух, ни в реки, а все перерабатывалось. От этого все только выиграют. Государство получит дополнительную продукцию, а люди будут дышать чистым воздухом. А использование энергии перевести на альтернативные экологически чистые технологии.
Чем скорее человечество поймет о своей, разрушительной деятельности, тем больше надежды на предотвращение глобальной катастрофы.
Список литературы
1. Энциклопедия «География»,Москва, Аванта+ ,2005г.
2. Добролюбова Ю.С., Жуков Б.Б. 10 самых популярных заблуждений о глобальном потеплении и Киотском протоколе.- М.: РРЭЦ, 2008.
3. Максаковский В.П. «Географическая карта мира». 2008
6. htt://ru.wikipedia.org
7. www. climatechange.ru
8. www. krugosvet.ru
9. www. Gismeteo.ru
10. www.worldwarming.info
Приложение
Рис. 1 График повышения температуры по годам.
Рис.2 Парниковый эффект
Рис. 3 Выделение углерода в атмосферу в результате сжигания ископаемых топлив с 1870 года по 2007 в миллиардах тонн.
Рис. 4 График изменения среднегодовых измерений уровня моря. Красный цвет: уровень моря с 1870 года; синий цвет: по данным датчикам с учетом приливов; черный цвет: на основе спутниковых наблюдений. На вставке среднее глобальное повышение уровня моря с 1993 года- период, в течении которого повышение уровня моря ускорилось.
Рис.5 Смерч над городом
Рис.6 Наводнение в Европе.
Рис. 7 Дефицит воды в пустынных районах Азии.
Рис. 8 Стихийное бедствие в Европе.
Рис. 9 За период с 1979 (слева) по 2010 год (справа), область, покрытая арктическим льдом заметно уменьшилась.
Рис.10 Таяние ледника в Антарктиде.
Рис.11 Стеклянный сосуд с темным грунтом (опыт)
Рис.12 Стеклянный сосуд со светлым грунтом (деревянная стружка).
Рис. 13 Парниковый эффект (опыт).
Рис. 14 Результат эксперимента со светлым грунтом.
Рис. 15 Результат эксперимента с темным грунтом.
Рис.16 Результаты сравнения температуры в сосудах со светлым и темным грунтом.
На 0,86 градуса В XXI веке согласно прогнозам рост температуры может достигнуть 6,5 градусов – это пессимистичный сценарий. Согласно оптимистичному, он составит 1-3 градуса. На первый взгляд, повышение средней температуры атмосферы не сильно влияет на жизнь человека и не очень заметно для него, и это действительно так. Проживая в средней полосе, это сложно почувствовать. Однако чем ближе к полюсам – тем очевиднее влияние и вред глобального потепления.
На настоящий момент средняя температура на Земле порядка 15 градусов. Во время ледникового периода она была около 11 градусов. По прогнозам ученых, глобально проблему потепления человечество ощутит на себе, когда средняя температура атмосферы превысит 17 градусов по Цельсию
Причины глобального потепления
Во всем мире специалисты выделяют множество причин, из-за которых возникает глобальное потепление. В сущности их можно обощить до антропогенных, то есть вызванных человеком, и естественных.
Парниковый эффект
Основной причиной, которая приводит к росту средней температуры планеты, можно назвать индустриализацию. Рост интенсивности производства, количества заводов, автомобилей, населения планеты влияет на объем выделяемых в атмосферу парниковых газов. Это метан, водяные пары, оксид азота, углекислый газ и другие. В результуте их накопления повышается плотность нижних слоев атмосферы. Парниковые газы пропускают через себя солнечную энергию, которая нагревает Землю, но тепло, которое отдает уже сама Земля, эти газы задерживают, не выпуская в космос. Этот процесс называется парниковым эффектом. Впервые он был обнаружен и описан в первой половине XIX века.
Парниковый эффект считается основной причиной глобального потепления, поскольку парниковые газы в той или иной форме выделяет практически любое производство. Больше всего выбросов приходится на углекислый газ, он выделяется в результате сгорания нефтепродуктов, угля, природного газа. Транспорт выделяет выхлопные газы. Большое количество выбросов попадает в атмосферу после обычного сжигания мусора.
Еще одним фактором увеличения парникового эффекта является вырубка лесов и лесные пожары. Все это сокращает количество растений, которые выделяют кислород, снижающий плотность парниковых газов в атмосфере.
Парниковые газы выделяют не только промышленные предприятия, но и сельскохозяйственные. Например, фермы крупного рогатого скота. Обычные коровники являются поставщиками еще одного парникового газа – метана. Это связано с тем, что жвачный скот поглощает огромное количество растений в день и пререваривая его вырабатывают газы. Это называется «метеоризмом жвачных животных». Метан в доле парниковых газов занимает меньше 25%, однако , нежели углекислый газ.
Еще одним антропогенным фактором роста средней температуры Земли является большое количество мелких частиц пыли и сажи. Они, находясь в атмосфере, впитывают солнечную энергию, нагревая воздух и мешая прогреванию поверхности планеты. В случае выпадение они передают накопленную в себе температуру земле. Так, например, негативное влияние этот эффект оказывает на снега Антарктиды. Теплые частицы пыли и сажи при выпадении нагревают снега и приводят к таянию.
Естественные причины
Некоторые ученые предполагают, что на глобальное потепление влияют и факторы, к которым человек не имеет никакого отношения. Так, вместе с парниковым эффектом причиной называют солнечную активность. Однако эта теория подвергается многочисленной критике. В частности, ряд специалистов утверждает, что солнечная активность за последние 2000 лет была стабильной и поэтому причина изменения средней температуры кроется в чем-то другом. Кроме того, если даже солнечная активность действительно нагревала атмосферу Земли, то это коснулось бы всех слоев, а не только нижнего.
Еще одной естественной причиной называют вулканическую деятельность. В результате извержений выделяются потоки лавы, которые, контактируя с водой, способствуют выбросу большого количества водяных паров. Кроме того в атмосферу попадает вулканический пепел, частицы которого могут поглащать солнечную энергию и задерживать ее в воздухе.
Последствия глобального потепления
Вред последствий глобального потепления можно отследить уже сейчас. За последние сто лет уровень мирового океана поднялся на 20 сантиметров за счет таянья арктических льдов. За прошедшие 50 лет их количество сократилось на 13%. За прошлый год от основного массива льдов несколько крупных айсбергов. Также из-за глобального потепления аномальная жара в летний период сейчас захватывает в 100 раз большую площадь, чем 40 лет назад. В 80-х годах чрезвычайно жаркое лето было на 0,1% поверхности Земли – сейчас уже на 10%.
Опасности глобального потепления
Если не предпринимать никаких мер по борьбе с глобальным потеплением, то последствия уже в обозримом будущем станут намного заметнее. По прогнозам экологов, если средняя температура Земли продолжит расти и превысит 17-18 градусов по Цельсию, это приведет к таянию ледников (по некоторым данным, это в 2100-ом году), как следствие, поднимется уровень моря, что повлечет за собой потопы и другие климатические катастрофы. Так, по некоторым прогнозам, в зону затопления попадет едва ли не половина всей суши. Изменение уровня воды и кислотности океана изменит флору, сократится количество видов животных.
Самая значительная опасность глобального потепления – нехватка пресной воды и связанные с этим изменение образа жизни людей, экономия, всевозможные кризисы, видоизменение структуры потребления.
Еще одним последствием такого потепления может стать серьезнейший кризис в сельском хозяйстве. Из-за изменения климата внутри континентов, привычные виды агропромышленности на той или иной территории вести будет уже невозможно. Адаптация отрасли к новым условиям потребует длительного времени и огромного количества ресурсов. По прогнозам специалистов, из-за глобального потепления в Африке проблемы с продовольствием могут начаться уже в 2030 году.
Остров Потепления
Наглядным примером потепления может послужить одноименный остров в Гренландии. До 2005 года он считался полуостровом, однако выяснилось, что он соеднялся с материком льдами. Расстаяв, оказалось, что вместо соединения там пролив. Остров был переименован в «Остров Потепления».
Борьба с глобальным потеплением
Основным направлением борьбы с глобальным потеплением является попытка ограничить выброс в атмосферу парниковых газов. Так крупнейшие экологические организации, например, «Гринпис» или WWF пропагандируют отказ от инвестий в ископаемое топливо. Также разного рода акции проводятся практически в каждой стране, но учитывая масштабы проблемы, основные механизмы борьбы с ней носят международный характер.
Так, в рамках рамочной конвенции ООН в 1997 году было заключено Киотское соглашение о сокращении выбросов парниковых газов. Его подписали 192 страны мира. Некоторые взяли на себя обязательства по сокращению выбросов на конкретный процент. Например, на 8% в странах Евросоюза. Россия и Украина обязались сохранить объем выбросов в 2000-х на уровне 1990-х годов.
В 2015 году во Франции было заключено сменившее Киотское «Парижское соглашение», его ратифицировали 96 стран. Соглашение также обязаывает страны принимать меры по сокращению выбросов парниковых газов для ограничения темпов роста средней температуры планеты в 2 градуса по Цельсию по сравнению с эпохой, предшествующей индустриализации. Соглашение обязывает страны перейти к концепции экологичной экономики без использования углеродного сырья к 2020 году, снижать выбросы и выделять деньги в климатический фонд. Россия соглашение подписала, но не ратифицировала. США из него вышли.
Глобальное потепление
Орловой Екатерины
Глобальное потепление
Глоба́льное потепле́ние- процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмосферы Земли и Мирового океана. Наша планета нагревается и это оказывает катастрофический эффект на ледяные шапки земли. Температура поднимается, лёд начинает таять, море начинает подниматься. По всему миру уровень океана поднимается в 2 раза быстрее чем 150 лет назад. В 2005 году 315 км 3 льда из Гренландии и Антарктики растаяли в море, для сравнения в городе Москве в год используется 6 км 3 воды – это глобальное таяние. В 2001 году учёные прогнозировали что к концу века уровень моря поднимется на 0.9 метра. Это повышение уровня воды достаточное что бы повлиять на более 100 млн. людей во всём мире, но уже сейчас многие специалисты опасаются, что их прогнозы могут быть неверными.
Причины глобального потепления
Климатические системы изменяются как в результате естественных внутренних процессов, так и в ответ на внешние воздействия, при этом геологические и палеонтологические данные показывают наличие долговременных климатических циклов, которые принимают форму оледенений. Причины таких изменений климата остаются неизвестными, однако среди основных внешних воздействий: изменения орбиты Земли (циклы Миланковича), солнечной активности (в том числе и изменения солнечной постоянной), вулканические выбросы и парниковый эффект. По данным прямых климатических наблюдений (изменение температур в течение последних двухсот лет) средние температуры на Земле повысились, однако причины такого повышения остаются предметом дискуссий, но одной из наиболее широко обсуждаемых является парниковый эффект.
Сенсационными оказались результаты двух крупномасштабных проектов по изучению причин глобального потепления. Авторы исследований доказали, что вклад человечества в общий объем выброса углекислоты составляет хорошо если 10%. Промышленность и сельское хозяйство всего мира постоянно увеличивают выброс углекислоты в атмосферу, которая действует как пленка в парнике и не дает избыточному теплу раствориться в космосе. А выхлопы миллионов автомобилей, производство металлов и строительных материалов сопровождаются выбросом углекислоты и других парниковых газов.
Рост поглощения инфракрасных лучей начался одновременно с промышленной революцией 18 века и продолжается по сей день. За последние 250 лет в атмосферу было выброшено 1100 млрд. тонн углекислоты, причем половина этого количества пришлась на последние 35 лет. В доиндустриальную эпоху ее концентрация равнялась 280 частей на 1 млн., к 1960 году дошла до 315 частей на 1 млн., а в 2005 году составила 380 частей на миллион. Сейчас она увеличивается еще быстрее, примерно на два пункта в год. По данным палеоклиматических исследований, с такой скоростью накопления атмосферной углекислоты наша планета не сталкивалась, как минимум, 650 тыс. лет.
Выбросы парниковых газов
Парниковый эффект был обнаружен Жозефом Фурье в 1824 году и впервые был количественно исследован Сванте Аррениусом в 1896. Это процесс, при котором поглощение и испускание инфракрасного излучения атмосферными газами вызывает нагрев атмосферы и поверхности планеты. На Земле основными парниковыми газами являются: водяной пар, углекислый газ (CO2) , метан (CH4) и озон. Атмосферные концентрации CO2 и CH4 увеличились на 31 % и 149 % соответственно по сравнению с началом промышленной революции в середине XVIII века. Такие уровни концентрации достигнуты впервые за последние 650 тысяч лет - период, в отношении которого достоверные данные были получены из образцов полярного льда. Около половины всех парниковых газов, выброшенных человечеством, остались в атмосфере. Около трёх четвертей всех выбросов парниковых газов за последние 20 лет вызваны использованием нефти, природного газа и угля. Бо́льшая часть остальных выбросов вызвана изменениями ландшафта, в первую очередь вырубкой лесов. В пользу данной теории свидетельствуют и те факты, что наблюдаемое потепление более значимо: 1.зимой, чем летом; 2. ночью, чем днём; 3. в высоких широтах, чем в средних и низких. А также является фактом то, что быстрое нагревание слоёв тропосферы происходит на фоне не очень быстрого охлаждения слоёв стратосферы.
Почему глобальное потепление иногда приводит к похолоданию
Глобальное потепление вовсе не означает потепление везде и в любое время. В частности, в какой-либо местности может увеличиться средняя температура лета и уменьшиться средняя температура зимы, то есть климат станет более континентальным. Глобальное потепление можно выявить, только усреднив температуру по всем географическим локациям и всем сезонам. Согласно одной из гипотез, могут появиться холодные течения (ответвление от течения Эль Ниньо, которое проходит вдоль Северо-западного побережья США и несет похолодание этой территории), превращение течения Гольфстрим из теплого в холодное и т.д. Это вызовет существенное падение средней температуры в Европе (при этом температура в других регионах повысится, но не обязательно во всех), так как Гольфстрим прогревает континент за счёт переноса тёплой воды из тропиков.
Согласно гипотезе климатологов М. Юинга и У. Донна, существует колебательный процесс, в котором оледенение (ледниковый период) порождается потеплением климата, а дегляциация (выход из ледникового периода) - похолоданием. Это связанно с тем, что в Кайнозое, при оттаивании ледяных полярных шапок увеличивается количество осадков в высоких широтах. В дальнейшем происходит снижение температуры глубинных районов континентов северного полушария с последующим образованием ледников. При замерзании ледяных полярных шапок ледники в глубинных районах континентов северного полушария, не получая достаточно подпитки в виде осадков, начинают оттаивать.
Одним из наиболее наглядных процессов, связанных с глобальным потеплением, является таяние ледников.
За последние полвека температура на юго-западе Антарктики, на Антарктическом полуострове, возросла на 2,5 °C. В 2002 году от шельфового ледника Ларсена площадью 3250 км² и толщиной свыше 200 метров, расположенного на Антарктическом полуострове, откололся айсберг площадью свыше 2500 км². Весь процесс разрушения занял всего 35 дней. До этого ледник оставался стабильным в течение 10 тысяч лет, с конца последнего ледникового периода. Таяние шельфового ледника привело к выбросу большого количества айсбергов (свыше тысячи) в море Уэдделла. Тем не менее, площадь оледенения Антарктики растет. Отмечено ускорение процесса деградации вечной мерзлоты.
С начала 1970-х годов температура многолетнемёрзлых грунтов в Западной Сибири повысилась на 1,0 °C, в центральной Якутии - на 1-1,5 °C. На севере Аляски с середины 1980-х годов температура верхнего слоя мёрзлых пород увеличилась на 3 °C.
Увеличение частоты и интенсивности опасных погодных явлений, распространении инфекционных заболеваний. Они наносят значительный экономический ущерб, угрожают стабильному существованию экосистем, а также здоровью и жизни людей. Выводы ученых говорят о том, что продолжающиеся климатические изменения могут в будущем привести к еще более опасным последствиям, если человечество не предпримет соответствующих предупредительных мер, также рост среднегодовой температуры на 0.8 градуса Цельсия, и это только начало. Если выбросы углекислоты будут расти прежними темпами, к 2050 году планета станет на 1.5 градуса теплее, чем сейчас, а к концу 21 столетия - на 3 градуса. Чтобы понять, чем это грозит человечеству, достаточно вспомнить, что 3 млн. лет назад, когда среднегодовые температуры превышали нынешние на 2-3 градуса, уровень мирового океана стоял на 25 метров выше, чем сейчас. А увеличение температуры планеты всего лишь на градус поднимет мировой океан на 5-6 метров. Дело не только в самом парниковом эффекте, но и в его вторичных последствиях. Так, повышение температуры запускает многочисленные процессы, которые увеличивают его темпы. Например, полярные снега и льды сильно отражают солнечные лучи и сохраняют холодный климат Арктики и Антарктики. При их таянии оголяется почва или увеличивается водная поверхность, которые гораздо сильнее поглощают солнечную радиацию. Таяние тундровых зон вечной мерзлоты приводит к испарению накопленной там двуокиси углерода, а также метана, который поглощает инфракрасные лучи в 20 раз сильнее. Увеличение температуры поверхностных слоев мирового океана вблизи экватора приводит к тому, что зарождающиеся там ураганы делаются все более частыми и разрушительными. Потепление приведет к более частым и сильным засухам и резко увеличит опасность обширных лесных пожаров.
Также пугают нехваткой питьевой воды, ростом числа инфекционных заболеваний, проблемами у сельского хозяйства из-за засух. Но в долгосрочной перспективе ничего кроме эволюции человека не ожидает. Наши предки столкнулись с проблемой посерьезнее, когда после окончания ледникового периода температура резко поднялась на 10°С, но именно это привело к созданию нашей цивилизации. А то до сих пор бы, возможно, охотились на мамонтов с копьями.
10 мифов о глобальном потеплении.
1). Глобальное потепление - естественный процесс. Человек тут не замешан.
Скорее всего, нет (повышение температуры, особенно с 70-х годов, намного превышают естественные изменения).
2). В любом случае последствия будут постепенными.
Сильные штормы становятся все чаще, а историей доказано, резкое изменение климатических условий может наступить внезапно, буквально за несколько лет.
3). Глобальное потепление приведет к всемирному потопу.
Если потепление будет идти теми же темпами, то уровень мирового океана поднимется на 1 метр. Если же допустить, что все ледники растают, что, конечно же, невозможно, то вода поднимется на 10 метров. И если учесть, что средняя высота суши над уровнем океана - 840 метров, то переживать так сильно по поводу затопления не стоит.
4). Глобальное потепление - единственная причина резких, непредсказуемых изменений погоды.
Далеко не единственная. Существует ряд естественных, циклических процессов, к которым глобальное потепление не имеет никакого отношения. И именно они являются тем, что может вызвать резкое потепление или похолодание. Такими факторами могут послужить океанские течения, циклоны, изменение магнитного поля Земли и просто совпадения.
5). Выбросы углекислого газа слишком незначительны, чтобы спровоцировать глобальное потепление.
Хотелось бы верить, но пока факты это отрицают. По статистическим данным, которым можно доверять были построены графики концентрации углекислого газа в атмосфере и температуры в это время. Они совпадают.
6). Из-за глобального потепления температура скоро вырастет настолько, что мы все погибнем.
Не настолько и не скоро. За последние 100 лет температура выросла на 0,7°С, - 1° С. И по самым смелым прогнозам в ближайшие 100 лет может вырасти еще на 4,6° С, но скорее всего это увеличение не превысит 2°С. С меньшей вероятностью, но есть модели, предсказывающие да же похолодание.
7). Сельскому хозяйству это будет только на руку.
Углекислый газ может повысить урожайность ряда культур, но так же возрастет и количество сорняков и вредителей. Растения не смогут хорошо расти на том же месте из-за климатического сдвига.
8). Причины глобального потепления известны.
Многие верят, что в глобальном потеплении полностью виновен человек и что, только остановив промышленную деятельность, можно избежать катастрофы. В действительности же проблема изменения климата настолько нова, что сейчас невозможно с точностью сказать о ее причинах. То, что оно происходит - это факт, но то, что это результат антропогенной деятельности человека далеко не единственная версия. Так, например, существует версия, что это результат естественных процессов, происходящих в системе Солнце - Земля - Космос.
9). Мы знаем, как бороться с глобальным потеплением, у нас есть технологии
Стратегический план находится в разработке. Существует несколько масштабных вариантов борьбы с глобальным потеплением, но все они из области фантастики, да и требуют колоссальных вложений, сравнимых с бюджетом США, но лучше много мелких изменений, чем одно большое.
10). Мы не можем ничего с этим поделать.
Каждый уже сейчас может внести свой вклад в борьбу с глобальным потеплением, хотя бы просто соблюдая рекомендации в потребительской деятельности.
Решение проблемы глобального потепления
Данной проблемой занимаются такие организации, как ООН, ЮНЕСКО, ВОЗ, Всемирная Метеорологическая организация (ВМО), Всемирная служба погоды (ВСП), Международный Союз охраны природы и природных ресурсов (МСОППР), Всемирная Хартия природы и др. Большую роль играют международные общественные организации (GreenPeace).Было выяснено что основной причиной глобального потепления является накопление в атмосфере Земли CО 2 .Позже, вследствие научных разработок, а также опыта ряда стран было выявлено, что снижение СО 2 в атмосфере может быть достигнуто при:
Уменьшении использования в промышленности природного топлива и замене его новыми видами энергии (ядерная, солнечная, энергия ветра, приливов и отливов, геотермальных источников);
Создании менее энергоемких процессов;
Создании безотходных производств и поточных линий с замкнутым циклом (сейчас показано, что при некоторых процессах отходы составляют 80-90% от исходного сырья).
Поэтому была разработана программа, которая должна привести к достижению ряда главных целей. Во-первых, вся планета перейдет на жесткие стандарты энергосбережения, подобные тем, которые в настоящее время в США действуют только в Калифорнии. Так жев программе ООН рассматриваются экологические проблемы на различных территориях, проблемы здоровья и благосостояния человека, охрана наземных экосистем, Мирового океана, растительности, диких животных, экологические вопросы энергетики, а также экологическое образование и информация, торговые, экономические и технологические аспекты. В программе ВОЗ специальным разделом включены исследования по охране окружающей среды и её влиянию на здоровье человека. Большое внимание уделяется возможности повышения уровня заболеваемости уже известными инфекциями (малярия и другие природно-очаговые инфекции), а также возможности появления новых инфекций. Программа ВМО предусматривает разработку методов долгосрочного прогнозирования возможных изменений климата и его влияния на человека, а также влияние на климат различных факторов. Практическое значение программы состоит в том, что она поможет народам использовать данные о климате при планировании и регулировании всех сторон человеческой деятельности. Программа МСОППР обобщает опыт всех стран в области охраны природы, определяет основные экологические проблемы современности и предлагает систему рациональных методов управления ресурсами биосферы. Программа ВСП координирует деятельность всех заинтересованных стран в области сбора и обмена метеорологической информацией и имеет три мировых центра – в Москве, Вашингтоне и Мельбурне.
Мировая промышленность перейдет на современные энергосберегающие технологии; в частности, удастся вдвое повысить коэффициент полезного действия электростанций на органическом топливе, за счет более полного использования остаточного тепла. Будет введен в действие миллион крупных ветрогенераторов электричества. Будет построено 800 мощных электростанций на угле, выбросы которых будут полностью очищаться от углекислого газа. Будет построено 700 ядерных электростанций, причем ни одна из ныне действующих не будет закрыта. Мировой парк легковых автомобилей и легких грузовиков полностью перейдет на машины, проезжающие не менее 25 км на литр бензина. Со временем все машины получат гибридные двигатели, которые позволят им на коротких маршрутах включать только электромоторы, получающие питание от аккумуляторов. Для их снабжения электричеством будет построено еще 0.5 млн. ветрогенераторов. Будут резко расширены посевные площади под сельскохозяйственные культуры, способные служить сырьем для производства биотоплива из растительной целлюлозы. Государства, расположенные в тропиках, с помощью международного сообщества полностью остановят процесс исчезновения лесов и удвоят нынешние темпы посадки молодых деревьев.
Уже сейчас во многих высокоразвитых индустриальных странах действуют жесткие природоохранные законы: установлены требования к очистке выбросов, разрабатываются новые технологии, предотвращающие загрязнение атмосферы, ужесточены стандарты на выбросы отработанных газов автомобилей и т.д. В одних государствах (США, Канада) создан центральный орган управления природопользованием. Цель его – разработка общенациональных экологических нормативов, обеспечивающих улучшение экологической ситуации и контроль за их выполнением. Специфика японской культуры (культ жилища, человека, здоровья) позволяет решать все проблемы не на уровне государственных агентств, а на уровне города, района, что дает хорошие результаты. В целом, нужно сказать, что в Европе контроль за выбросами в атмосферу не так строг, как в США.
Последствия глобального потепления
Примерная схема последствий глобального потепления.
Велик и социальный аспект этой программы. Изменение климата затронет интересы всех жителей планеты. Причем это может продолжаться в течение длительного периода. Возможное изменение экономики государства может привести к изменению всего уклада жизни людей на той или иной территории. Кроме того, прогнозируемый подъем уровня мирового океана и в связи с этим затопление больших территорий суши, потребует не только строительства защитных сооружений, но и переселения целых народов, что может вызвать социальные потрясения. Большой проблемой этого плана явится влияние изменения климата на здоровье человека, и, прежде всего, необходимость адаптации его к новым климатическим условиям. Возможно появление новых и увеличение уровня существующих заболеваний. Все изменения, которые происходят на Земле, не проходят бесследно для нашего организма. Наше варварское отношение к Земле сделало её агрессивной для нас. Экологическая трагедия Земли перешла в физическую и моральную трагедию человека. Даже по консервативным расчётам прогнозируется, что в течение следующих 60 лет, повышение уровня моря уничтожит четверть всех домов находящиеся в 150-ти метрах от побережья. Последние исследования рисуют более тревожную картину. К концу столетия уровень моря может подняться на целых 6 метров и это всё может произойти со всеми нами из-за таяния. Анализ данных показывает, что в течение последнего столетия наша планета Земля разогрелась на один градус выше среднего показателя. По предположению ученых в ближайшие 50 лет температура поднимется еще на 3-5 градусов, что приведет к тяжелым последствиям, как для Земли, так и для людей и животного мира.
Китай, являющийся одним из основных поставщиков парниковых газов в атмосферу, в то же время максимально ощутит на себе негативные последствия потепления в XXI в. По прогнозам, даже повышение уровня моря на 0,5 м приведет к затоплению около 40 тыс. км 2 плодородных равнин. Наиболее уязвимыми окажутся обширные низкие низовья крупных рек Хуанхэ, Янцзы и др., где средняя плотность населения иногда достигает 800 чел/км2. Кроме того, значительно активизируются размыв берегов, что приведет к серьезным социально-экономическим последствиям, особенно в крупных городах, расположенных на морских побережьях.Крайне интенсивными могут быть изменения на хорошо освоенных берегах, например - Черного и Азовского морей, где естественное развитие будет сочетаться с интенсивным антропогенным воздействием, т.е. изъятием наносов с пляжей, строительством дамб и плотин на реках, созданием берегозащитных сооружений и т.д. Наиболее интенсивно будут разрушаться песчаные пересыпи, отчленяющие лиманы в Северо-Западном Причерноморье и на Азовском море, а также косы Северного Приазовья. В дельте Кубани ожидается затопление прибрежных низменностей. Быстрее станут отступать береговые склоны, сложенные непрочными лессами. В районе Одессы, Мариуполя, Приморско-Ахтарска помимо размыва уступов усилятся оползневые и обвальные процессы, и разрушение берегов может достичь катастрофических масштабов.Ледяные берега в условиях повышения температуры воздуха и поверхностных вод будут подвержены быстрому разрушению вследствие таяния льда и обрушения нависающих ледяных блоков. Не исключено, что и районах их распространения (Шпицберген. Земля Франца-Иосифа, Новая Земля, Северная Земля), на акваториях морей Баренцева, Карского и Лаптевых увеличится количество айсбергов.
Вечная мерзлота в 2025 и 2050 годах
Если оправдаются приведенные выше прогнозные оценки умеренного (а тем более резкого) потепления климата в северных районах, то к середине нового столетия облик вечной мерзлоты в России существенно изменится.
Сопоставление современных характеристик вечной мерзлоты с прогнозными проводилось путем составления последовательного ряда мелкомасштабных карт. Помимо сугубо мерзлотных характеристик (распространения вечномерзлых пород, их мощности, температуры, льдистости, глубины сезонного протаивания) для оценки возможных изменений вечной мерзлоты приходится учитывать состав горных пород, а также рельеф и весь комплекс ландшафтных условий.На схеме, приведенной в статье, показаны четыре зоны. Первую образуют территории, не входящие в состав современной области вечной мерзлоты. Здесь сезонное промерзание почв до глубин не более 4 - 5 м. К середине XXI в. глубина и площади распространения сезонного промерзания сократятся.Три остальные зоны охватывают современную область вечной мерзлоты и отличаются друг от друга разной степенью и сроками начала повсеместного глубокого оттаивания вечномерзлых пород сверху. За его начало принят момент, когда слой грунтов, оттаявший за лето, следующей зимой промерзает не полностью и кровля многолетнемерзлых пород начинает прогрессивно понижаться. Временной интервал, за который такие породы оттают полностью, зависит не только от потепления климата, но и от состава и льдистости пород, их температуры и мощности, от притока тепла снизу - из глубин Земли. Это таяние может длиться годами, десятилетиями, сотнями и тысячами лет.Вторая с юга зона - это территории, на которых вечная мерзлота к 2020 г. будет повсеместно оттаивать. Она сформируется только в пределах Западносибирской низменности. В настоящее время здесь встречаются только редкие острова. После их оттаивания южная граница мерзлоты отступит к северу на 300 км и более, таяние вспученных льдом торфяников будет сопровождаться интенсивными просадками поверхности, но серьезных изменений в природную обстановку и деятельность человека это не внесет: вечномерзлые торфяники встречаются редко и в хозяйственное освоение практически не вовлечены.Третья зона объединяет две подзоны, границы между которыми весьма прихотливы и на нашей схеме не показаны. В первую (с юга) входят территории, где вечномерзлые породы начнут таять повсеместно только к 2050 г.В четвертую зону относительно стабильных вечномерзлых пород входит северная часть криолитозоны (самый верхний слой земной коры, характеризующийся в течение всего года или хотя бы короткое время (но не менее суток) отрицательной температурой почв и горных пород и наличием или возможностью существования подземных льдов) с самыми низкими температурами пород - от -3 до -1б°С. Мощность их измеряется сотнями метров. При прогнозных масштабах потепления климата глубокое протаивание вечномерзлых пород на этой территории исключается. Незначительно увеличится лишь площадь таликов.
Зимние осадки будут способствовать повышению температуры вечномерзлых пород, а летние - приводить к их разрушению из-за усиления термокарста (процесс неравномерного проседания почв и подстилающих горных пород вследствие вытаивания подземного льда), термоэрозии (сочетание теплового и механического воздействия текущей воды на мёрзлые горные породы и лёд), термоабразии (сочетание процессов теплового и механического разрушения берегов водоёмов при воздействии волноприбоя на участках побережья, сложенных мёрзлыми горными породами, содержащими большое количество подземных ледяных тел), а также оползневых процессов. Наиболее ярко они проявятся на аккумулятивных равнинах, сложенных высокольдистыми породами, т.е. там, где вечномерзлые толщи из-за своих низких температур и большой мощности останутся в целом стабильными. При разрушении верхнего льдистого горизонта поверхность деформируется существенно и, если своевременно не будут приняты защитные меры, нависнет угроза над инженерными сооружениями.
Глобальное потепление климата к середине XXI в. может привести к смещению границ растительных зон (тундра, леса умеренного пояса, степи и др.) потенциально на сотни километров. Так, в северных районах Евразии границы растительных зон передвинутся на север на 500-600 км, а зона тундры значительно сократится в своих размерах. По данным ЮНЕП, прогноз изменения климата появится в ускоренном снижении площадей тропического леса и саванн в Африке.Приведенные данные по изменению природной зональности России в целом благоприятны для развития сельского хозяйства. Это следует из того, что максимальное приращение при потеплении климата получает зона широколиственных лесов, которая ассоциируется с регионом устойчивого и высокопродуктивного земледелия, а также зона степи и лесостепи, где возможно эффективное зерновое хозяйство. Ожидается значительное увеличение площади земель (на 4,7 млн. км2, т.е. в 1,5 раза более современной), потенциально пригодных для земледелия.В ряде стран (США. Великобритания, Швеция, Австрия и др.) проведены эксперименты по изучению ряда культурных растений в условиях повышенных концентраций CO 2 . Установлено, что при удвоении концентрации у многих растений уменьшается величина транспирации (испарение воды растением), увеличивается листовая поверхность.В лесном хозяйстве на фоне улучшения условий произрастания лесных формаций могут возникнуть благоприятные экологические параметры для роста и размножения различных насекомых-вредителей, что приведет к возникновению значительных очагов болезней леса. Поэтому уже сейчас принимаемые мероприятия по борьбе с обезлесиванием, по увеличению темпов лесовозобновления с улучшению использования древесины - все это создаст оптимальные условия для развития лесного хозяйства в XXI в.
Перечень источников
1. http://ru.wikipedia.org
2. http://www.worldwarming.info
3. http://www.ecoindustry.ru/
Шатковского муниципального района
МОУ Смирновская СОШ
Исследовательская работа
Глобальное потепление:
парниковый эффект
с. Смирново
2013 год
1) Изучить материалы по глобальному потеплению;
2) Выяснить причины глобального потепления;
3) Экспериментально проверить парниковый эффект;
3) Определить: какое влияние эта проблема оказывает на жизнь людей.
Этапы работы:
Изучить причины, способствующие появлению «глобального потепления»;
Экспериментально проверить парниковый эффект;
Рассмотреть вопросы влиянияглобального потепления на жизнь людей, городов, целых государств;
Провести опрос среди учащихся.
Введение.
Для того чтобы как можно лучше ознакомиться с данной темой и попытаться найти все возможные пути решения этой проблемы, в первую очередь надо правильно понять сам термин «Глобальное потепление», рассмотреть все причины, вызывающие эти ужасные катастрофы, с последствиями которых я и попытаюсь вас ознакомить. Одну из проблем глобального потепления, такую как «парниковый эффект», я рассмотрела подробнее.
Причины глобального потепления
Основными методами отслеживания изменений являются:
Исторические документы и летописи,
Архивы метеорологических наблюдений,
Измерения площади полярных шапок, льдов, зон растительности и отслеживание атмосферных процессов благодаря спутниковой фотосъемке,
Анализ ископаемых животных и растений,
Радиологический анализ до древних полярных льдов,
Наблюдение за ледниками, особенно хорошо изменения климата видны, если посмотреть на фото ледников снятые в один месяц разных лет.
Климатические индикаторы: изменение уровня океана (синий), концентрация 18 O (озон) в морской воде, концентрация CO 2 в антарктическом льду. Деление временной шкалы - 20 000 лет.
На диаграмме видно, что пики уровня моря, концентрации CO 2 и минимумы 18 O совпадают с межледниковыми температурными максимумами.
Климатические системы изменяются как в результате естественных внутренних процессов, так и в ответ на внешние воздействия (антропогенные и неантропогенные).
На данный момент никто из ученых с полной достоверностью не может сказать, какие именно причины вызывают долгосрочные климатические изменения. Существует определенное количество наиболее достоверных предположений, признанных как рабочие гипотезы исследовательскими центрами США, России и Европы. Перечислим их здесь.
Первая гипотеза: Солнечная активность
Солнце единственный и главный источник тепла для нашей планеты, и даже самые малые цикличные изменения его активности сильно влияют на колебания температур. Ученые считают, что солнце имеет как минимум три различных цикла активности: 11, 22-летний и примерно 90 летний. Совпадения и несовпадения этих циклов и объясняют колебания температур. Кроме того предполагается – но не доказано, что существует и гораздо более длительный, примерно тысячелетний цикл роста активности солнца. Таким образом, климатические изменения естественны, и со временем сами пойдут на убыль.
Вторая гипотеза:
смещение угла вращения земли и постепенное изменение орбиты.
По предположению автора гипотезы, эти астрономические изменения вызывают постепенное смещение радиационного баланса планеты, а следовательно и климата. Астроном Миланкович, руководствуясь этой теорией вполне точно (по данным палеонтологов) рассчитал даты и длительность прошлых ледниковых периодов нашей планеты. По этой гипотезе, изменения будут происходить на протяжении десятков, а возможно и сотен тысяч лет, но вряд ли эта гипотеза имеет отношение к относительно быстрому глобальному потеплению последнего века.
Гипотеза третья, океаническая.
Океаны занимают три четверти площади поверхности планеты, и являются самым мощным фактором, влияющим на климат и его изменения. В настоящее время природа этого влияния изучена довольно слабо, так, к примеру, средняя температура океанической толщи 3,5°С, а поверхности земли - 15°С, поэтому скорость и темпы теплообмена между океаном и нижними слоями атмосферы может являться причиной значительных климатических подвижек. Кроме того количество углекислого газа растворенного в водах океана более чем в 60 раз превышает общее его количество в атмосфере, и как следствие некоторых природных процессов парниковые газы могут из океана поступать в атмосферу существенно меняя климат Земли.
Гипотеза четвертая: Вулканы.
Каждое извержение вулкана выбрасывает в верхние слои атмосферы столько же аэрозолей, газа и пыли, сколько производит все человечество за несколько лет. Все зарегистрированные случаи вулканической активности сопровождались кратковременным похолоданием вследствие выброса пыли, и впоследствии долговременным ростом среднегодичной температуры за счет выброшенного в атмосферу углекислого газа.
Пятая и самая обсуждаемая гипотеза рассматривает как основную причину глобального потепления деятельность человека.
Одной из наиболее широко обсуждаемых причин является антропогенный парниковый эффект .
Парниковый эффект
Парниковый эффект был обнаружен Жозефом Фурье в 1824 году . Он предположил, что атмосфера земли выполняет функцию своего рода стекла в теплице: воздух пропускает солнечное тепло, не давая ему при этом испариться обратно в космос. То же самое происходит в парниках, в связи с чем и произошел термин «парниковый эффект». Этот эффект достигается благодаря некоторым атмосферным газам второстепенного значения, например, водяные испарения и углекислый газ. Они пропускают видимый и «ближний» инфракрасный свет, излучаемый солнцем, но поглощают «далекое» инфракрасное излучение, имеющее более низкую частоту и образующееся при нагревании земной поверхности солнечными лучами. Если бы этого не происходило, Земля была бы примерно на 30° холоднее, чем сейчас, и жизнь бы на ней практически замерла. Значит, чем больше в атмосфере углекислого газа, тем больше инфракрасных лучей будет поглощено, тем теплее она станет.
В природной биосфере содержание газа в воздухе поддерживалось на одном уровне, так как его поступление равнялось удалению. В настоящее время люди нарушают это равновесие, сводя леса и используя ископаемое топливо.
Сейчас человечество сжигает ежегодно 4,5 млрд. т угля, 3,2 млрд. т нефти и нефтепродуктов, а также природный газ, торф, горючие сланцы и дрова. Все это превращается в углекислый газ, содержание которого в атмосфере возросло с 0,029% в начале 20 века до 0,035% в настоящее время. Кроме того, резко увеличились выбросы в атмосферу другого парникового газа- метана (концентрация в атмосфере увеличилась на 140% по сравнению с началом 20 века), а так же хлорфторуглеродов (ХФУ) и оксидов углерода, поглощающих инфракрасные излучения в 50-100 раз сильнее, чем СО 2 . Следовательно, хотя их содержание в воздухе значительно ниже, они влияют на температурный режим планеты почти так же.
Чтобы понять суть парникового эффекта, я выполнила практическую работу ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ (приложение 1).
Цель работы :
Понять суть парникового эффекта,
Построить демонстрирующую модель,
Выяснить, как поглощают тепловую энергию поверхности из различных материалов.
Вот результаты моей работы.
В природе такой эффект проявляется, когда облачность увеличивается ближе к вечеру. Ночью тепло не уходит в космическое пространство, нет сильного перепада температур. При этом темный грунт нагревается сильнее светлого, так как более темные поверхности поглощают энергию больше. Это явление просматривается по графикам температур.
Рост населения и производства заметно изменяют химический состав атмосферы, увеличивая количество парниковых газов в ней.
За последний век средняя зафиксированная температура приземной атмосферы выросла на 0.8°С, что не объясняется ни одной из «естественных» гипотез, тем более что изменения такого масштаба обычно происходили в течении многих сотен лет. А за последние 20 лет темпы еще увеличились – 0.3-0.4°С.
Наиболее правдоподобным выглядит предположение, что глобальное потепление, которое мы наблюдаем, является результатом совпадения сразу большого числа факторов, тем более что планета Земля – это огромный живой организм, который мы еще слишком мало изучили.
Последствия глобального потепления
Вот десять самых страшных эффектов глобального потепления.
1. Распространение болезней.
Среда обитания опасных насекомых становится все жарче, а климат северных стран более теплым и умеренным, идеально подходящим для их существования. Насекомые двинуться на север, принося с собой все болезни, которыми могут заразиться сами. Этот эффект нельзя будет остановить, ведь фактически ученым не удалось уничтожить опасные вирусы в странах в которых они уже присутствуют, не говоря о тех, которые ещё могут заразиться.
2. Наводнения.
Когда повысился уровень воды в океанах, наводнения стали первым символов глобального потепления. Повышение хотя бы еще на метр приведет к неимоверным последствиям. Например, сможет с легкостью убрать одну шестую целой территории Бангладеш, многие острова станут историей, даже самые высокие дамбы не в силах будут противостоять стремительному потоку, поэтому значительная часть береговой линии материков исчезнет. Кроме того, повышение температуры вызывает более интенсивное водное испарение, делая ливни более частыми и сильными.
3. Ураганы.
Глобальное потепление вызывает повышение не только атмосферной температуры, но и океанической. Силу ураганам дают теплые воды. Поскольку эффекты глобального потепления становятся все хуже за последние несколько лет, в этот период мы стали свидетелями несколько таких ураганных бедствий, которые доказывают, что наше плохое отношение к планете не останется бесследным. 
4. Засуха.
Питьевая вода – уже роскошь в некоторых частях Африки, но худшее все еще впереди. Этот континент больше всего пострадает от большого изменения климата, так же как и южная часть Европы. Нехватка пресной воды может стать причиной конфликтов и воин. По всему миру исчезнут мелкие реки и озера. А это настоящая катастрофа для живых организмов, которые в них жили. С потерей среды обитания они так же бесследно исчезнут.
5. Лесные пожары.
В засушливых регионах с последствиями лесных пожаров справляются каждое лето. Калифорния, Австралия и Греция пострадали больше всего в прошлое десятилетие. Однако они не будут единственными, если изменение климата будет продолжаться. С каждым годов весна приходит все раньше, заставляя снег быстрее таять, тем самым лишая землю влаги на длительный период времени. Именно поэтому лесные пожары становятся все более частым явлением с каждым годом.
6. Суровые зимы.
Глобальное потепление заставляет климат выглядеть очень странным. В то время как некоторая часть света страдает от засухи, другая от наводнения, некоторые страдают от суровых зим. Например, такие страны как Германия, Польша и Словакия перенесли самые холодные зимы за последние несколько лет.
7. Смог.
Когда кто-то умрет от смога – это определенно будет означать, что поведение человечества по отношению к планете достигло пика. К счастью, мы еще не достигли этого, но смог постепенно подбирается к своим жертвам. Смешение в воздухе множество загрязняющих веществ (оксиды азота, тропосферный озон, летучие органические вещества и т.п) делают крупные города ужасным местом для людей, которые страдают от астмы или других респираторных заболеваний.
8. Увеличение вулканической активности.
Стремительное таянье ледников, находящихся на вершинах гор, будут способствовать их росту. Дело в том, что лед, который миллионы лет придавливал горы к поверхности Земли, исчез, тем самым позволяя им устремляться выше. В результате чего проснутся множество вулканов, которые будут выбрасывать твердые частицы в атмосферу, помогая глобальному потеплению и парализуя воздушное движение. Однако самым опасным в этом случае будет смертельный эффект лавы для людей, которые живут около вулканов.
Ученые выяснили, что глобальное потепление может вызвать опасные для человека грозы. Они будут появляться чаще, и ударять с большей силой. Наблюдать их можно в засушливых районах, но они не будут приносить с собой ливни, а просто ударять в землю, вызывая пожары.
10. Потеря биоразнообразия.
Если средняя температура будет повышаться, человечество рискует потерять целых 30% видов животных и растений. Это произойдет из-за опустынивания, потери воды, обезлесения, а так же из-за неспособности к адаптации живых организмов. Ученые отметили, что некоторые более устойчивые виды мигрировали на полюса, чтобы поддержать необходимую им среду обитания. От этой угрозы не защищен и человек.
Наш вклад в защиту природы
В моем опросе 78% респондентов согласились с гипотезой глобального потепления, однако 14% отрицают факт глобального потепления. (диаграмма № 1)
Далее был задан вопрос о том, какое же влияние оказывает глобальное потепление. Однако тема глобального потепления обсуждалась, естественно, уже только с теми, кто считает, что оно действительно происходит. Большинство из них 82% полагают, что глобальное потепление негативно влияет на жизнь человечества, и лишь немногие считают его влияние позитивным 5% либо отрицают какое-либо влияние этого процесса на жизнь людей 12%. (диаграмма № 2)
Затем респондентам был задан вопрос о причинах глобального потепления. При этом половина считающих глобальное потепление реальным рассматривает его исключительно как результат человеческой деятельности 70%, как результат сочетания действия антропогенных и природных факторов 24% , и лишь некоторые 6% полагают, что изменение климата всецело обусловлено естественными природными процессами. (диаграмма №3)
И последним был задан вопрос, сможет ли человек остановить процесс изменения климата. В моем опросе 30% респондентов считают,что предотвращение не возможно, у 70% обратная точка зрения.(диаграмма №4)
Тем, кто считает противостояние потеплению возможным, был задан открытый вопрос о том, что именно может сделать человечество. Респонденты говорили о необходимости бережного отношения к природе в целом (88%), об ограничении и контроле производственных выбросов и внедрении новых систем очистки (65%), прекращение вырубки лесов (94%), необходимо «всем странам серьезно отнестись к этой проблеме и объединить усилия» для решения проблемы глобального потепления на международном уровне (98%).
Ежегодно мы принимаем участие в районной акции «Сделаем мир чище». Школьники и учителя очищают от мусора прилегающие и закрепленные территории, шефствуют над памятником воинам, погибшим в годы Великой Отечественной войны.
Успешно прошла природоохранительная операция «Чистый пруд», в рамках которой ребята-старшеклассники очистили берега самого большого в Смирнове Барского пруда. Во время операций «Школьный сад» и «Сельский парк» школьниками было высажено около 1000 саженцев плодово-ягодных и других растений.
Очень интересно прошла в школе операция «Кормушка», в которой приняли участие школьники 1 – 6 классов, воспитанники ДОУ и их родители.
Очень активно участвуют школьники в исследовательской деятельности экологической направленности. Исследования выполняются как на уроках, так и во внеурочное время. Под руководством учителей ребята подробно исследовали водные объекты сел Смирнова, Костянки, Алемаева, Вечкусова; изучили с точки зрения этно-экологии праздник Троицу; к проблемам охраны лесных растений нашли не только экологический подход, но и поэтический. Ко многим исследовательским работам дополнительно оформлены альбомы с картинами художников или с собственными иллюстрациями.
Активно работает наша школа и с населением. В различных общественных местах регулярно появляются экологические листовки и памятки с призывом не мусорить, беречь окружающую природу и т. д.
В течение 10 последних лет МОУ Смирновская СОШ тесно сотрудничает со Всемирной организацией по охране природы ГРИНПИС. Так в мае 2012 года участвовали в акции «Зеленый уикенд», в рамках которой были проведены интересные мероприятия, экологические проекты. В ходе этой акции была приведена в порядок территория вокруг школы, организована ярмарка «ненужных» вещей.
По предложению ГРИНПИС многие школьники и педагоги приняли участие в конкурсе «Вторая жизнь вещей». Были представлены фотографии вещей, сделанных из мусора. Победителем в конкурсе объявлен Дедаев Михаил, собравший велосипед из металлолома. Все участники были награждены грамотами, значками, а победители – подарками.
Во время акции «Зеленый уикенд» школа вела переписку с организаторами. Мы получили много теплых слов за работу, которую делаем.
Мне очень приятно вносить свою хоть и маленькую лепту в решение проблемы, которая сейчас является проблемой №1 в мире. Мы не зря стараемся поправить положение, чтобы нам жить было легче и лучше.
Вывод
По результатам исследований Межправительственной комиссии ООН последствия глобального потепления неутешительны. Большая часть Европы будет затоплена в результате наводнений. Начнутся таяния горных ледников и районов вечной мерзлоты. Сельское хозяйство Южной Европы и Азии пострадает от небывалой засухи. В Африке уменьшится количество питьевой воды, участятся инфекционные болезни, разносимые комарами и другими насекомыми. Островные государства будут полностью затоплены.
Несмотря на столь пессимистические прогнозы, есть ученые, которые их не разделяют. Последние изображения со спутников Земли не подтверждают эти опасения, а, значит, есть надежда предотвратить надвигающуюся угрозу. Можно уменьшить выбросы парниковых газов, повышая эффективность использования энергоресурсов и перейдя на менее опасные виды топлива, такие как газ. Можно замедлить расходование такого невосполнимого природного ресурса, как ископаемое топливо. А использование энергии перевести на альтернативные экологически чистые технологии. Чем скорее человечество поймет о своей разрушительной деятельности, тем больше надежды на предотвращение глобальной катастрофы.
Литература:
А.В.Сахаров. Развитие познавательного интереса учащихся к изучению физики на основе экспериментальных заданий экологической направленности. г.Арзамас, 2000г.
Установить лампу в 20-30 см прямо над сосудом так, чтобы свет падал на шарик термометра.
Выключить ее, дать температуре понизиться до комнатной. Записать эту температуру.
Выключить лампу. Дать температуре снизиться до комнатной. Снова увлажнить грунт и повторить опыт, сняв крышку сосуда.
Построить график, отложив по оси ординат температуру, а по оси абсцисс – время.
Снова проделать ту же работу, заменив темный грунт на светлый.
Таблица 1
| Время (мин) | Температура (0 С) |
|||
| С крышкой | Без крышки |
|||
| Темный грунт | Светлый грунт | Темный грунт | Светлый грунт |
|
| 1 | 28 | 27 | 26 | 26 |
| 2 | 29 | 27,5 | 26 | 26 |
| 3 | 30 | 27,5 | 27 | 26 |
| 4 | 30 | 27,5 | 27 | 27 |
| 5 | 30 | 28 | 27 | 27 |
| 6 | 30 | 28 | 28 | 27 |
| 7 | 31 | 28 | 28 | 28 |
| 8 | 31 | 29 | 28 | 28 |
| 9 | 31 | 29 | 28 | 28 |
| 10 | 32 | 29 | 28 | 28,5 |
| 11 | 32 | 29 | 28 | 29 |
| 12 | 32 | 29 | 28,5 | 29 |
| 13 | 32 | 29 | 29 | 29 |
| 14 | 32 | 29 | 29 | 29 |
| 15 | 32 | 29 | 29 | 29 |
| 16 | 32 | 29 | 29,5 | 29 |
| 17 | 33 | 29 | 29,5 | 29 |
| 18 | 33 | 30 | 30 | 30 |
| 19 | 33 | 30 | 30 | 30 |
| 20 | 33 | 30 | 30 | 30 |
Приложение 2
Согласны ли вы с гипотезой о глобальном потеплении.
Рис. 1
Какое влияние на человечество оказывает глобальное потепление?
Рис.2
Каковы причины глобального потепления? Нужное подчеркнуть.
Рис. 3
Что именно может сделать человечество. Перечислите конкретные действия.
Рис. 4
Что делается в вашей школе для решения данной проблемы? Перечислите мероприятия.
