Проблеми коливань і змін клімату. Причини й наслідки глобального потепління.

Стурбованість світової громадськості проблемою зміни клімату призвела до створення ряду міжнародних угод. 1992 р. 154 країни підписали Рамкову Конвенцію ООН про зміну клімату, а 1997 р. було прийнято Кіотський протокол. Обидва документи ратифіковано в багатьох країнах, включаючи Україну, і вступили в силу.

З метою проведення науково-технічного й соціально-економічного оцінювання глобальної зміни клімату й пов'язаних з цим проблем Всесвітньою метеорологічною організацією (ВМО) і Програмою ООН по навколишньому середовищу (ЮНЕП) 1988 р. засновано Міжурядову групу експертів зі зміни клімату (ІРСС). ІРСС є найбільш авторитетною міжнародною організацією, що займається оцінюванням зміни глобального й регіонального клімату в минулому, сьогоденні та майбутньому, а також впливом зміни клімату й можливостей адаптації до неї.

Доповіді з оцінками ІРСС публікуються кожні п'ять-шість років і є останнім словом світової науки в галузі фундаментальних досліджень глобальної кліматичної системи. Вони містять узагальнення всіх відомих досліджень про стан кліматичної системи, а також прогнози зміни клімату, впливу цієї зміни на навколишнє середовище й життєдіяльність людини, а також рекомендації щодо адаптації людства до цих змін. ІРСС підготовлено Доповіді з оцінками, які були прийняті в 1990, 1996, 2001 і 2007 роках, підготовлено й ряд спеціальних доповідей, наприклад, щодо впливу авіації, передачі технологій, сценарії викидів парникових газів.

Визнанням значного внеску ІРСС у розуміння цієї глобальної та дуже важливої для людства проблеми з метою пом'якшення негативних наслідків глобального потепління стало присудження Міжурядовій групі експертів зі зміни клімату Нобелівської премії миру 2007 року.

Найбільш нові й систематизовані матеріали щодо глобальної зміни клімату містяться в останній, Четвертій, доповіді ІРСС, яка була прийнята на XXVII сесії Міжурядової групи,експертів у листопаді 2007 р. в Іспанії. У цій доповіді вчені повідомили про своє бачення причин глобального потепління й ролі антропогенної дії на клімат, а також представили оцінки майбутньої зміни клімату для різних сценаріїв економічного, технологічного та соціального розвитку світової спільноти,

В останній доповіді ІРСС вказується на безпрецедентну швидкість збільшення вмісту парникових газів у атмосфері за останні 150 років.

Інтегральною характеристикою глобальної кліматичної системи, за якою судять про інтенсивність зміни температурного режиму, є глобальна усереднена річна температура повітря в приземному шарі.

Констатується, що глобальне зростання температури повітря та океану, зменшення площі морського льоду, підвищення рівня моря є очевидними.

• Найбільше підвищення температури спостерігається у високих північних широтах.

• 11 з 12 останніх років (включаючи 2006 р.) є найтеплішими за весь період інструментальних спостережень за глобальною температурою приземного повітря (з 1850 р.). Протягом століття 1907-2006 рр. зміна середньої глобальної температури повітря склала 0,74°С, причому лінійний тренд температури за останні 50 років (0,1З°С за десятиліття) майже вдвічі перевищував відповідне значення за століття.

У віковому ході аномалій глобальної температури (за останні 100 років) виділено три періоди з різним характером її зміни в часі:

1) період первинного потепління XX століття — часовий інтервал з початку століття до 1940-х років характеризувався інтенсивним підвищенням температури;

2) період стабілізації — з 1940-х до 1970-х років;

3) період вторинного потепління — з 1970-х років до теперішнього часу спостерігається нове інтенсивне підвищення температури повітря. Рекордні значення температури досягнуті в останні десятиліття й навіть останніми роками.

Зазнали істотних змін і деякі інші параметри:

• За період супутникових спостережень (з 1978 р.) відбулося значне скорочення льодового покриву океану в Північній півкулі.

• Глобальний середній рівень Світового океану підвищувався на 1,8 мм за рік (спостереження з 1961 р.). У 1993-2003 рр. підвищення складало вже 3,1 мм за рік. У цілому впродовж XX століття рівень океану підвищився на 0,17 м.

• Збільшилася кількість та інтенсивність тропічних штормів, інших екстремальних явищ погоди. Збільшилася кількість опадів у високих широтах як наслідок загальної активізації глобального гідрологічного циклу.

• Зменшується в міру потепління клімату площа снігового покриву й морського льоду, льодовики втрачають масу і сприяють підвищенню рівня моря.

• Прискорюється зменшення снігового покриву, збільшується глибока відлига в районах вічної мерзлоти.

• Частішають і стають довшими хвилі тепла та жари.

• Зменшується число морозних днів у високих і середніх широтах.

• Збільшується вегетаційний період. Супутникові спостереження з початку 1980-х років свідчать про тенденцію більш раннього «весняного розквіту» рослинності.

• Наголошується на тенденції підвищення літньої посушливості в середньоконтинентальних районах, що означає вищий ризик посух.

У результаті моделювання природних процесів та оцінювання можливого антропогенного впливу ІРСС було проаналізоване шість основних сценаріїв поведінки кліматичної системи на період до кінця XXI століття. Сценарії були ранжирувані з урахуванням можливого зростання населення Землі, впровадження або невпровадження нових технологій, спалювання переважно органічного палива або застосування альтернативних джерел енергії. Залежно від цих умов прогнозується таке:

• найбільш достовірне збільшення глобальної приземної температури Земної кулі до 2099 р. на 1,8-4,0 °С (за можливих меж змін від 1,1 до 6,4 °С);

• середнє підвищення рівня Світового океану за рахунок підвищення температури за цей же період — від 0,18 до 0,59 м;

• збільшення інтенсивності тропічних циклонів (тайфунів і ураганів), збільшення швидкості вітру в них;

• збільшення вірогідності сильних злив і морських штормів. Обачна міжнародна спільнота визнала небезпеку, пов'язану

з постійним зростанням викидів парникових газів. Іще 1988 р. Генеральною Асамблеєю ООН була створена Міжурядова група експертів з проблеми змін клімату. 1992 р. в Ріо-де-Жанейро було підписано Рамкову конвенцію ООН з питань зміни клімату. 1997 р. був схвалений так званий Кіотський протокол. Згідно з цим документом, розвинені країни та країни з перехідною економікою, у тому числі Україна, домовилися зменшити викиди парникових газів до рівня, меншого на 5 % від рівня базового року. Для різних країн був установлений різний рівень зниження викидів. Згідно з протоколом, який Україна ратифікувала в лютому 2004 р., нам необхідно обмежити зростання викидів парникових газів на рівні 1990 р. Але тут є низка проблем, адже економіка і промисловість України лише розвиваються, а обмеження зростання викидів парникових газів стосується й енергетики, і транспорту, всіх промислових процесів, лісового господарства... Іще важче буде ратифікувати цей протокол розвиненим країнам з надпотужною промисловістю.

На думку вчених, якщо збережеться тенденція до глобального потепління, це призведе до змін у погоді, насамперед, збільшення опадів, що, у свою чергу, викличе підвищення рівня Світового океану. На X Конференції сторін Рамкової Конвенції ООН про зміну клімату, яка відбулася в Буенос-Айресі, вченими й дослідниками питань парникового ефекту загалом розглядалося близько 40 ймовірних сценаріїв, за якими відбуватиметься процес глобального потепління. У «найстрашніших» прогнозах пророкується підвищення найближчим часом температури Землі на 11 градусів, уповільнення обертання Земної кулі навколо своєї осі, вимирання багатьох видів рослин і тварин і навіть настання нового льодовикового періоду. Проте, хоч би як дивно такі прогнози не виглядали, потепління порушить усталене функціонування екологічних систем, відіб'ється на природних ресурсах, санітарних та інших умовах життя людей, торкнеться інших елементів життєдіяльності й може стати причиною соціальних і економічних потрясінь.

Підвищення температури в районах з холодним кліматом знизить смертність від переохолодження, застудних захворювань, але негативних наслідків від такого потепління буде значно більше. Глобальне потепління матиме прямі наслідки для здоров'я людей: підвищаться серцево-судинні, респіраторні захворювання. Зросте кількість травм, психологічних розладів, що пов'язано, насамперед, із підвищенням інтенсивності й тривалості природних аномалій — повеней, смерчів, ураганів. Зросте захворюваність (через розширення середовища існування особливо шкідливих комах), брак продуктів харчування й води. У бідних країнах населення більше постраждає, ніж у багатих. Проте уразливість багатих держав зростатиме в міру старіння їх населення.

Наслідки глобального потепління

Зміна клімату є, можливо, найбільш важливою та складною проблемою у сфері охорони навколишнього середовища, яка спіткала людство за останнє століття. Поки що недостатньо достовірно визначено потенційні наслідки збільшення в атмосфері концентрації вуглекислого газу та інших парникових газів, але найбільш вірогідним з них є глобальна зміна температурного режиму. Підвищення температури може викликати цілу низку таких явищ, як підвищення рівня моря та зміни в локальних кліматичних умовах, що, у свою чергу, може негативно вплинути на соціально-економічний розвиток багатьох країн. Нема сумніву в тому, що глобальне потепління може викликати непередбачені зміни в довкіллі. Навіть незначна зміна складових радіаційного балансу може спричинити зміни напрямків вітру й течій океану, що сильно змінить існуючі кліматичні умови й може призвести до непередбачених наслідків. У результаті цього населенню Землі та більшості її екосистем може бути заподіяно непоправної шкоди.

Комп'ютерні моделі показали, що, якщо вміст парникових газів у атмосфері зростатиме, то наприкінці XXI століття середньорічні температури збільшаться на 1,4-5,8 °С. При цьому рівень Світового океану підніметься на декілька десятків сантиметрів — не стільки внаслідок розтавання полярного льоду, скільки в результаті теплового розширення верхнього шару, що прогрівається. Частина приморських країн може повністю зникнути в морі.

В Єгипті результати досліджень показали, що внаслідок підвищення рівня моря на 1 м буде затоплено регіон, у якому зараз проживає 15 % населення країни й виробляється 16 % продовольства.

Однак глобальне потепління створить проблеми не тільки жителям приморських країн. Підвищення середньої світової температури всього лише на кілька градусів може призвести до величезних змін у кліматі планети. Це буде означати зсув усіх кліматичних зон від екватора до полюсів: південна частина тундри заросте тайгою, на півдні сьогоднішньої тайги виростуть широколистяні ліси. І людям, і тваринам доведеться звикати до нового клімату.

Значно зросте ерозія грунту, почастішають зсуви земель, затоплення прибережних земель, збільшиться кількість збитково зволожених земель. Зросте ризик виникнення таких стихійних лих, як циклони, посухи, пожежі, повені, урагани. Відомо, що кількість стихійних лих на нашій планеті протягом 1980-х років збільшилась удвічі порівняно з 1970-ми роками. У сільському господарстві зросте необхідність у іригаційних заходах, зміниться врожайність і якісний склад культур, а це, у свою чергу, позначиться на тваринництві. В енергетичному секторі найбільш уразливою буде гідроенергетика.

Почнуть масово розмножуватися кровосисні комахи та шкідники лісу. Багато тропічних і субтропічних видів комах поширяться на північ, і разом з ними будуть розповсюджуватися хвороби, які вони можуть переносити, — малярія, тропічні вірусні лихоманки і т. п.

Також можливі різкі відхилення температури в обидві сторони від середньої. Наприклад, у Києві в січні буде більше днів з температурою -25 °С, а також із температурою вище 0 °С. Те саме буде спостерігатися з опадами, вітрами і т. п. — зміняться не стільки їх середні величини, скільки відхилення від них.

3. Проблеми збереження озонового шару Землі.

1985 р. фахівці з Британської Антарктичної Служби дослідження атмосфери повідомили про абсолютно несподіваний факт: весняний уміст озону в атмосфері над станцією Халлі-Бей в Антарктиді зменшився за період з 1977 по 1984 р. на 40 % . Незабаром це підтвердили інші дослідники, які показали, що область зниженого вмісту озону йде за межі Антарктиди й за висотою охоплює шар від 12 до 24 км, тобто значну частину нижньої стратосфери. Найбільш докладним дослідженням озонового шару над Антарктидою був міжнародний Літаковий Антарктичний Озоновий Експеримент. Протягом експерименту вчені з чотирьох країн декілька разів піднімалися в зону зниженого вмісту озону й збирали детальні дані про її розміри й хімічні процеси, які там вібуваються. Фактично це означало, що в полярній атмосфері є озонова «дірка». На початку 1980-х, за вимірюваннями із супутника «Німбус-7», аналогічна дірка була виявлена й у Арктиці, правда, вона охоплювала значно меншу площу і зниження рівня озону в ній було не таке суттєве — близько 9 %. У середньому на Землі з 1979 по 1990 р. вміст озону знизився на 5 %.

Зменшення концентрації озону на 1 % приводить у середньому до збільшення інтенсивності жорсткого ультрафіолету біля поверхні Землі на 2 % . Ця оцінка підтверджується вимірюваннями, проведеними в Антарктиді (правда, через низьке положення Сонця інтенсивність ультрафіолету в Антарктиді все ще нижче, ніж у середніх широтах). За своїм впливом на живі організми жорсткий ультрафіолет подібний до йонізуючих випромінювань, однак, через більшу, ніж у П-випромінювання, довжину хвилі він не здатний проникати глибоко в тканини, і тому уражає тільки поверхневі органи. Жорсткий ультрафіолет володіє достатньою енергією для руйнування ДНК та інших органічних молекул, що викликає рак шкіри, особливо швидкоплинну злоякісну меланому, катаракту й імунну недостатність. Природно, жорсткий ультрафіолет здатний викликати і звичайні опіки шкіри й рогівки. Вже зараз у всьому світі помітне збільшення захворювання на рак шкіри, однак значна кількість інших чинників (наприклад, популярність засмаги зросла, і це призвело до того, що люди більше часу проводять на сонці, таким чином отримуючи велику дозу УФ-опромінення) не дозволяє однозначно стверджувати, що це спричинило зменшення вмісту озону. Жорсткий ультрафіолет погано поглинається водою й тому становить велику небезпеку для морських екосистем. Експерименти показали, що планктон, який мешкає в приповерхневому шарі, у разі збільшення інтенсивності жорсткого УФ може серйозно постраждати й навіть загинути повністю. Планктон є основою харчових ланцюжків практично всіх морських екосистем, тому без прикрас можна сказати, що практично все життя приповерхневих шарів морів і океанів може зникнути. Рослини менш чутливі до жорсткого УФ, але в разі збільшення дози можуть постраждати й вони. Якщо вміст озону в атмосфері значно зменшиться, людство легко знайде засіб захисту від жорсткого УФ-випромінювання, але при цьому ризикує померти від голоду.

Вперше думка про небезпеку руйнування озонового шару була висловлена ще в кінці 1960-х років. Тоді вважалося, що основну небезпеку для атмосферного озону становлять викиди водяної пари й оксидів Нітрогену (МОХ) з двигунів надзвукових транспортних літаків і ракет. Однак, надзвукова авіація розвивалася значно менш бурхливими темпами, ніж передбачалося. Зараз у комерційних цілях використовується тільки «Конкорд», що здійснює декілька рейсів на тиждень між Америкою й Європою, з військових літаків у стратосфері літають практично тільки надзвукові стратегічні бомбардувальники, такі як В1-В або Ту-160, і розвідувальні літаки типу 8К-71. Таке навантаження навряд чи становить серйозну загрозу для озонового шару. Викиди оксидів Нітрогену з поверхні Землі внаслідок спалення викопного палива, масового виробництва й застосування азотних добрив також становить певну небезпеку для озонового шару, але оксиди Нітрогену нестійкі й легко руйнуються в нижніх шарах атмосфери. Запуски ракет також відбуваються не дуже часто, проте хлоратні тверді палива, що використовуються в сучасних космічних системах, наприклад у твердопаливних прискорювачах «Спейс-Шаттл» або «Аріан», можуть завдавати серйозної локальної шкоди озоновому шару в районі запуску.

1974 р. М. Моліна і Ф. Роуленд з Каліфорнійського університету в Ірвіні довели, що хлорфлуорвуглеці (ХФВ) можуть руйнувати озон. З того часу так звана хлорфлуорвуглецева проблема стала однією з основних у дослідженнях на забруднення атмосфери. Хлорфлуорвуглеці вже понад 60 років використовуються як «холодагенти» в холодильниках і кондиціонерах, пропеленти для аерозольних сумішей, піноутворюючі агенти у вогнегасниках, очищувачі для електронних приладів, у хімічному чищенні одягу, виробництві пінопластиків. Колись вони розглядалися як ідеальні для практичного застосування хімічні речовини, оскільки є дуже стабільними й неактивними, а отже, нетоксичними. Як це не пародоксально, але саме інертність цих сполук робить їх небезпечними для атмосферного озону. ХФВ не розпадаються швидко в тропосфері (нижньому шарі атмосфери, який має межі від поверхні Землі до висоти 10 км), як це відбувається з більшістю оксидів Нітрогену, і зрештою проникають у стратосферу, верхня межа якої розташовується на висоті близько 50 км. Коли молекули ХФВ підіймаються до висоти приблизно 25 км, де концентрація озону максимальна, вони зазнають інтенсивного впливу ультрафіолетового випромінювання, яке не проникає на менші висоти через екрануючу дію озону. Ультрафіолет руйнує стійкі у звичайних умовах молекули ХФВ, які розпадаються на компоненти, що володіють високою реакційною здатністю, зокрема атомний хлор. Таким чином, ХФВ переносить хлор з поверхні Землі через тропосферу й нижні шари атмосфери, де менш інертні сполуки Хлору руйнуються, у стратосферу, до шару з найбільшою концентрацією озону. Дуже важливо, що хлор під час руйнування озону діє подібно до каталізатора: у ході хімічного процесу його кількість не зменшується.

Внаслідок цього один атом Хлору може зруйнувати до 100000 молекул озону, перш ніж буде дезактивований або повернеться в тропосферу. Зараз викид ХФВ в атмосферу оцінюється мільйонами тонн, але потрібно зазначити, що навіть у гіпотетичному випадку повного припинення виробництва й використання ХФВ негайного результату досягнути не вдасться: дія ХФВ, що вже потрапили в атмосферу, триватиме декілька десятиріч. Вважається, що час життя в атмосфері для двох ХФВ — фреону-11 (СFС1₃) і фреону-12 (СF₂С1₂) — становить 75 і 100 років відповідно.

Беручи до уваги ці аргументи, багато країн почали вживати заходів, спрямованих на скорочення виробництва й використання ХФВ. З 1978 р. в СІЛА було заборонене використання ХФВ в аерозолях. На жаль, використання ХФВ в інших галузях обмежене не було. У вересні 1987 р. 23 найрозвинутіші країни світу підписали в Монреалі конвенцію, що зобов'язує їх знизити споживання ХФВ. Згідно з досягнутою домовленістю, розвинені країни повинні до 1999 р. знизити споживання ХФВ до половини рівня 1986 р. Для використання як пропелента в аерозолях вже знайдений непоганий замінник ХФВ — пропан-бутанова суміш. За фізичними параметрами вона практично не поступається фреонам, але, на відміну від них, вогненебезпечна. Проте такі аерозолі вже використовують у багатьох країнах світу. Складніше з холодильними установками — другим споживачем фреонов. Справа в тому, що через полярність молекули ХФВ мають високу теплоту випаровування, а це дуже важливо для робочого тіла в холодильниках і кондиціонерах. Кращим відомим на сьогодні замінником фреонов є амоніак, але він токсичний і все ж поступається ХФВ за фізичними параметрами. Непогані результати отримані для повністю флуорованих вуглеводнів. У багатьох країнах ведуться розробки нових замінників, і вже досягнуті непогані практичні результати, але повністю ця проблема ще не розв'язана.

До особливо небезпечних ворогів атмосфери, крім хладонів, належить також метилбромід. Цей газ використовують у сільському господарстві як засіб для захисту рослин. Але метилбромід добре знищує не лише шкідників у грунті, а й озон у повітрі. Причому навіть у вищих шарах атмосфери.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.