Проблема глобального изменения климата на планете и пути ее решения

Под климатом подразумевают многолетний режим погоды, установившийся в том или ином регионе. Климат, как и погода, подвержен изменениям, хотя и значительно более медленным. В последние десятилетия климатологи фиксируют значительное повышение среднегодовой температуры на планете. Каковы причины и последствия изменения климата на Земле, и какие есть пути решения этой глобальной проблемы?

Причины изменения климата Земли

На климат планеты влияет множество факторов. Главным источником тепла для Земли является Солнце, поэтому активность нашего светила очень важна. Также играет роль и орбита, по которой планета вращается вокруг звезды. Геофизик Миланкович показал, что существуют климатические циклы, связанные с изменением траектории движения Земли. Именно из-за них в прошлом ледники то наступали на сушу (во время ледниковых периодов), то отступали к полюсам.

Вулканизм также влияет на среднегодовую температуру на планете. Давно замечено, что после особо мощных извержений происходит значительное похолодание. Так было, например, в 1816 г., когда после извержения вулкана Тамбора в 1815 г. температура в мире упала на 2,5°С. Дело в том, что пепел, попадающий в атмосферу, отражает солнечные лучи и уменьшает количество тепла, доходящего до планеты.

Можно отметить ещё как минимум три важных механизма, влияющих на климат Земли. Во-первых, это парниковый эффект. Существуют особые парниковые газы, которые хорошо пропускают солнечный свет, но поглощают тепло в инфракрасном диапазоне. К ним относят водяной пар, углекислый газ, озон, метан, оксиды азота. Чем больше их в атмосфере, тем жарче на планете.

Во-вторых, Земля отражает часть солнечного света, причем отражающая способность разных участков суши, которую называют альбедо, различна и зависит от их цвета. Так, снег отражает до 90% падающего на него света, а древесный уголь – только 4%. Таким образом, в Антарктиде альбедо крайне высоко, чем отчасти объясняются низкие температуры на материке. Облака также вносят свой вклад, отражая солнечный свет. Среднее альбедо Земли сегодня равно 30,6%.

В-третьих, океан способен поглощать углекислый газ, однако его поглощающая способность падает при росте температуры воды. Таким образом, повышение среднегодовой температуры вызывает нагрев океана, что ведет к дополнительному выбросу углекислого газа (а также водяного пара) в атмосферу и усилению парникового эффекта.

Большинство ученых полагают, что причиной нынешнего потепления является деятельность человека. Дело в том, что с развитием промышленности люди стали сжигать уголь и нефть для получения энергии. Однако в результате их горения в атмосферу попадает углекислый газ, что усиливает парниковый эффект. Исследования показывают сильную корреляцию между концентрацией углекислого газа и средней температурой планеты в последние десятилетия.

Также на климат влияет и иная деятельность человека. Леса поглощают углекислый газ в ходе фотосинтеза, поэтому их вырубка усиливает парниковый эффект. Развитие животноводство ведет к образованию метана, который вырабатывают животные при пищеварении. По некоторым оценкам, на домашний скот приходится 18% от формируемых парниковых газов, в то время как на весь транспорт – только 13%.

Последствия потепления

Многие люди старшего поколения уже заметили, что во времена их детства зимы были холоднее, а весна не наступала так рано, как сейчас. Это прямое следствие глобального потепления. С 1979 г. средняя температура растет примерно на 0,18 °С за десятилетие. Предполагается, что в будущем температура в странах Персидского залива может вырасти настолько, что регион станет непригодным для жизни человека. Также из-за высокой жары повышается смертность от сердечно-сосудистых заболеваний в летние месяцы.

Повышение температуры приводит к таянию льдов, а значит, и к повышению уровня воды в Мировом океане. При этом многие города построены как раз на берегах морей и океанов, а потому они могут быть затоплены уже к концу XXI века. По некоторым оценкам, уровень воды в мире может подняться на 5–7 метров. При наихудшем развитии событий, при котором растает ледовая шапка в Антарктиде, океан поднимется на 70 метров, однако льды на самом южном континенте Земли образовались 35-45 млн лет назад и с тех пор ни разу не таяли.

Меняется и распределение осадков в мире. Регионы вблизи экватора больше страдают от засухи, в то время как в других регионах выпадает больше дождей. Увеличилась частота наводнений и ураганов.

Урожайность суши также зависит от климата. В ряде стран Африки и Азии она падает, в то же время рост концентрации углекислого газа, а также более раннее наступление весны увеличивает размер урожаев в России, Европе, США. Засухи в южных странах могут спровоцировать голод и усилить миграцию в северном направлении.

Экосистемы очень чувствительны к климатическим изменениям. Многие из них разрушаются из-за глобального потепления, но вместе с тем образуются и новые. Так, некоторые виды животных начинают активнее мигрировать из средней полосы в полярные области, которые раньше были слишком холодны для них. А вот, например, белым медведям мигрировать некуда, поэтому им грозит вымирание.

Пути решения проблемы

Так как основной причиной современного потепления принято считать выброс углекислого газа и других парниковых газов в атмосферу (в научной литературе часто используют термин «эмиссия»), то основные усилия направлены на ограничение этой самой эмиссии.

В 1997 году был подписан Киотский протокол. Подписавшие его страны брали на себя ограничения (квоты) по объему выбросов в атмосферу. Причем предполагалось, что государства и компании смогут торговать своими квотами на эмиссию. То есть внедрившая экологически чистые технологии страна может выбросить в атмосферу меньше газов, чем положено по протоколу, и эту разницу продать другой стране, использующей «грязные» технологии. Однако на сегодняшний день этот механизм не демонстрирует высокой эффективности. Введение «экологического налога» могло бы изменить эту ситуацию, однако правительства опасаются, что подобная мера ограничит экономический рост.

Очень важно сокращать долю ископаемых источников энергии (нефть, уголь) в мировом энергобалансе и наращивать иные типы выработки электроэнергии. Строительство АЭС, ГЭС, ветровых и солнечных электростанций помогает снизить общие выбросы в атмосферу. Особенно позитивной тенденцией является резкий рост производства электромобилей, которые начали в 2010-х годах вытеснять своих собратьев с двигателями внутреннего сгорания (ДВС).

Важно не только обеспечить развитие «зеленой энергетики», но и снизить или хотя бы ограничить рост общего энергопотребления. Внедрение энергосберегающих ламп, максимальное использование естественного солнечного света для освещения помещений, строительство домов из теплоизолирующих материалов – всё это позволяет не только сократить финансовые затраты на оплату счетов за электричество и отопление, но и снижает суммарные выбросы в атмосферу.

Интересно, что некоторые ученые разрабатывают технологии с так называемой отрицательной эмиссией углерода. Например, можно выращивать растения, поглощающие из атмосферы углерод, сжигать их, а образующиеся при этом отходы хоронить под землей. Компания Global Research Technologies уже построила установку, способную буквально выкачивать углекислый газ из атмосферы. Впрочем, для существенных результатов потребуется строительство сотен тысяч подобных заводов. Тем не менее, даже обычная посадка деревьев помогает уменьшать количество углерода в атмосфере.

Однако не допустить критического перегрева планеты можно не только за счет ограничения эмиссии углерода в атмосферу. Другой способ заключается в увеличении отражающей способности Земли. Так, в некоторых странах уже стремятся красить крыши новых домов в белый цвет, что позволяет несколько снизить температуру в городах. Добавляя специальные пигменты, а также битое стекло в асфальт, можно увеличить его альбедо с 20 до 40%. Возможно, в будущем удастся создать в космосе систему из гигантских солнечных экранов, которые, с одной стороны, будут вырабатывать энергию и передавать ее на Землю, а с другой – закрывать нашу планету от Солнца и тем самым охлаждать ее. Считается, что повышение альбедо всего на 1% способно компенсировать удвоение содержания углекислого газа в атмосфере.

Понравилась статья? Поделись с друзьями: