Файл: Курсовая работа (курсовой проект) по учебному курсу Проблемы устойчивого развития Вариант 13 (при наличии).docx

Имеется множество надежных исторических фактов, подтверждающих начавшееся в XIV в. похолодание (в NASA считают временной интервал другим: с 1550 по 1850 гг.). Приведем лишь некоторые, наиболее интересные и показательные.

Большое количество хроник времени Средневековья упоминают о череде аномально холодных зим и осеней, почти полностью уничтоживших урожай и ставших причиной «Великого голода», отмечавшегося в 1315-1317 гг. На территории северной Скандинавии началось наступление ледников, в Англии и Шотландии зимой начали замерзать реки, чего ранее никогда не было, в Италии появился снег. Ф. Петрарка и Дж. Бокаччо, жившие, как известно, в XIV в., отмечали, что в это время в Италии нередко выпадал снег. Позднее, в XVII в., по Темзе и Дунаю катались на санках, а по замерзшим каналам Голландии - на коньках (не случайно многие считают, что именно голландцы изобрели коньки: для наших современников факт труднообъяснимый). Подчеркнем, что указанные события были климатической нормой того времени. Зимой 1664-1665 гг. во Франции и Германии, по свидетельствам современников, птицы замерзали в воздухе (хотя в это трудно поверить и вероятнее всего это преувеличение, а в действительности были достаточно сильные морозы). Выросло количество льда в северных морях, и предпринимавшиеся попытки достигнуть Гренландии обычно заканчивались неудачей. С конца XV в. началось наступление ледников во многих горных странах и полярных районах [19].

Климатологи обнаружили, что картины и гравюры, написанные в далеком прошлом, являются ценным источником климатологической информации. В качестве иллюстрации морозной зимы во Фландрии в 1565 г. можно использовать известную картину П. Брейгеля Старшего «Охотники на снегу» (см. Приложение 1, рис. 6). На жестокий холод зимой 1683-1684 гг. указывает картина неизвестного художника «Морозная ярмарка в Лондоне», а именно на льду замерзшей Темзы [25].

Следующее доказательство: в ходе русско-шведской войны 1808-1809 гг. русские войска по льду преодолели Балтийское море (хотя надо отметить, что и в последующие за малым ледниковым периодом годы крепкий лед в акватории Балтийского моря отмечался неоднократно).

Другая группа фактов, доказывающая наличие малого ледникового периода - данные, полученные специалистами разных отраслей естествознания. Например, ученые подвергли анализу большое количество фрагментов ископаемого мха, предположительно росшего в период 800-2000 гг. Выяснилось, что большинство из них датировалось концом XIII - началом XIV вв. Это свидетельствует о значительном похолодании климата в это время, что и стало причиной гибели большого количества растений и погребению их под ледниковой массой (см. Приложение 1, рис. 7).

---

Другие исследования, в частности, минералогического состава отложений данного периода, взятых у исландских берегов и на островах арктического архипелага Канады, также показали, что таяние ледников в этот период прекратилось, а их размеры в последующие столетия росли. Аналогичные выводы были сделаны и по остаткам растений, сохранившихся в ледниках [11].

В числе причин малого ледникового периода исследователи называют следующие:

• 
  усиление активности вулканов, пепел которых уменьшал поступление на Землю солнечной радиации (подробнее этот вопрос рассмотрен в параграфе 1.2 Факторы естественного изменения климата).
  
• 
  понижение солнечной активности (минимум Маундера). Получил название по имени английского астронома Эдварда Уолтера Маундера, обнаружившего это явление при изучении архивов наблюдения за активностью Солнца.
  
• 
  замедление или даже полную остановку термохалинной циркуляции; в Европе наступление малого ледникового периода было связано с замедлением течения Гольфстрима около 1300 г.
  
• 
  возрождение лесов вследствие снижения численности населения после эпидемии чумы, что привело к падению уровня углекислого газа в атмосфере.
  

При этом названные причины могут ослаблять друг друга или, напротив, усиливать.

Так, интересный пример привела известный российский гляциолог, член-корреспондент Российской академии наук (РАН), директор Института географии РАН О.Н. Соломина. Она считает, что до сих пор неизвестно, почему начался малый ледниковый период. Но недавно появилась следующая гипотеза. В начале малого ледникового периода произошло два или три крупных извержения вулканов. И это совпало с небольшим минимумом солнечной активности. В результате короткий вулканический сигнал (2-3 года) удерживался длительное время. Температура воздуха понижалась, что вызвало увеличение площади льдов в океанах. Уменьшилось испарение, как следствие - ослабел парниковый эффект, что привело к дальнейшему понижению температуры воздуха. Вышеописанная гипотеза является иллюстрацией положительной обратной связи [20].

Другой пример, показывающий сложность объяснения причин явления. Известно, что в XVI в. (т. е. примерно в середине малого ледникового периода) отмечалось временное повышение температуры. Возможно, это было связано с некоторым ускорением течения Гольфстрима. Но есть и другое объяснение «межледниковой» фазы XVI в.: максимальная солнечная активность, частично погасившая негативный эффект от замедления Гольфстрима.

---

---

ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА КОНЦА XX - НАЧАЛА XXI ВЕКА

2.1 Причины современного изменения климата

Как же все-таки климат прошлых эпох оказал влияние на современную климатическую ситуацию на планете, и как человеческая деятельность влияет на климатическую систему? Рассмотрим один из ключевых вопросов рассматриваемой проблемы - выяснения причины современного потепления. Вероятно, сейчас уже накопилось достаточно знаний для вполне определенных выводов.

Как говорилось ранее в параграфе 1.3, многие ученые называют в качестве главной причины современного изменения климата - усиление парникового эффекта. Теоретическое обоснование парникового эффекта: атмосфера пропускает коротковолновое солнечное излучение, но задерживает длинноволновую тепловую энергию Земли - было сделано еще в начале XIX в. французским ученым Жозефом Фурье («Записки о температурах Земли и других планет»). Позже, в 1860 г., ирландский физик Д. Тиндаль экспериментально установил, что углекислый газ CO₂ «не пропускает» исходящее от Земли тепловое излучение. Детальное же исследование парникового эффекта было проведено в 1896 г. шведским химиком С. Аррениусом. Он пришел к выводу, что из-за сжигания угля повышается концентрация CO₂ в атмосфере, что приводит к потеплению климата [20].

М.И. Будыко в начале 70-х гг. XX в. создал «энерго-балансовую» модель климата, учитывающую существование обратных связей - положительных и отрицательных - в климатической системе. Эта модель сыграла одну из базовых начал современной концепции глобального потепления климата вследствие повышения содержания углекислого газа в атмосфере. Формирование геологически последовательных фаун Будыко связывает с изменениями количества кислорода и углекислого газа в атмосфере.

Как известно, парниковый эффект вызывается водяным паром, углекислым газом, метаном, оксидом азота и рядом других менее значительных газов. Следовательно, данный эффект появился тогда, когда у Земли появилась атмосфера. Средняя температура у поверхности Земли в настоящее время равна 14°С, а без парникового эффекта было бы - 19°С. В последние десятилетия наблюдается антропогенное усиление парникового эффекта. При этом концентрация самого распространенного парникового газа Земли - водяного пара - не меняется и нет оснований считать, что деятельность человечества может существенно повлиять на содержание водяного пара [32].

---

Проблема заключается в беспрецедентном (с точки зрения истории человечества) росте концентрации СО₂. Причина этого рост - антропогенные выбросы СО₂ в атмосферу при сжигании ископаемого топлива.

В 1890 г. концентрация СО₂ составляла около 300 частей на миллион (в англо-язычной литературе концентрация обозначена: 300 ppm); это означает, что в каждом миллионе частей воздуха содержалось 300 частей СО₂. В 1982 г. среднегодовая концентрация составляла уже около 340 частей на миллион и продолжает увеличиваться примерно на 1 млн.^-1 [2].

По сообщению Всемирной метеорологической организации, средний уровень содержания углекислого газа в атмосфере нашей планеты в 2015 г. впервые за время наблюдений достиг критической отметки в 400 ppm. Однако возникает вопрос: в какой степени может деятельность человечества повлиять на баланс СО₂ в атмосфере и в целом на глобальный цикл углерода?

Известно, что циклические процессы массообмена углерода имеют особо важное значение для биосферы. В атмосфере находится 2450 ^. 10⁹ т углекислого газа, что соответствует 668 ^. 10⁹ т углерода. Однако на Земле имеются и другие резервуары углерода [32].

Обобщая, можно заключить, что наименьшее количество углерода находится в атмосфере, несколько больше - в живом веществе суши, еще больше - в неживом органическом веществе педосферы. Значительная масса углерода содержится в океане в составе гидрокарбонатов - в 10 раз больше, чем в живом веществе, атмосфере и педосфере вместе [28].

Подчеркнем, что все указанные резервуары углерода образовались естественным путем. Определенные изменения в структуре глобального цикла углерода вносит хозяйственная деятельность человека. В результате распахивания земель, строительства городов и дорог, вырубки лесов биомасса растительности суши сократилась примерно на 25%. Соответственно изменились массы химических элементов, участвующие в биологическом круговороте, масса связываемого углерода и выделяемого кислорода. Еще больший деструктивный эффект вызывает сжигание минерального топлива, сопровождающееся изъятием значительных масс кислорода из атмосферы образованием газообразных соединений углерода: СО и СО2. Суммарное поступление углерода из техногенных источников в атмосферу оценивается в 5 ^. 10⁹ т/год. Поступление этого количества в глобальный круговорот углерода не

---