Руководство по климату для чайников
реклама
стр.1 Руководство по климату для чайников Основные положения науки о климате Подход к обучению людей любого возраста Издание второе: март 2009г. www.climatescience.gov стр.2 Изменения климата Основные положения науки о климате На протяжении всей своей истории климат Земли изменялся, отражая сложные процессы взаимодействия и взаимозависимости живых организмов, а также солнечных, океанических, земных и атмосферных компонентов.. Как минимум на протяжении последнего миллиона лет наша планета пережила несколько циклов потепления и охлаждения, каждый из которых длился примерно 100 тыс. лет. В течение каждого такого цикла средняя глобальная температура снижалась, а затем повышалась примерно на 9 градусов по Фаренгейту (5 градусов по Цельсию). При этом каждый раз на Земле наступал ледниковый период, за которым вновь следовало потепление. Такие циклы, по мнению ученых, связаны с регулярными изменениями орбиты Земли, которые оказывают влияние на интенсивность попадающего на планету солнечного излучения.. На климат Земли в течение долгого времени также воздействовали изменения в океанической циркуляции, вызванные смещением тектонических плит. Были периоды, когда климат Земли менялся не постепенно, а скачкообразно, то есть достаточно резким образом.Иногда это было вызвано замедлением естественных процессов, таких, как океаническая циркуляция, а иногда – непредвиденными явлениями, как, например, массивными вулканическими извержениями. В таких условиях биологические виды и экосистемы либо приспосабливались к климатическим изменениям, либо выбывалииз состава биосферы, иначе говоря, полностью вымирали. Несмотря на то, что в последние 10 тыс. лет - т.е. на протяжении существования человеческой цивилизации - климат земного шара был относительно стабилен, региональные изменения климата оказали значительное воздействие на ход развития человечества. Подобныеизменения играли при этом ключевую роль в процветании или гибели цивилизаций и народов. Имел место и обратный процесс: деятельность человека, такая, например, как сжигание ископаемых видов топлива и вырубка лесов на больших территориях, оказала заметное влияние на климат Земли. В опубликованном в 2007 г IVоценочном докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК),., указывалось: «с высокой степенью уверенности можно сказать, что глобальный средний чистый эффект человеческой деятельности с 1750 года выразился в потеплении». МГЭИК объясняет влияние человечества на глобальное потепление в основном увеличением объемов трех основных парниковых газов в атмосфере: углекислого газа, метана и оксида азота. Американская научная программа по изменению климата (НПИК) опубликовала заключение, соответствующее отчету МГЭИК. В документе утверждается, что «исследования, направленные на изучение изменений климата и объяснение их причин при помощи диаграмм температурных изменений по шкалам «пространство» и «время», наглядно демонстрируют, что человек оказывает воздействие на климатическую систему (в результате изменений парниковых газов, аэрозолей и стратосферного озона).»1 Для того, чтобы защитить уязвимые экосистемы и создать самодостаточные сообщества, которые могут противостоять климатическим изменениям, включая экстремальные погодные условия и климатические явления, крайне важно, чтобы население обладало знаниями о климате. Настоящее руководство по климату определяет основные принципы и основополагающие концепции, которые необходимо понять каждому человеку относительно климатической системы Земли. Подобное понимание помогает нам принимать решения о действиях, усиливающих уязвимость планеты в связи с климатическими изменениями, а также принять меры, которые помогут уменьшить уязвимость планеты. 1. Источник: Temperature Trends in the Lower Atmosphere: Steps for Understanding and Reconciling Differences. Thomas R. Karl, Susan J. Hassol, Christopher D. Miller, and William L. Murray, editors, 2006. A Report by the Climate Change Science Program and the Subcommittee on Global Change Research, Washington, DC. стр.3 ЗНАНИЯ О КЛИМАТЕ – ЧТО ЭТО ТАКОЕ? Знания о климате – это понимание того, какое влияние вы оказываете на климат, а он - на вас и на общество в целом. Человек, обладающий знаниями о климате: • понимает основные принципы климатической системы Земли, • знает, каким образом оценить научнодостоверную информацию о климате • с пониманием общается на тему климата и климатических изменений и • может принимать взвешенные и ответственные решения о действиях, которые могут оказать влияние на климат. ПОЧЕМУ ТАК ВАЖНЫ ЗНАНИЯ О КЛИМАТЕ? • В течение XX века средняя глобальная температура поверхности Земли увеличилась примерно на 1,08 градуса по Фаренгейту (0,6 градуса по Цельсию). Начиная с 2000 года наблюдалось дальнейшее потепление, превысившее 0,25 градуса по Фаренгейту (0,14 градуса по Цельсию). Хотя подобное увеличение и может показаться незначительным, оно, вероятнее всего, свидетельствует о чрезвычайно высокой скорости изменений по сравнению со всеми предыдущими периодами человеческой истории, а это не менее 10 тыс. лет. • Климатологи ожидают, что в течение XXI века температура Земли будет продолжать повышаться. При этом подобное увеличение, скорее всего, превысит уровень XX века. Согласно ожиданиям, результатом такого повышения станет повышение уровня океана, а также частоты и интенсивности жарких периодов, засухи и наводнений. Эти изменения будут • Климатические изменения послужат причиной экономических и экологических проблем, но в то же время предоставят множество возможностей, - каким именно образом лучше реагировать на подобные изменения. • Обществу требуются люди, понимающие климатическую систему и знающие, как активным образом применить свои знания. • Климатические изменения и впредь будут являться важным элементом общественных дискуссий. Понимание основных принципов науки о климате позволит людям -, обладать необходимыми знаниями для выработки собственной позиции по данному вопросу. ЗНАНИЯ О КЛИМАТЕ – ЭТО СОСТАВЛЯЮЩАЯ НАУЧНЫХ ЗНАНИЙ. «Наука, математика и технологии оказывают глубокое воздействие на наши жизни и нашу культуру. Они играют определенную роль практически во всех наших действиях и влияют на наше взаимодействие друг с другом и окружающим миром… Научные знания позволяют нам понимать явления объективной действительности, делают наши решения осознанными и служат основой постоянного приобретения новых знаний». Цитата из Атласа по научным знаниям, опубликованного Американской Ассоциацией по Продвижению Наук (AAAS). Том 2, проект 2061. Люди, обладающие знаниями о климате, понимают, что наука о климате делает принимаемые нами решения осознанными и таким образом способствует улучшению оказывать влияние практически на все аспекты жизни человека, включая экономическое процветание, здоровье человека и состояние окружающей среды, а также на национальную безопасность. • Результаты научных наблюдений и климатические модели указывают на то, что деятельность человека в настоящий момент является основной причиной происходящего увеличения средней глобальной температуры поверхности Земли. качества жизни. У них также есть общее понимание климатической системы, включая факторы воздействия на нее со стороны человека и самой природы. Такие люди обладают возможностью оценить обоснованность научных доказательств и использовать эту информацию при принятии собственных решений. стр.4 ПРИОБРЕТЕНИЕ ЗНАНИЙ О КЛИМАТЕ – НЕПРЕРЫВНЫЙ ПРОЦЕСС. Ни один человек не может понять все аспекты основополагающих принципов науки о климате. Полное понимание всех -положений науки о климате требует системного подхода, т.е. понимания сложной взаимосвязи между всеми компонентами климатической системы. - По мере развития науки о климате -понимание людьми всех аспектов – климатологии будет только улучшаться. Климат – идеальная тема для изучения в рамках разных наук на протяжении всей жизни, отражающая научный прогресс и различные способы воздействия человека на системы Земли и наоборот. Существует множество подходов к изучению данной темы - начиная от каждодневного сравнения погоды с аналогичными данными - прошлых лет, заканчивая изучением погодных явлений при помощи сложных и абстрактных компьютерных моделей. -. - Люди, изучающие климат, могут использовать данные собственных экспериментов, данные со спутников и других систем наблюдения - в целях -поиска возможных способов адаптации и минимизации последствий такого воздействия. КАК ПОНЯТЬ, ЧТО ИНФОРМАЦИЯ ЯВЛЯЕТСЯ НАУЧНО-ДОСТОВЕРНОЙ? Процесс оценки работы коллегами Научная деятельность – это непрерывный процесс проведения наблюдений и использования данных для проверки гипотез. Наше понимание –видоизменяется благодаря разработке новых идей и получению новых данных, зачастую обусловленных появлением новых технологий. Научное сообщество использует крайне формальный способ оценки работ коллегами в целях подтверждения результатов исследований и для объяснения их важности. Исследователи описывают свои эксперименты, результаты исследований и анализируют их в научных работах, после чего предоставляют их тематическим научным журналам. - Благодаря этому -только те концепции, которые были описаны в хорошо документированных исследованиях и прошли через рассмотрение другими экспертами в данной области, -принимаются в качестве последних научных разработок. - При этом оценка научных исследований коллегами не гарантирует достоверность опубликованных результатов. Она лишь гарантирует высокую степень уверенности в том, что до опубликования работа была внимательным образом изучена экспертами в данной области с точки зрения ее точности. Подавляющее большинство работ о глобальных климатических изменениях, оцененных экспертами в данной области, признают, что деятельность человека оказывает заметное влияние на климат. Источник: Roger J. Braithwaite, The University of Manchester, UK) (На фото) Ручей из талой воды на гренландском ледниковом щите протекает по круглым бороздам. Около половины потерянной в результате таяния массы ледников в Гренландии стекает в северную часть Атлантического океана в виде талой воды. Вода, плотность которой больше, чем у льда, может проникать в ледниковый щит, размывая его обратную сторону и ускоряя потерю массы ледника. Повышение температуры приводит к таянию льда в летние месяцы, что способствует увеличению скорости движения, а значит, и к продвижению ледникового щита к более теплым низким широтам. стр.5 ВЗВЕШЕННЫЕ РЕШЕНИЯ О КЛИМАТЕ ТРЕБУЮТ ИНТЕГРИРОВАННОГО ПОДХОДА. В течение следующих нескольких десятков лет климатические изменения будут оказывать все большее влияние на человечество и экологические системы. При более высоких температурах на планете доступность основных ресурсов, потребляемых человечеством продовольствия , воды, сырья и энергии может измениться. Ожидается также, что здоровье человека, разнообразие форм жизни, экономическая стабильность и национальная безопасность также будут также сильно подвержены влиянию климатических изменений. Согласно климатическим моделям, негативные последствия климатических изменений будут заметно превалировать над позитивными последствиями. При этом увеличение скорости изменений климата может превзойти возможность каждой отдельной страны подготовиться к таким изменениям и приспособиться к новым условиям. - Изменение существующей модели влияния климата на жизнь людей потребует изменений в экономике и инфраструктуре стран, преобразования общественных ценностей и государственной политики, а также в отношении каждого отдельного человека к окружающей среде. Для обеспечения стабильности природных систем и жизни человека в условиях повышения температуры Земли потребуется усилия каждого отдельного человека, местных сообществ и целых стран на определение - эффективной политики управления особо важными институциональными и природными ресурсами. Настоящее руководство по климату рассматривает в основном физические и биологические научные аспекты климата и его изменений. -Подобные документы в совокупности будут способствовать принятию осознанных решений, а также эффективному системному реагированию на климатические изменения, отражающему фундаментальное понимание науки о климате. Источник: Scott Bauer, USDA (на фото – Инженеры-агрономы изучают высохший ручей.) стр.6 РУКОВОДЯЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРИНЯТИЯ ОБОСНОВАННЫХ РЕШЕНИЙ, КАСАЮЩИХСЯ КЛИМАТА: Люди могут предпринимать меры, направленные на уменьшение климатических изменений и их последствий. а. Информация о климате может быть использована для снижения уязвимости и усиления устойчивости населения и экосистем к воздействию климатических изменений. б. Снижение незащищенности населения в результате воздействия климатических изменений зависит не только от нашей способности понять науку о климате, но также от нашей способности интегрировать эти знания в обществе. в. Последствия климатических изменений может оказывать влияние на национальную безопасность. Ограничение доступности воды, продуктов и земельных ресурсов может способствовать появлению конкуренции и возникновению конфликтов между людьми. Все это, в свою очередь,может привести к появлению большого количества «климатических беженцев». г. Люди могут смягчить последствия климатических изменений или снизить степень их воздействия посредством уменьшения концентрации парниковых газов благодаря процессам, уменьшающим содержание углекислого газа в атмосфере или снижении количества выбросов парниковых газов. д. Необходимо применение нескольких стратегий для снижения количества парниковых газов. Основной стратегией на ближайшее время должно стать ограничение добычи нефти, природного газа и угля, используемых в качестве топлива для транспорта, систем обогрева и охлаждения, в сельском хозяйстве и для выработки электроэнергии. В качестве краткосрочной стратегии можно избрать переход от углеводородных источников топлива к возобновляемым источникам энергиис параллельным созданием принципиально новой инфраструктуры для альтернативных видов топлива. е. Люди могут приспособиться к климатическим изменениям посредством уменьшения своей незащищенности от их последствий. Такие действия, как перемещение на более высокие участки суши во избежание последствий повышения уровня моря, выращивание растений, которым подходят новые погодные условия или использование новых технологий строительства, является примером адаптации. ж. Действия, осуществляемые отдельными людьми, сообществами и странами, оказывают влияние на климат. -Решения, связанные с климатом, принимаемые одним поколением, могут расширить или, наоборот, ограничить возможности будущих поколений. Источник: NASA Goddard Space Flight Center Image by Reto Stöckli (land surface, shallow water, clouds) (На фото) Данное изображение великолепного «голубого мрамора» - это наиболее детализированное изображение Земли, существующее на настоящий момент. Используя большое количество фотографий, сделанных со спутников в течение нескольких месяцев, а также специальное оборудование, ученые соединили фотографии Земли, океанов, льдов и облаков в одно цельное изображение с абсолютно естественными цветами, отражающее каждый квадратный километр нашей планеты. стр.7 ЗНАНИЯ О КЛИМАТЕ – ЭТО ПОНИМАНИЕ ТОГО, КАКОЕ ВЛИЯНИЕ КЛИМАТ ОКАЗЫВАЕТ НА ВАС И НА ОБЩЕСТВО, А ВЫ – НА КЛИМАТ стр.8. ЗНАНИЯ О КЛИМАТЕ: Основные положения науки о климате Каждое положение науки о климате основано на фундаментальных понятиях, аналогичных понятиям, лежащим в основе Национальных научно-образовательных стандартов (NSES) и критериев оценки знаний о климате Американской Ассоциации по Продвижению Наук (AAAS). стр.9 1. СОЛНЦЕ – ОСНОВНОЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ ДЛЯ КЛИМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЗЕМЛИ а. Солнечные лучи, достигая Земли, могут нагревать сушу, океаны и атмосферу. Некоторое количество этих лучей отражается поверхностью Земли, облаками или льдами. Бóльшая часть солнечных лучей, достигающих Земли, поглощается и нагревает планету. Б. Когда Земля излучает такое же количество энергии, какое она поглощает, ее энергетический баланс находится в Г. Постепенные изменения параметров орбиты Земли и ее обращения относительно Солнца приводят к изменению интенсивности солнечного излучения на полюсах и в районе экватора. На протяжении последнего миллиона лет такие изменения происходили с периодичностью в 100 тыс. лет, в результате чего наступали ледниковые периоды, чередовавшиеся с более короткими периодами потепления. равновесии, и средние температуры остаются постоянными. В. Наклон оси Земли относительно оси ее обращения вокруг Солнца приводит к прогнозируемым изменениям в продолжительности светового дня и количестве солнечных лучей, достигающих Земли на любой широте в течение года. Такие изменения служат причиной ежегодного чередования сезонов и связанных с ним температурных изменений. Д. Значительное увеличение или снижение интенсивности солнечного излучения приводит к потеплению или охлаждению Земли. Измерения, осуществленные при помощи спутников в течение последних 30 лет, показывают, что интенсивность солнечного излучения изменялась незначительно, причем как в сторону увеличения, так и в сторону снижения. Считается, что эти изменения в солнечном излучении были ничтожны и, следовательно, не могли вызывать потепление на Земле, отмечаемое в последнее время. Источник: Modified from the Marian Koshland Science Museum of the National Academy of Sciences’ “Global Warming: Facts & Our Future” 2004 (На фото) Парниковый эффект – естественное явление, при этом парниковые газы в атмосфере, основным из которых является водяной пар, поддерживают поверхность Земли теплой. Деятельность человека в целом, а особенно сжигание ископаемых видов топлива и изменение структуры растительного покрова, приводит к увеличению концентрации некоторых парниковых газов, усиливая парниковый эффект. (На рисунке – слева: естественное потепление, справа: потепление под действием антропогенных факторов) стр. 10 2. КЛИМАТ РЕГУЛИРУЕТСЯ СЛОЖНЫМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ МЕЖДУ КОМПОНЕНТАМИ ЗЕМНОЙ СИСТЕМЫ а. На климат Земли оказывает влияние взаимодействие таких элементов, как Солнце, океаны, атмосфера, облака, льды, состав биофсеры . Взаимодействие этих элементов в каждом регионе планеты собственно и определяет климат. Климат каждого региона уникален именно благодаря опеределенному сочетанию этих компонентов. б. В связи с тем, что океаны покрывают 70% поверхности Земли, они оказывают огромное влияние на климат, определяя энергетические циклы и круговорот воды на планете. Океан может поглощать огромное количество солнечной энергии. Тепло и водяные пары распределяются на планете благодаря океаническим течениям и циркуляции воздуха. Изменения в океанических течениях, вызванные тектоническими перемещениями или большими вливаниями пресной воды от тающих ледников, могут привести к значительным и резким изменениям климата, как в отдельных странах, так и на всей планете. в. Количество солнечной энергии, поглощаемой или излучаемой Землей, регулируется атмосферой и зависит от ее состава. Парниковые газы (водяные пары, углекислый газ и метан) выбрасываются в атмосферу естественным образом в небольших количествах, и при этом поглощают и высвобождают тепловую энергию гораздо более эффективно, чем такие атмосферные газы, как азот и кислород. Однако даже небольшое увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере оказывает серьезное воздействие на климатическую систему. г. Избыток парниковых газов в атмосфере контролируется биогеохимическими круговоротами, непрерывно перемещающими эти компоненты между океанами, сушей и атмосферой. Избыток углекислого газа в атмосфере уменьшается благодаря накоплению осадков на дне океанов и биомассы растений и увеличивается в результате вырубки лесов и сжигания ископаемых видов топлива, а также других процессов. д. Взвешенные в газообразной среде частички твердых или жидких веществ, называемые «аэрозолями», оказывают комплексное влияние на энергетический баланс Земли. Они могут вызвать как охлаждение посредством отражения поступающих на Землю солнечных лучей, так и потепление посредством поглощения и высвобождения тепловой энергии. Мельчайшие частички твердых или жидких веществ выбрасываются в атмосферу множеством естественных и антропогенных источников, включая извержения вулканов, морские брызги, лесные пожары и антропогенные выбросы. е. Взаимосвязь всех систем Земли означает, что значительные изменения какого-либо из компонентов климатической системы может сказаться на равновесии всей системы планеты. Так называемые позитивные «циклы обратной связи» могут усилить последствия таких изменений и стать причиной резких изменений климатической системы. Эти сложные взаимосвязи также могут привести к более значительным климатическим изменениям, чем это прогнозируется существующими климатическими моделями. Источник: Astronaut photograph ISS015-E- 10469, courtesy NASA/JSC Gateway to Astronaut Photography of Earth. (На фото) Солнечная энергия определяет климат Земли. Энергия Солнца нагревает Землю, прогревает атмосферу и усиливает океанические течения. стр.11 3. ЖИЗНЬ НА ЗЕМЛЕ ЗАВИСИТ ОТ КЛИМАТА И ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ИМ а. Отдельные живые существа выживают при определенных уровнях колебаний температуры, осадков, влажности и количества солнечных лучей. Если живые существа сталкиваются с погодными условиями, выходящими за рамки привычных им колебаний, им приходится приспосабливаться, мигрировать в более благоприятные места обитания, или они вымирают . б. Присутствие небольшого количества парниковых газов в атмосфере нагревает поверхность Земли, в результате чего на нашей планете поддерживается круговорот воды и великое множество разнообразных биологических циклов . в. Изменения климатических условий могут оказывать воздействие на здоровье и функционирование экосистем, а также на выживание целых видов живых существ. Распределение полезных ископаемых на планете свидетельствует о постепенных и резких исчезновениях видов, связанных с климатическими изменениями в прошлом. г. Разнообразные данные о природе показывают, что последние 10 тыс. лет на Земле наблюдался период необычайной стабильности. Все современные сообщества людей развивались именно в этот период. Системы сельского хозяйства, экономики и транспорта, на которые мы в большой степени полагаемся, являются достаточно уязвимыми в случае значительных климатических изменений. д. Живые организмы, включая микробы, растения, животных и человека, являются движущей силой круговорота углерода и могут оказывать влияние на глобальный климат посредством изменения химического состава атмосферы. Данные геологических исследований показывают, что живые организмы на планете вносили значительные изменения в состав атмосферы на протяжении всей истории Земли. Источник: Steve Fisher (На фото) Заросли бурых водорослей и обитающие в них организмы живут в прохладных водах у берегов Калифорнии. стр. 12 4. КЛИМАТ ИЗМЕНЯЕТСЯ ВО ВРЕМЕНИ И В ПРОСТРАНСТВЕ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЕСТЕСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ И В РЕЗУЛЬТАТЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА а. Климат определяется многолетними тенденциями изменения средних и максимальных/ минимальных температур и количества осадков в той или иной точке планеты. Описания климата могут иметь местный, региональный или глобальный характер. Климат можно описать за периоды с разной продолжительностью, например, за сотни лет, годы, сезоны, месяцы или конкретные даты определенного года. б. Необходимо различать климат и погоду. Погода – это поминутно изменяющееся состояние атмосферы в определенной точке планеты. Климат – обобщенное описание среднестатистических погодных условий, характерных для определенной местности, а также возможных изменений этих условий на протяжении длительных периодов времени. в. Климатические изменения – это значительные и продолжающиеся изменения среднестатистических или максимальных/ минимальных показателей погодных условий, характерных для определенной местности. Сезонные изменения и многолетние изменения (такие, как Эль-Ниньо), вызывающие периоды потепления, похолодания, большого количества дождей или засуху на территории разных регионов, являются составной частью изменчивости климата. г. Научные наблюдения показывают, что глобальный климат претерпевал изменения в прошлом, меняется в настоящем и будет продолжать меняться в будущем. Масштаб изменений и их направление отличаются в разных точках планеты. д. На основании изучения годичных колец деревьев и других естественных источников данных по всему миру ученые сделали вывод о том, что средняя температура на Земле в настоящий момент выше, чем она была - на протяжении последних, минимум, 1 300 лет. Средняя температура на планете значительно повысилась за последние 50 лет, особенно заметен подобный рост температур в районе Северного полюса. е. Естественные процессы, вызывающие долгосрочные изменения климата на Земле, не объясняют резкие климатические изменения, наблюдаемые в последние несколько десятков лет. Единственным объяснением таких изменений является все возрастающая роль деятельности человека. Будущие изменения климата могут происходить гораздо более высокими темпами, чем на протяжении предыдущей истории человечества. ж. Естественные процессы, уничтожающие углекислый газ в атмосфере, протекают намного медленнее, чем процессы, в результате которых углекислый газ накапливается в атмосфере. Поэтому углекислый газ, попадающий в атмосферу сегодня, может остаться в ней на протяжении целого века или еще дольше. Другие парниковые газы, включая газы, возникающие в результате деятельности человека, могут оставаться в атмосфере тысячелетиями. Источник: National Snow and Ice Data Center, W. O. Field, B. F. Molnia (На фото 1) Ледник Мур в августе 1941 г., фотограф William O. Field (На фото 2) Ледник Мур в августе 2004 г., фотограф Bruce F. Molnia стр.13 5. НАШЕ ПОНИМАНИЕ КЛИМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УЛУЧШАЕТСЯ БЛАГОДАРЯ НАБЛЮДЕНИЯМ, ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ И СОЗДАНИЮ МОДЕЛЕЙ. а. Компоненты климатической системы Земли и различные процессы на планете протекают в соответствии с теми же физическими законами, которым подчиняется остальная часть Вселенной. В связи с этим поведение климатической системы можно понять и предсказать г. Наше понимание климата значительно отличается от нашего понимания погоды. Трудности ученых в предсказании тенденций изменения климата на месяцы, годы или десятки лет вперед кардинально отличается от проблем, с которыми сталкиваются метеорологи в предсказаниях посредством подробных систематических наблюдений. б. Наблюдения за окружающей средой являются основанием для понимания климатической системы. Наблюдение за всем, что находится между дном океанов и поверхностью Солнца, ведется с помощью оборудования, установленного на гидрометеостанциях и на буях для сбора информации, на спутниках и на других платформах. Для получения информации о климатических условиях в прошлом ученые используют данные естественных источников, таких, как годичные кольца, ледовый керн и слои осадочных пород. Исторические наблюдения, как, например, свидетельства аборигенов и личные дневники, также являются источниками знаний о климатических изменениях. погоды на несколько дней или недель вперед. 1 д. Ученые провели подробные исследования основных характеристик климатической системы, и их знания будут продолжать расширяться. Существующие предсказания климатических изменений достаточно надежны для того, чтобы люди могли оценить возможные последствия принятия тех или иных решений в ответ на климатические изменения. 1. Источник: “Climate Change: An Information Statement of the American Meteorological Society,” 2007 в. Наблюдения, опыты и выдвижение теорий используются для построения и улучшения компьютерных моделей, отражающих климатическую систему, и составления прогнозов относительно дальнейших изменений. Результаты оценки данных таких моделей позволяют добиться лучшего понимания связи между атмосферой и океанами и климатической системой, а также стимулировать проведение новых опытов и наблюдений. С течением времени это приведет к появлению более надежных прогнозов будущих климатических условий. Источник: B. Longworth © 2008 (На фото) Устройство, содержащее 36 проб морской воды, поднимается из Южного океана. Образцы морской воды с разной глубины будут проанализированы с целью определения баланса углерода в океане. стр. 14 6. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА ОКАЗЫВАЕТ ВЛИЯНИЕ НА КЛИМАТИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ. а. Подавляющее большинство научных исследований указывают на то, что наблюдаемое увеличение средней глобальной температуры, начиная с конца ХХ в., скорее всего, происходило в результате деятельности человека в целом и увеличения концентрации парниковых газов вследствие сжигания ископаемых видов топлива в частности. 2 б. Выбросы от масштабного сжигания ископаемых видов топлива с начала промышленной революции способствовало увеличению концентрации парниковых газов в атмосфере. Изза того, что газы могут оставаться в атмосфере на протяжении сотен лет -, повышение температуры, произошедшее под их воздействием, может наблюдаться еще долго по окончанию применения «парниковых» технологий. в. Деятельность человека оказала воздействие на сушу, океаны и атмосферу, и в связи с этим изменился характер погоды на планете. Сжигание ископаемых видов топлива, выброс химических веществ в атмосферу, уменьшение количества лесов, а также быстрое распространение сельскохозяйственных угодий, развитие производств и промышленных компаний, выбрасывающих углекислый газ в атмосферу, - все это нарушает баланс климатической системы. г. - Количество доказательств, подтверждающих - обусловленность изменений в биосфере и экосфере Земли деятельностью человека, в частности, - глобальным потеплением, стремительно увеличивается. -. 3 Некоторые изменения, происходящие в результате деятельности человека, снизили способность окружающей среды поддерживать существование различных видов и значительно снизили разнообразие форм жизни экосистем, а также их экологическую устойчивость. д. Ученые и экономисты предсказывают, что последствия глобальных климатических изменений могут быть как позитивными, так и негативными. Если потепление превысит 2-3 градуса по Цельсию (3,6-5,4 по Фаренгейту) в течение следующего столетия, последствия негативного воздействия могут быть гораздо более значительными, чем последствия от позитивного воздействия. Источник: A. Palmer, 2008 2. IPCC, 2007: The Physical Science Basis: Contribution of Working Group I 3. IPCC, 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II (На фото) Общество в значительной степени зависит от энергии, вырабатываемой при сжигании ископаемых видов топлива: угля, нефти и природного газа. gas. стр. 15 7. ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА БУДУТ ИМЕТЬ ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ КЛИМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И ДЛЯ ЖИЗНЕЙ ЛЮДЕЙ. а. Таяние ледниковых щитов и ледников, а также термическое расширение морской воды, вызванное нагреванием океанов, приводит к повышению уровня моря. Морская вода начинает надвигаться на низко расположенные участки суши, попадая при этом в источники пресной воды и затопляя прибрежные районы и маленькие острова. Повышение уровня моря увеличивает риск разрушения домов и многоэтажных зданий в результате штормов, сопровождающих ураганы. б. Климат играет важную роль в распределении пресной воды на планете. Изменения в распределении -атмосферных осадков и температурных условий окажет влияние на распределение и доступность источников пресной воды, тем самым, уменьшая возможность многих людей иметь постоянный доступ к воде для питья и полива выращиваемых ими растений. В результате глобального потепления уменьшается величина снежного покрова зимой, а также образование ледников на вершинах гор, используемых человеком в качестве источника питьевой воды. в. Согласно прогнозам, в результате климатических изменений все чаще будут наблюдаться случаи наступления экстремальных погодных условий. Во многих районах произойдет значительное увеличение количества периодов засухи, наблюдаемых в течение года, а также вероятное снижение периодов крайне низких температур. Выпадение осадков будет происходить все реже. Однако во многих районах их количество заметно возрастет. При этом периоды засухи станут более частыми и сильными в тех районах, где, как ожидается, средний уровень осадков снизится. 2 г. Химический состав мирового океана меняется вследствие поглощения водой углекислого газа из атмосферы. Повышенное содержание углекислого газа в атмосфере приводит к росту кислотности океана, ставя тем самым под угрозу выживание в нем различных форм планктона и, соответственно, нарушая пищевые цепи, в состав которых они входят. д. Экосистемы на суше и в океане всегда находились и продолжают находиться под влиянием климатических изменений. Животные, растения, бактерии и вирусы мигрируют на территории с более благоприятными климатическими условиями. Инфекционные заболевания и определенные виды организмов смогут распространиться в тех районах, где они раньше никогда не отмечались. е. Здоровье человека и уровень смертности в разной степени подвергнется опасности вследствие изменений климата - в зависимости от региона. - При том, что смертность в результате простудных заболеваний снизится, другие риски, согласно прогнозам, только возрастут. Ожидается, что возрастет географический охват и количество новых случаев заражения инфекционными заболеваниями, распространяющимися при определенных климатических условиях, таких, как малярия и тропическая лихорадка, а также болезней, переносимых клещами. Снижение урожайности в связи с засухой, ухудшение качества воздуха и воды, увеличение опасности в прибрежных и низменных районах – все это только усугубит состояние окружающей среды. Особенно неблагоприятно это отразится на наиболее уязвимой части населения планеты. 3 Источник: Iowa National Guard photo by Sgt. Chad D. Nelson (На фото) Национальная гвардия США готовится соорудить преграду из мешков с песком на дамбе в городе Кингстон, штат Айова, для защиты 50 тыс. акров сельхозугодий, которым грозит опасность затопления. стр. 16 Основные определения «Погода» - определенное состояние атмосферы, наблюдаемое в данный момент времени в той или иной точке пространства, измеряющееся по следующим переменным: температура, осадки, облачность, влажность, атмосферное давление и ветер. «Прогноз погоды» - предположение о конкретных атмосферных явлениях, ожидаемых в определенном месте в ближайшем будущем (в период от нескольких часов до нескольких дней). «Климат» - многолетнее усредненное состояние атмосферы, океана, ледяных щитов и морских льдов, описанное статистическими данными, такими, как средние значения и максимальные/ минимальные значения. «Прогноз климата» – предположение о средних и экстремальных климатических условиях для конкретного региона в будущем (начиная от предсказаний на сезон и заканчивая предсказаниями на несколько десятилетий). «Изменчивость климата» – естественные изменения климата в пределах нормального диапазона колебаний между максимальными и минимальными значениями в конкретном регионе; параметры для измерений – температура, осадки и частота наступления погодных явлений. Факторы, оказывающие влияние на изменчивость климата, - это ЭльНиньо и другие явления. «Климатические изменения» – значительные и постоянные изменения средних параметров климата или его изменчивость. Климатические изменения происходят в результате изменений некоторых компонентов окружающей среды Земли: постоянные изменения орбиты обращения Земли вокруг Солнца, изменение расположения континентов вследствие движения тектонических плит или изменения атмосферы под воздействием антропогенных факторов. «Глобальное потепление» – наблюдаемое увеличение средних температур околоземной поверхности и нижних слоев атмосферы. В общем понимании, «глобальное потепление» часто означает потепление, вызванное увеличением выбросов парниковых газов в результате деятельности человека. Глобальное потепление – это один из видов климатических изменений; оно может привести к изменению прочих климатических условий, как, например, изменения характера выпадения осадков. «Климатическая система» – вещество, энергия и процессы, происходящие при взаимодействии атмосферы, гидросферы, криосферы, литосферы и биосферы Земли, а также взаимодействие Земли и Солнца. «Вероятно», «возможно», «крайне вероятно», «весьма точно». Эти термины используются Межправительственной группой экспертов по проблеме изменения климата (IPCC) для обозначения степени вероятности наступления предсказываемого события относительно климатической системы. По мнению экспертов, «вероятно» означает, что шансы того, что событие произойдет, превышают 66%. «Очень вероятно» означает, что возможность наступления события превышает 90%, «крайне вероятно» - 95% и «весьма точно» - 99%. «Смягчение воздействия на окружающую среду» – вмешательство человека с целью уменьшить количество источников парниковых газов или совершенствования абсорбентов для их вывода из атмосферы. «Незащищенность» – степень восприимчивости физических, биологических и социально-экономических систем к неблагоприятным воздействиям климатических изменений и возможность им противостоять. 2 «Адаптация» – инициативы и действия, направленные на снижение степени незащищенности природы и человека от действительно существующих и ожидаемых последствий климатических изменений. 3 «Ископаемые виды топлива» – источники энергии, такие, как нефть, уголь, природный газ, добываемые из живой материи, существовавшей в предыдущий геологический период. «Обратная связь» – процесс, посредством которого осуществляется контроль, видоизменение или регулирование системы в ответ на ее собственную деятельность. Позитивные результаты обратной связи в результате расширения деятельности системы: негативная обратная связь снижет результативность деятельности системы. «Круговорот углерода» - видоизменение форм –атомарного углерода в биосфере и экосфере Земли в результате преобразования растениями углекислого газа в сложные углеродные соединения посредством фотосинтеза; при этом такие соединения поглощаются другими организмами, и происходит возврат углерода в атмосферу в виде углекислого газа в результате процесса дыхания, разложения организмов и сжигания ископаемых видов топлива. 1. Источник: Temperature Trends in the Lower Atmosphere: Steps for Understanding and Reconciling Differences. Thomas R. Karl, Susan J. Hassol, Christopher D. Miller, and William L. Murray, editors, 2006. A Report by the Climate Change Science Program and the Subcommittee on Global Change Research, Washington, DC. 2. Источник: IPCC, 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II 3. Источник: IPCC, 2007: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III стр. 17 О данном «Руководстве по климату для чайников» Основные положения науки о климате Вы можете скачать данное Руководство и другие документы (на английском языке) по ссылке: www.climatescience.gov. U.S. Global Change Research Program / Climate Change Science Program 1717 Pennsylvania Avenue, NW Suite 250 Washington DC 20006 USA Тел.: +1.202.223.6262 Факс: + 1.202.223.3065 Вебсайт: http://www.climatescience.gov E-mail: climate.literacy@climatescience.gov
