Schimbările climatice pe termen lung, precum și fluctuațiile și variabilitatea pe termen scurt, au un impact semnificativ asupra ambelor natural și recent, de asemenea influențe antropice. Printre factorii naturali importanți putem clasifica (i) modificări ale intensității radiației solare, (ii) modificări ale parametrilor orbitali ai planetei Pământ, (iii) schimbări în distribuția continentelor și oceanelor, (iv) pământ al curenților oceanici, (în) activitate vulcanică intensă și (vi) afectează asteroizii mari sau cometele.

cauze

Factori naturali care influențează schimbările climatice

(i) Intensitatea luminii solare

Sursa cheie de energie pentru Pământ este Soarele. Schimbările relativ mici de energie care cad de la Soare la suprafața Pământului pot provoca schimbări climatice pe Pământ. Una dintre cele mai bine documentate manifestări ale activității solare este așa-numitul Ciclul solar de 11 ani. În momentul apariției unui număr mai mare de pete solare, cantitatea de energie radiată de Soare crește. Această modificare nu este neglijabilă, mai ales în regiunea spectrală cu cele mai scurte lungimi de undă de radiație (regiunea spectrului UV). Intensitatea ciclului solar se schimbă în timp. În perioada 1645 - 1715, aproape niciun fel de pete solare nu au fost observate la Soare (minimul activității solare a lui Maunder) și în această perioadă a fost înregistrată și o scădere a temperaturii globale a Pământului (Mică Epocă Glaciară). Nu se cunoaște încă mecanismul prin care schimbările pe termen lung ale activității solare ar putea afecta clima Pământului.

(ii) Modificări ale parametrilor orbitali ai Pământului

Mecanica cerească face posibilă calcularea exactă a modului în care se modifică parametrii astronomici ai Pământului datorită dispunerii planetelor din sistemul solar - forma orbitei sale în jurul Soarelui, înclinația axei de rotație și direcția sa în spațiu. Influența schimbărilor periodice ale acestor parametri asupra climei Pământului a fost realizată pentru prima dată de omul de știință sârb Milutin Milankovič (Pribullová, 2004).

Axa Pământului arată și așa-numitul mișcare precesională, care determină modificări periodice în direcția sa (perioada ciclului precesional al axei terestre este de aproximativ 23 mii de ani). În prezent, emisfera nordică este mai aproape de Soare în ianuarie datorită ciclului de precesiune și mai îndepărtată în iulie. Dacă alți parametri astronomici nu s-ar schimba, atunci în emisfera nordică, în emisfera nordică, am fi mai departe de Soare iarna, ceea ce ar crește diferențele dintre iarnă și vară. Modificările tuturor parametrilor astronomici funcționează simultan. Constelația actuală a parametrilor Milankovič favorizează răcirea globală (Pribullová, 2007).

(iii) Modificări ale distribuției continentelor și oceanelor

Atunci când se examinează clima Pământului în timpul perioadei sale geologice, este necesar să se țină seama de schimbările de distribuție a oceanelor și continentelor care au avut loc în trecut și care au loc încă. Teoria tectonicii plăcilor continentale (teoria driftului continental) presupune că suprafața Pământului este formată din plăci de pământ care alunecă pe un substrat lichid. În timpul acestei mișcări, unele plăci ale continentelor se îndepărtează una de alta, altele alunecă una sub cealaltă. Concentrația marilor zone continentale în zonele arctice și temperate oferă condiții mai bune pentru glaciația globală, distribuția continentelor afectează și circulația oceanelor și, astfel, în mod indirect clima, formarea munților afectează circulația regională a atmosferei, care se poate reflecta în planeta globală a Pământului. climatic (munții înalți din zonele temperate și polare permit, de asemenea, formarea mai rapidă a ghețarilor continentali), limitele dintre plăcile continentale sunt zone cu activitate vulcanică intensă.

(iv) Schimbarea fluxului oceanic

(v) Activitate vulcanică intensă

(vi) Impactul asteroizilor și al cometelor

În prima fază a dezvoltării Pământului au fost foarte frecvente. În urmă cu 65 de milioane ani la granița Cretacicului și Terțiarului, s-a produs o catastrofă din cauza impactului unei comete (aproximativ 10 km în diametru) în apropierea Peninsulei Yucatan din Mexic. Materialul expulzat de impact a umbrit soarele, temperatura a scăzut sub îngheț timp de câteva luni și s-au format valuri uriașe - un tsunami. Acest lucru a provocat dispariția multor specii de animale.

Factori umani

Sistemul climatic al Pământului s-a schimbat semnificativ în ultimii ani, iar aceste schimbări sunt atribuite în principal impactului uman - în special creșterea emisiilor de gaze cu efect de seră - rezultând în încălzirea globală a straturilor solului din atmosferă.

Atmosfera este un amestec de gaze, a cărei proporție relativă nu se modifică până la o înălțime de 100 km deasupra suprafeței terestre. Unele dintre aceste gaze au un impact major asupra așa-numitelor echilibrul energetic al atmosferei Pământului - acestea sunt așa-numitele. gaze cu efect de seră - cu proprietățile lor fizice păstrează căldura razelor solare pe Pământ - este așa-numitul. efect de sera.

Efectul de seră este un fenomen natural care permite viața pe Pământ. Astfel, cauza încălzirii globale nu este existența efectului de seră, ci a acestuia amplificarea prin creșterea concentrației de gaze cu efect de seră datorită activității umane. Gazele cu efect de seră eliberate captează și returnează la suprafața pământului cea mai mare parte a radiației infraroșii emise decât în ​​cazul efectului de seră natural.

Activitatea umană crește cantitatea de gaze din atmosferă, în special CO2, metan și oxid de azot. Aproape 10 miliarde de tone de carbon fosil sunt eliberate în atmosferă în fiecare an. Biosfera nu a anticipat un astfel de aflux și nu o poate returna în rezervoarele subterane la fel de repede ca fosilele. Acesta este principalul motiv pentru care concentrația de CO2 și metan în atmosferă crește substanțial paralel cu volumul de consum de carbon fosil de către diferite activități umane (Fig.). Cum acționează activitățile umane individuale pentru a crește concentrația de CO2 în scoarța terestră? Arderea combustibililor fosili a adăugat aproximativ 6Gt de carbon în atmosferă în a doua jumătate a anilor '90. De atunci a crescut constant.

Potrivit unui raport al Agenției Europene de Mediu (2005), până în prezent, în atmosferă sunt emise până în 25 miliarde de tone de CO2 (în prezent chiar mai mare). Deocamdată, jumătate din această cantitate poate fi descompusă de oceane. Țările dezvoltate sunt principalii contribuabili la creșterea concentrației de CO2, majoritatea SUA (peste 30%), urmată de Europa de Vest și Centrală (aproape 28% în total), apoi Asia (cu excepția Rusiei) și 14% numai.

De asemenea, crește treptat pentru a crește concentrația de CO2 în aer arzând păduri. Acest lucru reduce, de asemenea, capacitatea absorbantelor de CO2. În zona temperată, suprafața pădurilor nu este în scădere, este necesar să știm că pădurile tropicale nu sunt doar biocentrele vieții, ci și absorbanți importanți ai CO2 și, prin urmare, stabilizatori climatici. Actualul lor nocturn 20-24 mil. ha pe an crește astfel indirect concentrația de CO2 în atmosferă. Conform estimărilor științifice, această creștere constantă a CO2 în atmosferă este responsabilă pentru aproximativ 70% din creșterea temperaturii la suprafața pământului. Sunt importante și alte gaze, care se află în atmosferă în concentrații mult mai mici. Acestea includ metan, oxid de azot și clorofluorocarburi.

Metanul este responsabil pentru aproximativ 20% din încălzirea totală. Este componenta principală a gazului natural, cunoscută sub numele de gaz de noroi. Omul a contribuit la creșterea concentrației sale în aer, în special prin extracția combustibililor fosili, distribuția de petrol, gaze naturale și dezvoltarea creșterii bovinelor - metanul este produs în tractul său digestiv prin fermentare. Într-o măsură mai mică, metanul scapă din canalele municipale și depozitele de deșeuri și este eliberat și în timpul arderii biomasei. Rămâne în troposferă timp de 9 până la 15 ani, o moleculă de CH4 captând de până la 23 de ori mai multă căldură decât o moleculă de CO2. Oxidul de azot (N2O) poate pătrunde în stratosferă, unde dăunează stratului de ozon. Este un gaz de seră eficient în troposferă, durata sa de viață în aer este de aproximativ 120 până la 150 de ani. Molecula sa păstrează aproximativ 296 de ori mai multă căldură decât o moleculă de CO2. Sursa acestui gaz este industria chimică, agricultura, deșeurile de animale, combustibilii fosili bogați în azot, chiar și convertoarele catalitice din mașini.

Ozonul este, de asemenea, un important gaz cu efect de seră. Din 1750, concentrația sa a crescut cu aproximativ o treime. Producția de ozon la nivelul solului prezintă mari diferențe regionale. Gaze sintetice cu efect de seră - CFC-urile sunt substanțe care epuizează stratul de ozon și sunt, de asemenea, importante gaze cu efect de seră. Acestea sunt substanțe sintetice care nu apar în mod natural în natură. Ele scapă de încărcăturile de frigider ale vechilor frigidere și aparate de aer condiționat. Sursa lor este și evaporarea agenților de curățare și a solvenților. Rămân în troposferă timp de 10 până la 20 de ani, timp în care captează efectiv radiația infraroșie emisă de suprafața pământului. O moleculă de freon captează de la 900 la 8300 de ori mai multă căldură decât o moleculă de CO2. Încălzirea globală este un fenomen neomogen - polii nordici și sudici se încălzesc mai repede decât regiunile ecuatoriale, în timp ce continentele se încălzesc mai repede decât oceanele.

Potrivit IPCC, există dovezi că schimbările climatice au început deja. Clima Pământului se schimbă în mod natural, ceea ce face dificilă determinarea efectului creșterii concentrațiilor de gaze cu efect de seră. Cu toate acestea, tendința de creștere a temperaturii globale coincide cu tendința prezisă de modelarea computerizată a climei. Pare foarte puțin probabil ca creșterea temperaturii să fie cauzată exclusiv de schimbări naturale. Deși rămân mai multe incertitudini, climatologii consideră că ponderea dovezilor susține teoria impactului activității umane asupra climei.

Este evident că ultimele două decenii au fost cele mai calde din ultimul mileniu, nivelul mării crește și natura precipitațiilor se schimbă. Gheața arctică se micșorează, iar incidența și intensitatea fenomenului El-Niño sunt în creștere. Lumea suferă de valuri de căldură, secete, inundații și evenimente meteorologice extreme în multe locuri, ducând la daune enorme vieților și bunurilor umane. Deși evenimentele extreme individuale nu pot fi direct legate de schimbările climatice provocate de om, apariția și amploarea acestor evenimente sunt mai probabile în condițiile climatelor mai calde.