Современное потепление и глобальный климат Земли

Российская Федерация

Федеральное агентство по образованию

Государственные образовательные учреждения высшего     профессионального образования

Брянский Государственный университет

имени академика И.Г. Петровского

Естественно- географический факультет

Кафедра физической географии

Специальность “География и биология”

Курсовая работа

На тему: Современное потепление и глобальный климат Земли

                                                       Выполнила:

                         студентка  2 курса  1 группы 

                                                естественно – географического факультета 

                                                       Носикова  Алеся  Михайловна 

                                                       Научный руководитель:        

                                                       Демихов Владимир Тихонович

                                                     Брянск, 2010

План

Введение…………………………………………………………………………...3

Глава I . Климаты прошлого…………………………………………………….4

Глава II. Глобальное потепление климата: антропогенная и космогенная  концепции………………………………………………………………………...10

Глава III. Последствия усиления парникового эффекта………………………18

Глава IV.Глобальное потепление и климатические модели………………….21

Глава V.Социально - политические аспекты климатических изменений…....24

Глава VI.Перспективы климата в будущем и проблемы его регулирования..27

Заключение……………………………………………………………………….31

Список литературы………………………………………………………………33

Введение

  Вопрос  об  изменениях  климата  привлекал  внимание  многих  ученых       

( Терез Э.И., Будыко М.И., Лосев К.С., Монин А.С., Пабат А.А. и  др.), работы  которых  были  посвящены  главным  образом  сбору  и  изучению данных  о  климатических  условиях  различных  эпох. Исследования  этого направления  содержат  обширные  материалы  о  климатах  прошлого.                      Меньше  результатов  было  получено  при  изучении  причин  изменения климата, хотя  эти  причины  уже  давно  интересовали  специалистов, работающих  в  этой  области. Из-за  отсутствия  точной  теории климата  и  недостатка,  необходимых  для  этой  цели  материалов  специальных  наблюдений  при  выяснении  причин  изменения  климата  возникли  большие  трудности, не  преодоленные  до  настоящего  времени. Сейчас  не    существует  общепринятого  мнения  о  причинах  изменений  и  колебаний  климата,  как  для  современной  эпохи, так  и  для  геологического  прошлого.

     Между  тем  вопрос  о  механизме  изменений  климата   приобретает  в  настоящее  время  большое  практическое  значение,  которое  он  еще  недавно  не  имел. Установлено, что  хозяйственная деятельность  человека  начала  оказывать  некоторое  влияние  на  глобальные  климатические  условия, причем  это  влияние  растет. Поэтому  возникает  необходимость  в разработке  методов  прогноза  изменений  климата  для  того, чтобы  предотвратить  опасное  для  человека  ухудшение  природных  условий.             Очевидно, что  такие  прогнозы  нельзя  обосновать  только  эмпирическими  материалами  об  изменениях  климата  в  прошлом. Для  разработки  надежного  метода  прогноза  климата  будущего  в  условиях  возрастающего  влияния  хозяйственной  деятельности  человека  на  атмосферные  процессы  необходимо   использование физической  теории  изменения  климата. Между  тем, имеющиеся  численные  модели  метеорологического  режима  являются приближенными  и  их  обоснования  содержат  существенные ограничения. Очевидно, что  эмпирические  материалы  об  изменениях  климата  имеют  очень  большое  значение  как  для построения, так  и  для  проверки  приближенных  теорий изменения  климата. Аналогичное  положение  имеет  место в  изучении  последствий  воздействия  на  глобальный  климат, осуществление  которых, по-видимому, возможно  в  ближайшем  будущем.                Цель  работы: сделать  обзор  научной  и  научно-популярной  литературы  о  проблемах изменения и колебания  климата Земли.                                      

Для  выполнения  поставленной  цели  сформулированы  следующие  задачи:

        1.Охарактеризовать  причины  изменения  глобального  климата.

        2.Рассмотреть  изменения  климата  в  геологической  истории

          Земли.

        3.Проанализировать  причины  изменения  климата  в  ХХ  веке.

        4.Рассмотреть  прогнозы  и  перспективы  климата  в  будущем

        и  проблемы  его  регулирования.  

Глава I. Климаты  прошлого

  Эта  глава  будет  посвящена  изменениям  климата  в  истории  Земли. Под

изменением  климата понимают  направленное, прогрессивное  улучшение

или  ухудшение  его,  в  ходе  которого  происходит  закономерное  во  времени  изменение  метеорологического  режима, например, длительное  повышение  или  понижение  в  каком-либо  районе  и  соответствующее  изменение  других  метеорологических  элементов. Такое  направленное  изменение  метеорологических  элементов  возможно  при  изменении климатообразующих  факторов. Оно  может  быть  связано  с  увеличением  или  с  уменьшением  количества  тепла, поступающего  от  Солнца  наземную  поверхность, с  изменением  положения  Земли  по  отношению  к  Солнцу, с  изменением  состава  атмосферы  и  гидросферы  и  их  мощности, соотношения  между  водой  и  сушей, высоты  суши  над  уровнем  моря, альбедо  и  др. Все  эти  причины  в  силу  взаимосвязанности  явлений  природы  могут  коренным  образом  изменить  климат.

     В  настоящее  время  имеются  многочисленные  гипотезы, объясняющие

смену  климатов  на  протяжении  геологического  развития  Земли. Их  обычно  объединяют  в  3 группы.

Первая  группа  включает  астрономические  гипотезы, которые  связывают 

изменение  климата  с  изменениями  земной  орбиты (ее  формы, положения  в  пространстве) и  с  перемещением  оси  вращения.

Вторая  группа  состоит  из  физических  гипотез, объясняющих  смену  климатов  Земли  изменением  количества  и  спектрального  состава  солнечной  радиации, поступающей  на  земную  поверхность  как  в  результате  развития  физических  процессов  на  Солнце, так  и  из-за изменения  оптических  свойств  земной  атмосферы  и  процессов, в  ней происходящих.

Третью  группу  геолого-географические  гипотезы. Причины  изменения  климатов  они  связывают  с  тектоническими  процессами: с  образованием

крупных  поднятий  земной  коры, с  изменениями  площади  суши  и  моря

( их  расположения  и  очертаний), с  изменениями  направления  и  мощности  морских  течений и  т.д.

     Я  думаю, что  каждая  из  этих  гипотез  имеет  право  на  существование.

     После  краткой  характеристики  причин  изменения  климата  рассмотрим  теперь  непосредственно  изменения  климата  в  геологической истории  Земли. Древние  климаты  известны  лишь  в  общих  чертах. Нет  четкого  представления  о  климатических  условиях  нашей  планеты  на  самых ранних  этапах  ее  развития. В  Архее, судя  по  кислородно-изотопным  сдвигам  в  морских  кремнях, кремнистых  сланцах  и  антигорите  гидратированных  коматиитовых  лав, климат  был  исключительно  жарким (Т=70-90◦С). Поверхность Земли  в  это время  представляла  собой  неприветливую  и  однообразную  пустыню. Столь  высокие  температуры  в  Архее  объясняются  существованием  в  то время  достаточно  плотной  атмосферы (р=8-10 атмосфер). При  таком  давлении  кипение  воды  происходит  при  Т=170-180◦С (Сорохтин О.Г., Ушаков С.А.). К  началу  Протерозоя  плотность  атмосферы  уменьшилась, температура опустилась  до  50-70◦С. В  Архее  средняя  высота  суши  составляла  3300 м  над  уровнем  моря (Лукашевич). К  раннему  Протерозою  средняя  высота  суши  опустилась  до   1500 м  и  ниже. В  результате  дальнейшего  понижения  суши  за  счет  подъема  уровня  Мирового  океана  средняя  температура  Земли  опустилась до  6◦С. Так  2,4 млрд.  лет  назад  началось  первое  в  истории  Земли  оледенение - Гуронское  оледенение. Гуронское  оледенение  завершилось 2,1-1,9 млрд.  лет  назад  в  результате  накопления  в  атмосфере  большого  количества  СО2, поступавшего  благодаря  вулканической  деятельности. Температура  повышалась, однако  архейских  значений  она  не  достигла. Апогей  температуры  пал  на  Рифей (1,6-0,7 млрд.  лет  назад). По  данным изотопных  исследований  она  составляла  37◦С. Однако,  в  конце  Рифея  началась  Гнейсесская  эпоха  оледенения (950-900  млн.  лет  назад), а  850-750 млн.  лет  назад  произошло  Стерское  оледенение. Затем  произошло повышение  температуры  почти  до  прежних  значений. Но  уже  в  Венде ( 700-570 млн. лет  назад) в  результате  резкого  сокращения  СО2  в  атмосфере  произошло  сильное  похолодание. А  вскоре  и  началась Варангская  эпоха  оледенения(680-570 млн. лет  назад).

     После  вендского  похолодания  и  развития  покровного  оледенения  на

многих  континентах  в  начале  Кембрия  наступило  значительное  потепление, почти  на  всех  континентах  создались  тропические  условия. Средняя  температура  составляла  тогда  35◦С. Это  было  связано  со  значительным  увеличением  СО2  в  атмосфере (в  начале  Кембрия  содержание  СО2  в  атмосфере в  15-20 раз  превышало  современное  значение). Климаты  в  термическом  отношении  были  почти  не  дифференцированы, и  различия  намечались  только  по  степени  распределения  влажности (правда  в  раннем  Кембрии  господствовали аридные  условия, а  в  позднем - гумидные).

     В  Ордовике  климат  претерпевал  существенные  изменения. Исходя  из

литогенных   данных, климат  в  раннем  Ордовике  был  теплым  с  преобладанием  аридных  условий. В  среднем  Ордовике  произошла  общая  гумидизация  климата, а  в  позднем  Ордовике  наступила  новая  аридизация

и  резкое  похолодание, приведшее к  Ордовикскому  оледенению(460-410 млн.  лет  назад). В  то  же  время, в  Северной  Америке (в  том  числе  и  в 

Гренландии), в  Австралии, большей  части  Евразии  и  на  самом  юге  Африки  постоянно  существовали  тропические  условия. Экваториальный климат   существовал  в  Предуралье, Западной  Сибири, Предбайкалье  и  Казахстане.

     В раннем   Силуре  на  континентах  продолжали  господствовать  относительно  прохладные, но  уже  гумидные  условия. Для  этого  времени известны  небольшой  мощности  ледниковые  отложения  в  Боливии, на севере  Аргентины  и  на  востоке  Бразилии. Во  второй  половине  Силура, и особенно  в  конце  Силура, произошло  сильное  потепление, в  результате чего  в  околополярных  районах  сформировался  субтропический  климат. На  протяжении всего  Силура  тропические  условия  существовали  на  большей  части  Северной  Америки  и  Евразии, аридные - на севере  Канады. В  конце  Силура  произошла  общая  аридизация  климата.

     В  Девоне  на  северо-востоке  Евразии  существовал  тропический  климат

с  Т=27-29◦С, а  на  остальной  части - экваториальный  с  Т=32-33◦С.Причем 

в  начале  раннего  Девона  господствовали  аридные  условия, а  затем  гумидные. Однако в  среднем  и  позднем  Девоне на  большей  части  Африки  и  Австралии  преобладали  аридные  тропические  условия, а  на крайнем  севере  Северной  Америки, на  северо-западе  Африки, на  северо-востоке  Австралии  и  на  юго-востоке  Евразии  на  протяжении  всего  Девона  господствовал  гумидный  климат.

     В  раннем  Карбоне  на  планете  господствовал  влажный  тропический 

климат. Аридный  климат  был  характерен  лишь  для  севера  Австралии,

севера  Северной  Африки, севера  Южной  Америки, центра  Северной  Америки  и  части  Евразии. В  южной  части  Австралии  и  в  Антарктиде 

преобладал  умеренный  климат. В  среднем  и позднем  Карбоне  рельеф  стал более  дифференцированным, вследствие  чего  стала  отчетливой  климатическая  зональность. Значительно  похолодало  в  южном  полушарии, вследствие  этого  произошло  Гондванское  оледенение (340-240 млн.  лет  назад; правда  с  280 млн.  лет  назад  ледник  начал  отступать). В  северном полушарии  также  похолодало. В  среднем  Карбоне  температура  составляла не  более 24◦С, в  позднем  Карбоне- не  более 18◦С, а  в  высоких  широтах Евразии  температура  едва  достигала 8-10◦С.