Урок «Парниковый эффект и изменение климата: популярный сценарий или научный прогноз ? гиперссылка «история изучения парникового эффекта»



Скачать 71.91 Kb.
Дата29.04.2016
Размер71.91 Kb.
ТипУрок
Электронное пособие для учащихся + помощник в обучающей программе

УРОК

« Парниковый эффект и изменение климата:

популярный сценарий или научный прогноз ?

*гиперссылка «история изучения парникового эффекта».

Регулярные наблюдения за климатом ведутся уже около ста лет. Шесть самых жарких лет за это время пришлись на восьмидесятые годы: 1980, 1981, 1983, 1986 и 1988г. Эти и другие данные позволили известному климатологу Джеймсу Хансену из Института космических исследований при НАСА (Национальном управлении по аэронавтике и исследованию космического пространства США) заявить в 1988г., что «парниковый эффект» уже ощутим.

Установлено, что содержание углекислого газа в атмосфере за последние 100 лет увеличилось на 25%. За этот период глобальная температура увеличилась примерно на 0,50 Прогностические оценки показывают, что к 2030-2040гг. (при удвоении содержания углекислого газа) на 3-40С (примерно на 0,20С за десятилетие). Примечательно, что шведский физико- химик, лауреат Нобелевской премии Сванте Аррениус еще в 1908г. в своей книге «Образование миров» писал: «Если бы содержание угольной кислоты в воздухе удвоилось, то температура земной поверхности повысилась бы на 40С». Удивительная прозорливость!

*гиперссылка «механизм возникновения парникового эффекта»

По закону сохранения энергии в отсутствии атмосферы тепловой поток от Земли должен был бы совпадать с потоком солнечной энергии, поглощенной поверхностью Земли. Расчеты показывают, что при этом температура поверхности Земли составила бы 5 0С. Тот факт, что реальная температура земной поверхности на 10 0С выше, связан с наличием атмосферы.

Тепловое излучение поверхности Земли также поглощается атмосферой. При этом суммарная теплота, поглощаемая атмосферой, превращается в тепловое излучение, часть которого уходит в космическое пространство, а другая часть направляется обратно на поверхность Земли и оттуда вновь поступает в атмосферу.

Таким образом, атмосфера играет роль фильтра с односторонним пропусканием, за счет чего создается так называемый "парниковый " (оранжерейный, тепличный) эффект, эффект гринхауз . Модель парникового эффекта – это обычный парник, используемый людьми для выращивания каких – либо овощей или фруктов.

В естественных условиях роль пленки (стекла) в парнике играет облако загрязнителей – набора парниковых газов (пары воды, углекислый газ, метан и др.). Длинноволновая солнечная радиация свободно проходит через облако загрязнителей, достигает поверхности земли и нагревает ее. Тепловое коротковолновое излучение поступает от нагретой земли в верхние слои атмосферы, однако облако загрязнителей отражает его и оставляет «тепло» в приземном слое, тем самым повышая его температуру.

*гиперссылка «научные взгляды на парниковый эффект «:

Все, что касается парникового эффекта, глобального потепления климата и др. существует множество во многом противоречивых точек зрения.

Т.Палмер (Великобритания) призывает различать термины "парниковый эффект" и "глобальное потепление"; с его точки зрения, потепление, которое отмечается в последнее десятилетие и включает четыре из пяти самых теплых года за всю историю наблюдений, не связано с изменениями в концентрации диоксида углерода.

Попытаемся немного разобраться в истории возникновения и развития проблемы.

История колебаний климата и оледенения за последние 3 млн. лет приводят к выводу, что при существующем состоянии климатической системы регулятором колебаний служит Антарктический ледниковый покров. С одной стороны, он не позволяет критической пороговой температуре воздуха подняться более чем на 2 0С во время межледниковий, так как, находясь в благоприятных условиях существования у Южного полюса, при общей деградации оледенение всегда сохраняет площадь не менее 10 млн км2. С другой стороны, в периоды развития и наступления ледников его край не может продвинуться далеко, так как открытый океан препятствует этому.

Оригинальная гипотеза известна как пульсационная гипотеза Уилсона. Похолодание может быть связано с особенностями движения Антарктического ледникового покрова. Периодически в пределах этого покрова могут возникать быстро движущиеся потоки льда гигантских размеров, которые выбрасываются в океан, формируют ледник и огромную массу айсбергов. Выброс может составлять несколько миллионов кубических километров льда. увеличение площади ледникового покрова и масса тающих айсбергов приводят к глобальному понижению температуры и служат спусковым механизмом нового цикла оледенения. Зарождение такой пульсации Антарктического ледникового покрова происходит в межледниковья, так как быстрые гигантские потоки льда могут сформироваться только при условии его прогревания. Таким образом, потепление приводит к новому ледниковому периоду…

Астрономическая гипотеза, разработанная в 20-х годах нашего века югославским геофизиком М.Миланковичем. В соответствии с гипотезой Миланковича полушария Земли в результате изменения элементов ее движения могут получать меньшее или большее количество солнечной радиации, что отражается на глобальной температуре. Миланкович выделил три элемента движения. Один -колебания земной оси. Если посмотреть на ось сверху, то оказывается, что она описывает в пространстве круг за время приближительно 25 тыс. лет, т.е. как бы покачивается по отношению к Солнцу. Второй- изменение наклона земной оси по отношению к плоскости орбиты (эклиптики) Земли. Такие изменения происходят с периодичностью 41 тыс. лет и достигают 3 градусов. Третий элемент движения связан с изменением формы орбиты от почти круговой до несколько вытянутой -эллиптической. При этом различие в удалении от Солнца составляет около 5 млн. км. Исследования подтвердили существование трех циклов изменения климатической системы с периодичностью, соответствующей периодичности факторов Миланковича. Наиболее резкие изменения происходили с периодичностью 100 тыс. лет., менее выраженные -с периодичностью 42 тыс. лет, а самые небольшие -24 тыс.лет.

Последний интервал, во время которого мы живем, носит название голоцена (от греч. holos- весь и kainos- новый ; современная геологическая эпоха, составляющая последний, незаконченный отрезок четвертичного периода геологической истории). Этот отрезок времени с начала нынешнего межледниковья, начавшегося 10 тыс. лет назад и по времени соответствуюшего благоприятному для потепления сочетанию факторов Миланковича.

Последние исследования показывают, что современные изменения концентрации углекислого газа и метана немного превышают их рост в прошлом (например, Микулинское межледниковье, 110-140 тыс лет тому назад). В период Микулинского оледенения среднегодовая температура у поверхности Земли была, по крайней мере, на 2 0С выше современной. Поэтому очевидно несоответствие современной относительно низкой среднеглобальной температуры у поверхности Земли и очень высокой концентрации (антропогенных) парниковых газов. Это может означать или отсутствие прямой связи между ростом концентрации парниковых газов и современным потеплением (т.е. его обусловленность естественными причинами), или большую инерционность климатической системы, наличие в ней механизмов сдерживания роста среднеглобальной температуры при увеличении концентрации парниковых газов.

Интересно, что все вулканы Земли ежегодно поставляют в окружающую среду от 130 до 175 млн.т диоксида углерода, а индустриальная деятельность - 22 млрд. т диоксида углерода в год. Самый крупный поставщик диоксида углерода из вулканов -Этна: 25 млн. т /год, что эквивалентно 4 ТЭЦ мощностью по 1 ГВт. Обычно один действующий вулкан дает 1.3 млн. т диоксида углерода.

*гиперссылка «возможные последствия парникового эффекта».

Международная конвенция климатологов в Австрии (1988г.) прогнозировала к 2030-2050гг. повышение температуры на 1.5 -4.5 0С, которое может вызвать подъем уровня океана на 50-100см, а к концу ХХI века   на 2м. Однако есть данные ученых, свидетельствующих тот факт, что во время глобального потепления Антарктическое оледенение не сократилось, а напротив, разрасталось… В наше время, несмотря на глобальное потепление (за столетие- примерно на 0.5-0.60С), снеговая линия в Канадской Арктике, на о.Баффина и на Аляске продвигается к югу, а увеличение мощности Гренландского оледенения должно приводить к падению (а не повышению!) уровня Мирового океана примерно на 0.45 мм /год.

С решительным опровержением утверждений большинства математических моделей, что к середине XXI в. удвоение количества диоксида углерода в атмосфере приведет к повышению средней температуры на Земле в пределах от 1.5 до 4.50С, выступает американский климатолог Д.Линдзен (Массачусетский технологический институт, Кембридж, США). Он утверждает, что через полвека реальные климатические сдвиги либо окажутся близки к нулю, либо едва достигнут 1.5 0С.

Как показывают модельные эксперименты по взаимосвязи изменения концентрации углекислого газа (естественного или искусственного происхождения) и среднегодовой температуры приземного слоя атмосферы четкой зависимости не обнаруживается, тем более необходимо установит, что является причиной, а что следствием .

Температура

--------------------------------------------------------------------------------Годы

Из рисунка видно, что атмосферного углекислого газа ранее было, как правило, значительно больше, чем сейчас, что явилось причиной более теплых, по сравнению с нашим временем, климатических изменений. В последние 100 млн. лет произошло заметное понижение концентрации СО2.

Это означает, по данным М.И.Будыко, возврат к климатическим условиям конца третичного периода, т.е. на несколько миллионов лет назад. В то время климат был более теплым и влажным, растительности было больше, как из-за благоприятного климата, так и из-за повешенного содержания углекислого газа в атмосфере. Таким образом, М.И.Будыко видит определенные положительные стороны глобального потепления климата.

*гиперссылка «международное сотрудничество в области решения проблемы парникового эффекта»:

На международной встрече в Торонто (Канада) в 1988г. ученые и политики предложили в качестве ближайшей цели сокращение выбросов углерода на 20% к 2025г.

На конференции в Рио-де-Жанейро (Бразилия) в 1992г. была принята Конвенция ООН об изменении климата, основным положением которой является международная координация и объединение усилий в борьбе с изменением климата и его неблагоприятными последствиями для планеты.

В 1977г. в Киото (Япония) прошла третья сессия Конференции стран- участниц (более 60 государств), подписавших Конвенцию по климату. Ключевой проблемой для обсуждения была дискуссия о том, можно ли принять требование о сокращении выбросов СО2 к 2008- 2012гг. в среднем на 5% по отношению к выбросам в 1990г.

*гиперссылка «модель парникового эффекта».

В лабораторных условиях модель парникового эффекта можно продемонстрировать следующим образом:

*На дно прозрачной пластмассовой коробки (или небольшого аквариума) насыпать темный грунт (песок или почву) слоем 2-3 см. Увлажнить песок или почву водой.

*Установить в грунт термометр на картонной подставке шариком вверх. Накрыть коробку прозрачной крышкой (стеклом). Установит лампу в 20-30 см над сосудом, таким образом, чтобы свет падал на шарик термометра.

Включая и выключая лампу фиксируем изменения температуры в течение определенного времени и фиксируем количественное подтверждение парникового эффекта.











База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал