Почему происходит изменение климата?

Причины изменения климата

Деятельность человека является движущей силой тенденции глобального потепления, наблюдаемой с середины 20 века.

ВЫВОДЫ:

• Парниковый эффект необходим для жизни на Земле, но антропогенные выбросы (вызванные деятельностью человека) в атмосферу задерживают и замедляют потери тепла в космос.
• Пятью ключевыми парниковыми газами являются – углекислый газ (CO2), закись азота, метан, хлорфторуглероды и водяной пар.
• Хоть Солнце играло определенную роль в прошлых климатических изменениях, имеющиеся данные показывают, что нынешнее потепление не может быть объяснено Солнцем.

Увеличивающиеся парниковые газы нагревают планету

Ученые связывают тенденцию глобального потепления, наблюдаемую с середины 20-го века, с распространением человеком “парникового эффекта” — потепления, возникающего в результате того, что атмосфера задерживает тепло, излучаемое с Земли в космос.

Анимация парникового эффекта. Источник: NASA/JPL-Caltech

Жизнь на Земле зависит от энергии, поступающей от Солнца. Около половины световой энергии, достигающей атмосферы Земли, проходит через воздух и облака к поверхности, где она поглощается и излучается в виде инфракрасного тепла. Около 90% этого тепла затем поглощается парниковыми газами и повторно излучается, замедляя потери тепла в космос.

Четыре основных газа, способствующих парниковому эффекту:

Нечто, воздействующее на климат Земли, вызывающее изменение того, как энергия проходит через него (например, газы, задерживающие тепло в течение длительного времени, также известные как парниковые газы). Эти газы замедляют выделение тепла в атмосферу и вызывают нагрев планеты.

Углекислый газ

Очень важный компонент атмосферы, углекислый газ (CO2) выделяется в результате естественных процессов (таких как извержение вулканов) и в результате деятельности человека, таких как сжигание ископаемого топлива и вырубка лесов. Деятельность человека увеличила количество углекислого газа в атмосфере на 50% с начала промышленной революции (1750 г.). Этот резкий рост выбросов углекислого газа является самой важной причиной изменения климата за последнее столетие.

Метан

Как и многие атмосферные газы, метан поступает как из природных, так и из антропогенных источников. Метан образуется в результате распада растительного вещества на водно-болотных угодьях, а также выделяется на свалках и при выращивании риса. Домашние животные выделяют метан в результате своего пищеварения и навоза. Утечки при добыче и транспортировке ископаемого топлива являются еще одним основным источником метана, а природный газ на 70-90% состоит из метана. Как отдельная молекула, метан является гораздо более эффективным парниковым газом, чем углекислый газ, но гораздо реже встречается в атмосфере. Количество метана в нашей атмосфере увеличилось более чем вдвое по сравнению с доиндустриальными временами.

Оксид азота

Мощный парниковый газ, образующийся в результате ведения сельского хозяйства, оксид азота выделяется при производстве и использовании коммерческих и органических удобрений. Оксид азота также образуется в результате сжигания ископаемого топлива и сжигания растительности, и за последние 100 лет его количество увеличилось на 18%.

 

Хлорфторуглероды

Эти химические соединения не существуют в природе – они полностью промышленного происхождения. Они использовались в качестве хладагентов, растворителей и топлива для баллончиков. Международное соглашение, известное как Монреальский протокол, теперь регулирует использование хлорфторуглеродов, поскольку они наносят ущерб озоновому слою. Несмотря на это, выбросы некоторых видов хлорфторуглеродов резко увеличивались в течение примерно пяти лет из-за нарушений международного соглашения. Как только участники соглашения призвали к немедленным действиям и усилению контроля, выбросы резко сократились, начиная с 2018 года.

Еще один газ, способствующий парниковому эффекту:

Водяной пар

Водяной пар является наиболее распространенным парниковым газом, но поскольку потепление океана увеличивает его количество в нашей атмосфере, он не является прямой причиной изменения климата. Скорее, по мере того, как другие воздействия (например, углекислый газ) изменяют глобальную температуру, водяной пар в атмосфере реагирует, усиливая уже начавшееся изменение климата. Водяной пар увеличивается по мере потепления климата Земли. Облака и осадки (дождь или снег) также реагируют на изменения температуры и также могут быть важными механизмами обратной связи.

Газы, такие как водяной пар, которые физически или химически реагируют на изменения температуры, называются “ответными реакциями”.

Деятельность человека является причиной увеличения концентрации парниковых газов

За последнее столетие сжигание ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть, привело к увеличению концентрации углекислого газа в атмосфере (CO2). Это увеличение происходит потому, что в процессе сжигания угля или нефти углерод соединяется с кислородом в воздухе, образуя CO2. В меньшей степени расчистка земель для сельского хозяйства, промышленности и других видов человеческой деятельности привела к увеличению концентрации парниковых газов.

Промышленная деятельность, от которой зависит наша современная цивилизация, привела к повышению уровня углекислого газа в атмосфере почти на 50% с 1750 года. Это увеличение связано с деятельностью человека, поскольку ученые могут видеть характерный изотопный отпечаток в атмосфере.

В своем шестом оценочном докладе Межправительственная группа экспертов по изменению климата, в состав которой входят научные эксперты из стран всего мира, пришла к выводу, что увеличение содержания углекислого газа, метана и закиси азота в атмосфере в индустриальную эпоху является результатом деятельности человека и что влияние человека является основной движущей силой многих изменений, наблюдаемых в атмосфере, океане, криосфере и биосфере.

«С тех пор как в 1970-х годах начались систематические научные оценки, влияние деятельности человека на изменение климата на Замле превратилось из теории в установленный факт.»

– Межправительственная группа экспертов по изменению климата.

Доклад Рабочей группы I (WGI) группы AR6 доступен по адресу https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/

Доказательства показывают, что текущее глобальное потепление нельзя объяснить солнечным излучением

Ученые используют показатель, называемый «Общей солнечной радиацией (ОСР)», для измерения изменений в энергии, которую Земля получает от Солнца. ОСР включает в себя 11-летний солнечный цикл и солнечные вспышки / бури с поверхности Солнца.

Исследования показывают, что солнечная изменчивость сыграла определенную роль в прошлых климатических изменениях. Например, снижение солнечной активности в сочетании с усилением вулканической активности помогло спровоцировать Малый ледниковый период.

На приведенном выше графике сравниваются глобальные изменения температуры поверхности (красная линия) и солнечная энергия, получаемая Землей (желтая линия) в ваттах (единицах энергии) на квадратный метр с 1880 года. Более светлые / тонкие линии показывают годовые уровни, в то время как более толстые линии показывают средние тенденции за 11 лет. Средние значения за одиннадцать лет используются для уменьшения естественных помех в данных от года к году, что делает основные тенденции более очевидными.

Количество солнечной энергии, получаемой Землей, следует естественному 11-летнему солнечному циклу небольших взлетов и падений без чистого увеличения с 1950-х годов. За тот же период глобальная температура заметно повысилась. Поэтому крайне маловероятно, что Солнце вызвало наблюдаемую тенденцию глобального потепления температуры за последние полвека. Фото: NASA/JPL-Caltech

Но несколько линий показывают, что нынешнее глобальное потепление нельзя объяснить изменениями солнечной энергии:

• С 1750 года среднее количество энергии, получаемой от Солнца, либо оставалось постоянным, либо незначительно увеличивалось.
• Если бы более активное Солнце вызвало потепление, ученые ожидали бы более высоких температур во всех слоях атмосферы. Вместо этого они наблюдали похолодание в верхних слоях атмосферы и потепление на поверхности и в нижних слоях атмосферы. Это связано с тем, что парниковые газы замедляют потерю тепла из нижних слоев атмосферы.
• Климатические модели, включающие изменения солнечной радиации, не могут воспроизвести наблюдаемый температурный тренд за последнее столетие или более без учета увеличения выбросов парниковых газов.

Источник: https://climate.nasa.gov/causes/

Перевод: Проект “Наша планета”