Довгострокові зміни клімату, а також короткочасні коливання та мінливість мають значний вплив на обидва природний а нещодавно також антропогенні впливи. Серед важливих природних факторів ми можемо віднести (i) зміни інтенсивності сонячної радіації, (ii) зміни орбітальних параметрів планети Земля, (iii) зміни в розподілі материків та океанів, (iv) земля океанічних течій, (в) інтенсивна вулканічна діяльність і (vi) впливає на великі астероїди або комети.

парникових газів

Природні фактори, що впливають на зміну клімату

(i) Інтенсивність сонячного світла

Ключовим джерелом енергії для Землі є Сонце. Порівняно невеликі зміни енергії, що падає від Сонця на поверхню Землі, можуть спричинити кліматичні зміни на Землі. Одним з найкраще задокументованих проявів сонячної активності є т. Зв 11-річний сонячний цикл. У момент появи більшої кількості сонячних плям кількість енергії, яку випромінює Сонце, збільшується. Ця зміна не є незначною, особливо в спектральній області з найменшими довжинами хвиль випромінювання (область УФ-спектру). Інтенсивність сонячного циклу змінюється з часом. У період 1645 - 1715 років на Сонці майже не спостерігалося сонячних плям (мінімум сонячної активності Маундера), і в цей період також було зафіксовано зниження глобальної температури Землі (Малий льодовиковий період). Механізм, за допомогою якого довгострокові зміни сонячної активності можуть вплинути на клімат Землі, поки не відомий.

(ii) Зміни параметрів орбіти Землі

Небесна механіка дає можливість точно розрахувати, як змінюються астрономічні параметри Землі завдяки розташуванню планет в Сонячній системі - формі її орбіти навколо Сонця, нахилу осі обертання та напрямку в просторі. Вплив періодичних змін цих параметрів на клімат Землі вперше усвідомив сербський учений Мілутін Міланкович (Прибулова, 2004).

На земній осі також показано т. Зв прецесійний рух, що викликає періодичні зміни свого напрямку (період прецесійного циклу земної осі становить близько 23 тис. років). В даний час північна півкуля ближче до Сонця в січні через цикл прецесії, а більш віддалена в липні. Якби інші астрономічні параметри не змінювались, то в північній півкулі, у північній півкулі, ми були б далі від Сонця взимку, що збільшувало б різницю між зимою та літом. Зміни всіх астрономічних параметрів працюють одночасно. Сучасна сузір’я параметрів Міланковіча сприяє глобальному охолодженню (Прибулова, 2007).

(iii) Зміни в розподілі материків та океанів

Вивчаючи клімат Землі протягом її геологічного періоду, необхідно враховувати зміни в розподілі океанів і континентів, які відбулися в минулому і все ще відбуваються. Теорія тектоніки континентальних плит (теорія континентального дрейфу) передбачає, що поверхня Землі утворена плитами землі, що ковзають по рідкому субстрату. Під час цього руху одні плити материків віддаляються одна від одної, інші ковзають одна під одною. Концентрація великих континентальних областей в Арктиці та помірному поясі забезпечує кращі умови для глобального зледеніння, розподіл континентів також впливає на циркуляцію океану і, отже, побічно клімат, формування гір впливає на регіональну циркуляцію атмосфери, що може відобразитися на глобальному клімат (високі гори в помірному та полярному поясах також дозволяють швидше формувати континентальні льодовики), межі між континентальними плитами є зонами з інтенсивною вулканічною активністю.

(iv) Зміна океанічного потоку

(v) Інтенсивна вулканічна активність

(vi) Вплив астероїдів і комет

На першому етапі розвитку Землі були дуже поширені. 65 міл років на кордоні Крейдового та Третинного періодів сталася катастрофа внаслідок удару комети (діаметром близько 10 км) поблизу півострова Юкатан у Мексиці. Викинутий в результаті удару матеріал затьмарив сонце, температура на кілька місяців опускалася нижче нуля і утворювались величезні хвилі - цунамі. Це спричинило вимирання багатьох видів тварин.

Людський фактор

Кліматична система Землі суттєво змінилася за останні роки, і ці зміни головним чином пояснюються впливом людини - особливо збільшенням викидів парникових газів - в результаті глобального потепління ґрунтових шарів атмосфери.

Атмосфера являє собою суміш газів, відносна частка яких не змінюється до висоти 100 км над земною поверхнею. Деякі з цих газів мають великий вплив на т. Зв енергетичний баланс атмосфери Землі - це т. зв. парникові гази - своїми фізичними властивостями вони утримують на Землі тепло сонячних променів - це т. зв. парниковий ефект.

Парниковий ефект - це природне явище, яке дозволяє жити на Землі. Таким чином, причиною глобального потепління є не існування парникового ефекту, а його посилення за рахунок збільшення концентрації парникових газів внаслідок діяльності людини. Викидні парникові гази захоплюють і повертають на земну поверхню більшу частину випроміненого інфрачервоного випромінювання, ніж у випадку природного парникового ефекту.

Діяльність людини збільшує кількість газів в атмосфері, особливо СО2, метану та закису азоту. Щорічно в атмосферу викидається майже 10 мільярдів тонн викопного вуглецю. Біосфера не передбачала такого напливу, і вона не може повернути його до підземних водойм так швидко, як скам’янілі. Це є основною причиною того, що концентрація СО2 та метану в атмосфері зростає суттєво паралельно обсягу споживання викопного вуглецю різними видами діяльності людини (рис.). Як індивідуальна діяльність людини впливає на збільшення концентрації СО2 у земній корі? Спалення викопного палива додало близько 6 Гт вуглецю в атмосферу у другій половині 1990-х років. З тих пір вона неухильно зростала.

Згідно з доповіддю Європейського агентства з охорони навколишнього середовища (2005 р.), Сьогодні в атмосферу щорічно викидається до 25 млрд. Тонн СО2 (на сьогодні навіть більше). На даний момент половину цієї кількості можна розбити океанами. Розвинені країни є основними факторами, що сприяють збільшенню концентрації СО2, більшість із них США (понад 30%), за ними йдуть Західна та Центральна Європа (майже 28%), потім Азія (без Росії) і лише 14%.

Він також поступово збільшується, щоб збільшити концентрацію СО2 у повітрі палаючі ліси. Це також зменшує ємність поглиначів CO2. У помірному поясі площа лісів не зменшується, необхідно знати, що тропічні ліси є не лише біоцентрами життя, але й важливими поглиначами СО2 і, отже, стабілізаторами клімату. Нинішні їхні нічні 20-24 мільйони. га на рік, таким чином опосередковано збільшується концентрація СО2 в атмосфері. За науковими оцінками, це постійне збільшення СО2 в атмосфері відповідає приблизно за 70% від підвищення температури земної поверхні. Інші гази, які знаходяться в атмосфері у значно менших концентраціях, також є значними. Сюди входять метан, закис азоту та хлорфторуглероди.

Метан відповідає за приблизно 20% загального потепління. Це основний компонент природного газу, відомий як грязьовий газ. Людина сприяла збільшенню його концентрації в повітрі, особливо завдяки видобутку викопного палива, розподілу нафти, природного газу та розвитку скотарства - метан виробляється в його травному тракті шляхом бродіння. Меншою мірою метан витікає з муніципальної каналізації та звалищ, а також виділяється під час спалення біомаси. Він залишається в тропосфері від 9 до 15 років, при цьому одна молекула CH4 захоплює до 23 разів більше тепла, ніж молекула CO2. Закис азоту (N2O) може потрапити в стратосферу, де пошкоджує озоновий шар. Це ефективний парниковий газ у тропосфері, тривалість його життя в повітрі становить близько 120-150 років. Його молекула зберігає приблизно в 296 разів більше тепла, ніж молекула СО2. Джерелом цього газу є хімічна промисловість, сільське господарство, відходи тваринництва, багате на азот викопне паливо, навіть каталітичні нейтралізатори в автомобілях.

Озон також є важливим парниковим газом. З 1750 р. Його концентрація зросла приблизно на третину. Виробництво озону на ґрунті демонструє великі регіональні відмінності. Синтетичні парникові гази - ХФУ є речовинами, які руйнують озоновий шар, а також є важливими парниковими газами. Це синтетичні речовини, які в природі не зустрічаються в природі. Вони рятуються від витрат холодоагенту старих холодильників та кондиціонерів. Їх джерелом є також випаровування миючих засобів та розчинників. Вони залишаються в тропосфері від 10 до 20 років, за цей час вони ефективно вловлюють інфрачервоне випромінювання, що випромінюється земною поверхнею. Одна молекула фреону захоплює від 900 до 8300 разів більше тепла, ніж молекула СО2. Глобальне потепління є неоднорідним явищем - Північний та Південний полюси потеплішають швидше, ніж екваторіальні регіони, тоді як континенти потеплішають швидше, ніж океани.

За даними МГЕЗК, є дані, що зміна клімату вже розпочалася. Клімат Землі природно змінюється, що ускладнює визначення ефекту збільшення концентрації парникових газів. Однак тенденція підвищення глобальної температури збігається з тенденцією, передбаченою комп'ютерним кліматичним моделюванням. Дуже малоймовірно, що підвищення температури буде спричинене виключно природними змінами. Хоча кілька невизначеностей залишаються, кліматологи вважають, що вагомість доказів підтверджує теорію впливу людської діяльності на клімат.

Очевидно, що останні два десятиліття були найтеплішими за минуле тисячоліття, рівень моря підвищується, а характер опадів змінюється. Арктичний лід скорочується, а частота та інтенсивність явища Ель-Ніньо зростають. Світ страждає від хвиль спеки, посухи, повені та екстремальних погодних явищ у багатьох місцях, що призводить до величезної шкоди людським життям та майну. Незважаючи на те, що окремі екстремальні події не можуть бути безпосередньо пов'язані із техногенними змінами клімату, виникнення та масштаби цих подій більш вірогідні в умовах більш теплого клімату.