Антропогенная деятельность

              В соответствии со сверхдолгосрочными климатическими прогнозами ведущих климатологов мира можно ожидать общее повышение глобальной температуры воздуха к концу текущего столетия более чем на 4°С. Такое мощное изменение климата Земли, если оно произойдет, будет впервые за последние 70 тысяч лет.

Рис. 3.1. Динамика глобального потепления, зафиксированная

метеостанциями (http//climaty.ru)

3.2. Глобальное потепление

              В настоящее время наблюдаемое постепенное повышение среднегодовой температуры, начиная со второй половины прошлого века, большинство ученых связывают с накоплениями в атмосфере так называемых «парниковых газов» - диоксида углерода (), метана (), хлорфторуглеродов (фреонов), озона (О3), оксидов азота и другие.

Следствием увеличения концентрации этих газов в атмосфере, создающих «парниковый эффект» является рост средней глобальной температуры воздуха у земной поверхности.

Земная поверхность, как и любое физическое тело, излучает тепло - чем выше температура, тем сильнее излучение. Но тепловое излучение не может уйти в космос просто так - по дороге он частично поглощается атмосферой, а точнее говоря, содержащимися в ней парниковыми газами. Важнейшие из них - это водяной пар, углекислый газ и метан. Эти газы, в свою очередь, излучают поглощенное ими тепло равномерно во всех направлениях - в том числе и назад, к поверхности Земли. В результате земная поверхность получает дополнительную порцию теплового излучения, которое поступает не только от Солнца, но еще и от парниковых газов. Чтобы баланс излучений не нарушился, земная поверхность должна излучать больше тепловой энергии, то есть сильнее нагреваться. В этом и заключается парниковый эффект.

Парниковый эффект - это вполне естественное явление: ведь водяные пары, углекислый газ и метан всегда присутствовали в земной атмосфере в качестве ее природных компонентов.

Причина беспокойства по поводу глобального потепления заключается в том, что этот природный механизм искусственно усиливается человеком. Поскольку парниковый эффект обеспечивает разницу температур в целых 33 градуса, то даже самое незначительное в процентном отношении его усиление способно привести к потеплению климата сразу на несколько градусов. (Ш. Рамстроф, Х.Й. Шельнхубер «Глобальное изменение климата»)

Глобальное потепление объясняется комплексом причин, как человеческого, так и естественного происхождения.

              Современные исследования показывают наличие долговременных климатических циклов, которые в четвертичном периоде приняли форму периодических оледенений. Причем настоящее время приходится на межледнековье. В межледниковые периоды содержание в атмосфере было на 25%, а метана - на 100% больше, чем в ледниковую эпоху. Причем неясно, что было причиной, а что следствием. Известно, что сокращение площади оледенения влияет на биогеохимические циклы: увеличивается масса живых организмов и ускоряется разложение органического вещества. Эти же процессы воздействуют на газовый состав воздуха, и следовательно, на парниковый эффект, способны через него влиять на глобальный климат и оледенение. Установлена также зависимость между оледенением и тектонической деятельностью из-за перераспределения масс вещества земной коры и изменением площади океанов и биологической активностью морских организмов (Селиверствов, Бобков, 2004).

Среди основных естественных причин изменения климата и глобального потепления можно выделить: изменение орбиты Земли, изменение солнечной активности, вулканические выбросы и парниковый эффект.

Основные антропогенные причины, вызывающие глобальное потепление: сжигание человеком все большего количества ископаемого топлива: нефти, газа, угля и др. (ежегодно более 9 млрд. тонн условного топлива) - следовательно концентрация в атмосфере постоянно увеличивается. За счет выбросов в атмосферу при промышленном производстве и в быту растет содержание фреонов (хлорофторуглеродов).

Также существует множество других гипотез, объясняющие изменение температуры.

Эксперты ООН считают, что наибольшая доля потепления за последние 50 лет вызвана именно деятельностью человека, в первую очередь выбросом газов, вызывающих «парниковый эффект», углекислого газа и метана. При этом, те же эксперты признают, что в некоторых районах Земли температура воздуха может и понизится, то есть потепление не такое уж и глобальное.

Однако относительно глобального потепления, есть и другие мнения. Ссылаясь на данные собственного наблюдения, некоторые исследователи атмосферы Земли считают, что глобальное потепление - это миф, имеющий цель остановить или замедлить научно-технический прогресс.

Часть этих исследователей вообще отрицает возможность влияния людей на глобальные процессы на Земле, а часть не отрицает некоторого влияния людей, но не согласна с тем, что всему причина выбросы «парниковых» газов.

Ведущие ученые рада стран, в том числе и России указывают на то, что главной опасностью для экологии Земли и причиной в том числе глобального потепления являются не выбросы «парниковых» газов, а вырубка тропических лесов, в которых живут две третьи всех видов растений и животных, является действительно глобальной и серьезной угрозой для человечества.

Российский физик В.Г.Горшков утверждает, что изменения климата вызваны не «парниковыми» газами, а нарушением глобального механизма влаго-теплопереноса, обеспечивающего растительность планеты.

Академик РАН А.П.Капица считает вклад человечества в климатические изменения на Земле вообще несущественными, в сравнении с гидрофизическими и космическими факторами.

Геологические изыскания  показывают, что в истории Земли после появления жизни на ней были разные периоды - и глобальные потепления и глобальные похолодания, что вызвало вымирание некоторых видов. Однако жизнь на Земле приспособилась к этим изменениям (http://news.bbc.co.uk).

3.3. Разрушение озонового слоя

В последние десятилетия стала актуальной проблема разрушения озонового слоя. Озоновый слой расположен в стратосфере на высоте от 12 до 50 км (наибольшая плотность на высоте около 23 км). Несмотря на то, что концентрация озона в атмосфере меньше 0,0001%, озоновый слой полностью поглощает губительное для всего живого коротковолновое излучение.

Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание широкой общественности в 1985 году, когда над Антарктидой было обнаружено пространство с понижением (до 50% ) содержанием озона.

Согласно наблюдениям, содержание озона в атмосфере в конце 20 века уменьшилось, достигнув над некоторыми районами (особенно в Арктике и Антарктике) минимальных концентраций, известных как «озоновые дыры». Исчезновение озонового слоя, не пропускающего к земной поверхности жесткое ультрафиолетовое излучение (Селиверстов, Бобков, 2004).

Долгое время озоновый слой стремительно истощался из-за деятельности человека. Вот основные причины его истончения:

1)            Во время запуска космических ракет в озоновом слое буквально «выжигаются» дыры. Эти дыры существуют довольно долгое время.

2)            Самолеты, летающие на высотах 12-16 км, также приносят вред озоновому слою, тогда как летающие ниже 12 км, напротив способствуют образованию озона.

3)            Выброс в атмосферу фреонов.

Но однозначного объяснения разрушению озонового и слоя пока нет. Некоторые ученые полагают, что это лишь одна из стадий естественных природных колебаний. Причины возникновения «озоновой дыры» они видят в естественной изменчивости озоносферы, циклической активности Солнца, другие связывают эти процессы с рифтогенезом и дегазацией Земли. Другие ученые не исключают техногенного происхождения «озоновых дыр». Установлено, что озон разрушается фреонами, поэтому на международном уровне принято решение об ограничении их использования.

По данным международной экологической организации «Гринпис», основными поставщиками фреонов являются США - 30,85%, Япония - 12,42%, Великобритания - 8,62% и Россия – 8,0%.

Рис.3.3. Динамика изменения среднегодовых концентраций озона по годам 1999-2006 (www.mosecom.ru)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

              В ходе  работы были получены следующие результаты:

1. Глобальные процессы образования и движения живого вещества в биосфере связаны и сопровождаются круговоротом вещества и энергии.

С появлением и развитием человечества процесс эволюции заметно видоизменился. На ранних стадиях цивилизации вырубка и выжигание лесов для земледелия, выпас скота, промысел и охота на диких животных, войны опустошали целые регионы, приводили к разрушению растительных сообществ, истреблению отдельных видов животных. По мере развития цивилизации, особенно после промышленной революции конца средних веков, человечество овладевало все большей мощью, все большей способностью вовлекать и использовать для удовлетворения своих растущих потребностей огромные массы органического, минерального и костного веществ.

Настоящие изменения в географической оболочке начались в XX веке в результате очередной промышленной революции. Бурное развитие энергетики, машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности населения. Последствия антропогенной деятельности проявляется в истощении природных ресурсов, загрязнения биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов.

В соответствии с плотностью населения меняется и степень воздействия человека на окружающую среду. При современном уровне развития производительных сил деятельность человеческого общества сказывается на биосфере в целом.

2. Глобальные изменения в географической оболочке в настоящее время рассматриваются как результат естественных тенденций эволюции планеты и антропогенных воздействий. Естественные изменения до сих пор преобладают в географической оболочке и играют главную роль в функционировании и изменении окружающей среды. Например, исследования природного и антропогенного поступления различных газов в атмосферу убеждают в подчиненности последнего. Природные загрязнения в виде пылегазовых вулканических выделений в активном состоянии проникают не только в нижние слои атмосферы, тогда как менее активные проявления промышленные выбросы рассредоточиваются лишь в нижней части атмосферы.  В общем, выбросы человеком  загрязняющих веществ в атмосферу велики, но в сравнении с масштабами Земли они не представляют катастрофической угрозы. Некоторые явления (нарушение газового баланса и связанные с ним изменения парникового эффекта) имели место и в прошлом, но были вызваны другими причинами. Исходя из этого можно сделать вывод о том, что естественное загрязнение воздуха, вызванное природными процессами, превосходит антропогенное.

На основе переоценки роли каждого фактора в глобальных изменениях окружающей среды можно сделать вывод о том, что в настоящее время естественные силы развития явно превосходят антропогенные, значение которых существенно, но не катастрофично для географической оболочки. Последняя в прошлом неоднократно переживала состояние, близкие к современным, всегда сохраняя свое изменчивое разнообразие.

3. Чаще всего человек изменяет географическую оболочку не сознательно, а через непредвиденные последствия. Причем эти внедрения направлены не на все составляющие географической оболочки, а только на необходимые людям компоненты (лес, почву, сырье и др.). Таким образом, существуют только очаги изменений, хотя подчас очень значительные и серьезные, и несмотря на то, что активность людей возрастает, природа все еще развивается главным образом под воздействием естественных процессов. Поэтому в настоящее время следует говорить об отдельных участках географической оболочки, где естественная среда в значительной степени изменена и развивается под воздействием регулируемых человеком процессов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Геренчук К.И., Боков В. А., Черванев И.Г. Общее землеведение. – М.: Высшая школа, 1984

2. Григорьев А. А. Закономерности строения и развития географической среды. Избранные теоретические работы. – М., 1966

3. Короновский Н.В., Ясманов Н.А. Геология. – М.: Академия, 2002. – 448с.

4. Котлов Ф. В. Изменение геологической среды под влиянием деятельности человека. – М.: Недра, 1978. – 263с.

5. Мильков Ф.Н. Общее землеведение. - М.: Высшая школа, 1990

6. Савцова Т.М. Общее землеведение. – М.: Академия, 2003  

7. Селиверстов Ю.П., Юобков А.А. Землеведение. – М.: Академия, 2004. – 304с.

8. Современные глобальные изменения природной среды: 2 т / МГУ им. М.В.Ломоносова. РАЕН; Отв.ред. Н.С.Касимов, Р.Г.Клиге. – М.: Научный мир, 2006. – 776с.

9. Рамстроф Ш., Шельнхубер Х. Й. Глобальное изменение климата: диагноз, прогноз, терапия; пер. с нем. Д.К.Трубчанинова. – М.: ОГИ, 2009. – 272с.

10. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. – М.: Мысль, 1990. – 639с.

Электронные ресурсы

1. Изменение климата и глобальное потепление. http://climaty.ru

2. Грачев Н.Н., Шевцов М.А. Понятие системы и ее свойства. http://grachev.distudy.ru

3.Основные закономерности географической оболочки. http://academout.ru

4. Официальный сайт государственного природоохранительного учреждения «Мосэкомониторинг». http://www.mosecom.ru

5. Официальный сайт ВВС. http://news.bbc.co.uk

6. Экология окружающей среды. http://www.eco-mir.net

7. Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения. http://ecoproblems.com

8. http://www.solar-und-winderenergie.de

2