Природные катастрофы

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. КЛИМАТ 4
1. Факторы, влияющие на климат 4
2. Изменения климата за миллионы лет 5
3. Климат голоцена 7
2. КАТАСТРОФЫ 10
1. Виды катастроф 10
2. Крупнейшие природные катастрофы 11
1. Цунами………………………………………………………………………11
2. Землетрясения…………………………………………………………….13
3. Ураганы и смерчи……………………………………………………….15
3. ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ 17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 21

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 22

ВВЕДЕНИЕ

Наша планета существует уже 4,5 млрд. лет. Весь этот огромный интервал времени на ее поверхности постоянно происходили сложные физико-химические процессы, возникла жизнь, сформировалась атмосфера, содержащая кислород, развились сложно организованные животные и растения. Все эти изменения происходили очень медленно, растягиваясь на сотни миллионов лет.

Но на фоне постепенных (эволюционных) процессов случались и явления катастрофического характера, вызванные силами, таившимися в глубинах Земли или действовавшими из космоса. Эти изменения оказывали значительное влияние на всю живую и неживую природу земли, а самые сильные из них, буквально, в мгновение делили жизнь планеты на «до» и «после».

В наше время природные катастрофы остаются одной из главных проблем существования человечества и, по этому, данную проблему мы считаем актуальной в рамках различных наук о природе.

Цель данной работы: исследовать климат на планете земля и рассмотреть крупнейшие природные катастрофы.

Достижение данной цели требует выполнения следующих задач:

1. Дать определение понятию «климат», исследовать его изменения за миллионы лет.
2. Рассмотреть феномен глобального потепления.
3. Дать определение понятию «катастрофа». Определить виды катастроф.
4. Рассмотреть крупнейшие природные катастрофы.
5. Рассмотреть явления «глобального потепления» и «парникового эффекта».
 

1. КЛИМАТ

Климат – многолетний режим погоды какой-нибудь местности, одна из ее основных географических характеристик, [4].

Климат нашей планеты неоднократно претерпевал невероятные изменения. Во времена мелового периода (от 140 до 65 миллионов лет тому назад) гигантские ящеры бродили даже в арктических широтах, а содержание СО2 в атмосфере было во много раз выше, чем сейчас. Затем Земля начала постепенно остывать, и теперь на ней каждые два-три миллиона лет ледниковые эпохи чередуются с межледниковыми (интергляциалами). В периоды оледенения гигантские глетчеры продвигались далеко на юг, покрывая значительную часть современной Германии, а наши предки населяли оледеневшие степи бок о бок с мохнатыми мамонтами. В разгар нынешнего межледниковья  - продолжающейся последние 10 000 лет эпохи голоцена – внезапно высохла и превратилась в пустыню Сахара. Так отчего же происходят такие изменения, что влияет на климат нашей Планеты.

1. Факторы, влияющие на климат. В целом климат нашей планеты является результатом простого энергетического баланса: излучаемая Землей тепловая радиация в среднем должна равняться поглощенному солнечному излучению. Если этот баланс нарушается, изменяется и климат. Например, если поглощенная энергия больше излученной, климат начинает теплеть, до тех пор пока возрастающее за счет этого тепловое излучение не уравновесит поступающее от Солнца излучение и не установится новый баланс. Здесь действует простой закон сохранения энергии: поступающее к Земле солнечное излучение за вычетом отраженной составляющей равняется исходящему от Земли тепловому излучению. Океан и атмосфера распределяют тепло внутри климатической системы и играют важную роль в формировании регионального климата, [1].

Изменения климата являются следствием изменений вышеописанного баланса. Они могут быть вызваны тремя основными причинами. Во-первых, может варьироваться интенсивность солнечного излучения – вследствие изменения земной орбиты или процессов, протекающих на самом Солнце. Во-вторых, может меняться процент излучения, отражаемого в космос. Эта величина — альбедо — в условиях современного климата составляет 30%. Она зависит от облачности, яркости земной поверхности, то есть от размеров ледового покрова, объемов землепользования и от географического распределения континентов. Наконец, в-третьих, исходящее тепловое излучение зависит от содержания в атмосфере теплопоглощающих газов (часто именуемых парниковыми газами) и аэрозолей (то есть взвешенных в воздухе мелких частиц). Все эти факторы играют немалую роль в истории потеплений и похолоданий. При этом в одну эпоху преобладающее значение может иметь один из них, а в другую — другой. Какой именно фактор несет ответственность за то или иное изменение, приходится выяснять в каждом конкретном случае. Универсального ответа на все случаи (например, будто бы изменение климата всегда зависит от солнца или от содержания СО2) не существует.

По счастью, вычислять климатологические величины (а это всегда усредненные значения) гораздо проще, чем составлять прогноз погоды: погода стохастична и сильно зависит от случайных колебаний, а климат — практически нет. Давайте представим себе кастрюлю с бурлящим кипятком: прогноз погоды подобен попытке определить, в каком месте появится следующий пузырь. Зато климатолог сказал бы, что средняя температура кипящей воды при нормальном давлении составляет 100 °С, а в горах на высоте 2500 м в условиях более низкого давления (то есть при изменившихся краевых условиях) — только 90 °С. Поэтому количественное понимание изменений климата в прошлом (или просчет сценариев в будущем) — дело вовсе не безнадежное, и за последние годы в этой области удалось добиться немалых успехов, [1].

2. Изменения климата за миллионы лет. Обратимся к последнему полумиллиарду лет. Чем ближе к современности, тем большей информацией о климатических условиях на Земле мы располагаем. Нам известно расположение континентов и океанов за последние 500 миллионов лет, а по данным осадочных пород нам удается хотя бы в общих чертах реконструировать и изменения климата, происходившие в это время. Холодные климатические фазы с оледенением чередовались в это время с теплыми, при которых Земля освобождалась от ледяного покрова.

На основании имеющихся данных можно приблизительно восстановить и график изменений концентрации СО2 в атмосфере за этот период (приложение 1 рис. 1). Ученые исходят из того, что колебания этой величины были обусловлены вышеописанным круговоротом углерода. Дело в том, что скорость, с которой дрейфуют континенты, непостоянна: через нерегулярные промежутки времени они сталкиваются друг с другом, образуя нагромождения горных массивов. При этом интенсивность выветривания резко возрастает. За счет этого колеблется и скорость, с которой СО2 выделяется из земной коры в атмосферу и затем снова поглощается из атмосферы. Тем самым меняется и концентрация СО2 в воздухе.

Наши данные свидетельствуют о двух фазах с низким содержанием СО2: это новейшая эпоха в истории климата протяженностью в несколько миллионов лет, а также период около 300 миллионов лет тому назад. В остальное время содержание СО2 было, как правило, существенно более высоким — более 1000 ррт (ррт означает одну миллионную долю). На графике (приложение 1 рис. 1) представлено также широтное продвижение ледяного покрова Земли, реконструируемое на основании геологических данных. Периоды роста ледников совпадают с фазами низкой концентрации СО2. В периоды с высокой концентрацией СО2 Земля в значительной степени освобождалась от ледяного покрова, [1].

Одной из подобных теплых фаз был меловой период (от 140 до 65 миллионов лет назад). В то время динозавры жили даже в полярных широтах — это показывают палеонтологические находки, сделанные, например, на Шпицбергене и Аляске. С тех пор содержание СО2 в атмосфере медленно, но верно снижалось, пока два или три миллиона лет тому назад на Земле не начался новый ледниковый период, в условиях которого мы и живем. Даже в самые теплые фазы этого ледникового периода, как, например, нынешний голоцен, лед полностью не исчезает: им и сейчас покрыты оба полюса. Во время холодных фаз ледникового периода гигантский ледяной панцирь сковывал значительную часть континентов Северного полушария.

3. Климат голоцена. В завершение нашего небольшого путешествия по истории климата давайте обратимся к голоцену — межледниковому периоду, в котором человечество живет уже 10 000 лет. Для голоцена характерен не только теплый, но и сравнительно стабильный климат. Многие ученые полагают, что именно благодаря относительной стабильности климата в период голоцена около 10 000 лет тому назад человек изобрел сельское хозяйство и перешел к оседлому образу жизни. Впрочем, около 8200 лет тому назад имела место еще одна внезапная, хотя и довольно слабая фаза похолодания (иногда ее называют «событие 8k» — приложение 1 рис. 2). Имеющиеся данные и модельные расчеты заставляют думать, что это похолодание было вызвано таянием последних остатков льда, сохранявшихся после ледникового периода в Северной Америке за ними, как за дамбой, образовалось гигантское ледниковое озеро — так называемое озеро Агассис. Когда ледяную дамбу прорвало, пресная вода хлынула из озера в Атлантический океан, что привело к временному ослаблению теплого Атлантического течения, [1].

В остальном голоцен протекал довольно спокойно, однако еще одно важное климатическое изменение тогда все-таки произошло: Сахара из обитаемой саванны с открытыми водоемами превратилась в пустыню. По-видимому, это случилось из-за изменений в циркуляции муссонов, обусловленных 23 000-летним циклом земной орбиты. Во всем мире сила муссонов колеблется в этом ритме, определяющем сезонные температурные контрасты между морем и сушей и, тем самым, движущую силу муссона. В компьютерной реконструкции климата за последние 9000 лет с учетом циклов Миланковича, которую составили Мартин Клауссен и его коллеги из Потсдамского института климатических исследований, растительность в Сахаре исчезла приблизительно 5500 лет тому назад. Это очень хорошо согласуется с данными одного из недавних кернов донных отложений, полученных у побережья Северной Африки. В соответствии с этими данными, именно 5500 лет назад доля песка из Сахары в отложениях резко возросла, а это надежный признак высыхания Сахары.

Особенно важны для нас колебания климата за последние тысячелетия — ведь они наиболее близки к нам по времени. Один из интересных примеров — это судьба поселений викингов в Гренландии. Данные, полученные из ледового керна Dye 3, отобранного на юге Гренландии, показывают, что в 982 г., когда Эрик Рыжий основал свое гренландское поселение, климат там был особенно теплым. Однако климатические условия недолго оставались благоприятными: на протяжении последующих 200 лет они все более ухудшались. Новую надежду могло внушить колонистам непродолжительное потепление в XIII в., однако к концу XIV в. климат стал столь холодным, что им снова пришлось покинуть свое поселение. Только в середине XX в. температура на юге Гренладнии вновь достигла средневековых величин.

Однако данные, полученные с отдельных метеорологических станций, нельзя обобщать, так как локальный климат подвержен значительным колебаниям, вызываемым самыми разнообразными причинами — например, изменением розы ветров. Поэтому в климатологии особенно важно использовать значения, усредненные для больших пространств (по возможности, для всей Земли или хотя бы для одного из ее полушарий). При формировании среднего значения локальное перераспределение тепла выравнивается, благодаря чему мы можем получить информацию о реакциях климата на глобальные воздействия (например, на колебания солнечной активности или концентрацию парниковых газов). Вычислять такие глобальные средние значения сложно, поскольку пока недостаточно полноценных и последовательных данных, которыми мы располагаем. Поэтому, несмотря на целый ряд независимых реконструкций, существует большая неопределенность относительно динамики изменения температуры в Северном полушарии за последнее тысячелетие (приложение 1 рис. 3).

Невзирая на расхождения в десятые доли градуса, которые науке еще предстоит объяснить, различные реконструкции дают целый ряд согласующихся результатов, которые можно считать достаточно надежными. В Средние века в Северном полушарии отмечается относительно теплый период, который иногда называют термальным оптимумом Средневековья. Затем последовало постепенное охлаждение климата, завершившееся в XVII—XVIII так называемым «малым ледниковым периодом», с температурами на 0,2—0,6 °С ниже средневековых. Однако более точный анализ данных показывает, что эта картина является сильно упрощенной: оба названных периода состояли, в свою очередь, из нескольких относительно более теплых и относительно более холодных фаз, которые, к тому же, не обязательно были синхронными в разных регионах. С середины XIX в. температуры снова начали заметно расти — и к середине XX в. превысили средневековые значения, [1].