исследовательская работа по географии "Глобальное потепление"

Российско – таджикское государственное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов в г. Худжанде им. А. П. Чехова»

Глобальное потепление

                                                            Исполнитель: обучающийся 8 «Б» класса

                                                                                 Мамаджанов Бахриддин

                                                           Научный руководитель: учитель географии

                                                                                 Аршиева Мадина Матвеевна

г. Худжанд, 2023г

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

          С начала XX столетия средняя температура воздуха возросла на 0,74 °C, примерно две трети приходятся на период после 1980 года. Каждое из последних трех десятилетий было теплее предыдущего, температура воздуха была выше, чем в любое предшествующее десятилетие, начиная с 1850 года.

Общеизвестно, что потепление сопровождается негативными явлениями: учащением наводнений, ураганов, проблемами опустынивания. Конечно, всё это наносит вред человечеству.

        Большинство людей считают, что основной причиной повышения температуры на планете является антропогенный фактор. Но так ли это? Существуют ли какие-нибудь другие причины? Может ли человек предотвратить глобальное потепление?

Цель исследования: изучить процесс глобального потепления, его причины и последствия.

Задачи проекта:

• используя научно-методическую литературу, определить понятие глобального потепления, его происхождение.
• ознакомиться с последствиями.
• изучить графики, сделать вывод

Актуальность

             В последнее время тема глобального потепления становится всё более и более обсуждаемой в обществе. Практически каждый день мы видим телевизионные репортажи, статьи в Интернете, связанные с последствиями этого процесса, ощущаем существенные изменения погоды: зимы затягиваются, весна наступает с опозданием, а лето порой бывает очень жарким. Принято считать, что существенный вклад в нарастание температуры на планете вносит человечество. Однако существуют ученные, которые считают, что глобальное потепление лишь результат естественного процесса. И, если верить им, мы никак не можем повлиять на это.

           По прогнозам специальной экологической комиссии при ООН, к 2100 году мир встанет перед проблемой климатических мигрантов. Таковых будет не менее 200 миллионов, их страны просто исчезнут под водой.

Гипотеза: глобальное потепление оказывает влияние не только на экологию нашей планеты, но и на экономику государств, жизнь людей в целом. А это может привести к климатической миграции.

Глобальное потепление и способы его изучения

             Глобальное потепление - долгосрочное повышение средней температуры климатической системы Земли, наблюдающееся на протяжении последних более чем ста лет.

         В 1988 году при участии Организации Объединённых Наций Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК заявила:

        «Было установлено влияние человека на повышение температур атмосферы и океана, изменение глобального гидрологического цикла, уменьшение количества снега и льда, повышение глобального среднего уровня моря и на некоторые экстремальные климатические явления... Чрезвычайно вероятно, что влияние человека было основной причиной потепления, наблюдаемого с середины ХХ-го века.»

          При изучении процесса изменения климатических условий на планете используются следующие «инструменты»:

-исторические данные;

- метеорологические наблюдения;

- спутниковые измерения площади льдов, растительности, климатических зон и атмосферных процессов;

- анализ палеонтологических данных;

- анализ осадочных океанических пород и отложений рек;

- измерение скорости таяния ледников;

- наблюдение за морскими течениями Земли;

- наблюдение за химическим составом атмосферы и океана;

- анализ годовых колец деревьев и химического состава тканей растительных организмов;

- создание климатических моделей, представляющих собой численное описание климатической системы на основании представления об ее основных физических, химических и биологических параметрах.

Основные причины глобального потепления

        Климатическая система реагирует на внешние воздействия, которые способны «толкать» климат в сторону потепления или похолодания. Примерами таких воздействий являются: изменение концентрации парниковых газов, изменения в активности Солнца, вулканические извержения, изменения угла вращения Земли вокруг Солнца и её оси, океан.

       Парниковый эффект

       Это процесс, при котором поглощение и испускание инфракрасного излучения атмосферными газами вызывает нагрев атмосферы и поверхности планеты. Впервые его обнаружил Жозефом Фурье в 1824 году, предложивший, что атмосфера земли выполняет функцию некого стекла, как в теплице: воздух пропускает солнечное тепло, не давая ему при этом испариться обратно в космос. Следует отметить, что парниковый эффект – это естественное атмосферное явление. Если бы на Земле его вовсе не было, то средняя температура на нашей планете составляла бы примерно -21°С, а так, благодаря парниковым газам, она составляет +14°С.

      Одним из парниковых газов, оказывающих существенное влияние на парниковый эффект, является СО2. Около половины всех парниковых газов, получаемых в ходе хозяйственной деятельности человечества, остаётся в атмосфере. Около ¾ всех антропогенных выбросов углекислого газа за последние 20 лет стали результатом добычи и сжигания нефти, природного газа и угля. Около половины объёма антропогенных выбросов углекислоты связывается наземной растительностью и океаном. Бо́льшая часть остальных выбросов CO2 вызвана изменениями ландшафта, в первую очередь вырубкой лесов.

Изменение солнечной активности и взаимодействия в Солнечной системе

       Изменения в солнечной радиации оказывают влияние на климат Земли.

        Не исключено, что взаимное положение планет и Солнца в Солнечной системе может влиять на распределение и силу гравитационных полей, солнечной энергии, а также других видов энергии. Все связи и взаимодействия компонентами системы пока ещё не изучены, поэтому нельзя с точностью утверждать, что они не оказывают влияния на процессы, происходящие в атмосфере и гидросфере Земли.

          До сих пор учёные со 100% уверенностью не могут сказать, что вызывает климатические изменения. В качестве причин глобального потепления выдвигается множество теорий и предположений. Перечислим основные, заслуживающие внимания, гипотезы.

Гипотеза 1: Причиной глобального потепления является изменение солнечной активности.
        Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности Солнца. Поэтому даже самые малые изменения активности Солнца непременно сказываются на погоде и климате Земли. Выделяют 11-летние, 22-летние, а также 80-90 летние циклы солнечной активности.
Вполне вероятно, что наблюдаемое глобальное потепление связано с очередным ростом солнечной активности, которая в будущем может снова пойти на убыль.
Гипотеза 2:  Причина глобального потепления – изменение угла оси вращения Земли и её орбиты.

       Югославский астроном Миланкович предположил, что циклические изменения климата во многом связаны с изменением орбиты вращения Земли вокруг Солнца, а также изменением угла наклона оси вращения Земли, по отношению к Солнцу. Климатические изменения, вызванные изменением орбиты Земли, происходят обычно в течение десятков, а то и сотен тысяч лет. Наблюдаемое же в настоящий момент времени относительно быстрое изменение климата, по-видимому, происходит в результате действия ещё каких-то факторов.

Гипотеза 3: Виновник глобальных климатических изменений – океан:

        Мировой океан – огромный инерционный аккумулятор солнечной энергии. Он во многом определяет направление и скорость движения тёплых океанических, а также воздушных масс на Земле, которые в сильной степени влияют на климат планеты. В настоящий момент времени мало изучена природа циркуляции тепла в водной толщи океана. Известно, что средняя температура вод океана составляет 3,5°С, а поверхности суши 15°С, поэтому интенсивность теплообмена между толщей океана и приземным слоем атмосферы может приводить к значительным климатическим изменениям.

Гипотеза 4: Вулканическая активность.

         Вулканическая активность является источником поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и большого количества углекислого газа, что также может значительным образом сказаться на климате Земли. Крупные извержения первоначально сопровождаются похолоданием вследствие поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и частиц сажи. Впоследствии, поступивший в ходе извержения CO2 вызывает рост среднегодовой температуры на Земле. Последующее долговременное снижение вулканической активности способствует увеличению прозрачности атмосферы, а значит и повышению температуры на планете.

Гипотеза 5: Неизвестные взаимодействия между Солнцем и планетами Солнечной системы.
       Взаимное положение планет и Солнца может влиять на распределение и силу гравитационных полей, солнечной энергии, а также других видов энергии. Все связи и взаимодействия между Солнцем, планетами и Землёй пока ещё не изучены и не исключено, что они оказывают значительное влияние на процессы, происходящие в атмосфере и гидросфере Земли.

Гипотеза 6: Изменение климата может происходить само по себе без каких-       либо внешних воздействий и деятельности человека.

        Планета Земля настолько большая и сложная система с огромным количеством структурных элементов, что её глобальные климатические характеристики могут ощутимо изменяться без всяких изменений солнечной активности и химического состава атмосферы. Различные математические модели показывают, что на протяжении века, колебания температуры приземного слоя воздуха (флуктуации) могут достигать 0,4°С. В качестве сравнения можно привести температуру тела здорового человека, которая варьирует течение дня и даже часа.

Гипотеза 7: Всему виной человек.

        Это -самая популярная на сегодняшний день гипотеза. Высокая скорость климатических изменений, происходящих в последние десятилетия, действительно может быть объяснима всё возрастающей интенсификацией антропогенной деятельности, которая оказывает заметное влияние на химический состав атмосферы нашей планеты в сторону увеличения содержания в ней парниковых газов.

Причины глобального потепления

Факторы, ускоряющие глобальное потепление:

+ эмиссия CO2, метана, закиси азота в результате техногенной деятельности человека;
+ разложение, вследствие повышения температуры, геохимических источников карбонатов с выделением СО2. В земной коре содержится в связанном состоянии углекислого газа в 50000 раз больше, чем в атмосфере;
+ увеличение содержания в атмосфере Земли водяного пара, вследствие роста температуры, а значит и испаряемости воды океанов;
+ выделение CO2 Мировым океаном вследствие его нагревания (растворимость газов при повышении температуры воды падает). С ростом температуры воды на каждый градус растворимость в ней CO2 падает на 3%. В Мировом океане содержится в 60 раз больше CO2, чем в атмосфере Земли (140 триллионов тонн);
+ уменьшение альбедо Земли (отражающей способности поверхности планеты), вследствие таяния ледников, смены климатических зон и растительности. Морская гладь отражает значительно меньше солнечных лучей, чем полярные ледники и снега планеты, горы лишённые ледников, также обладаю меньшим альбедо, продвигающая на север древесная растительность обладает меньшим альбедо, чем растения тундр. За последние пять лет альбедо Земли уже уменьшилось на 2,5%;
+ выделение метана при таянии вечной мерзлоты;
+ разложение метангидратов – кристаллических льдистых соединений воды и метана, содержащихся в приполярных областях Земли.

Факторы, замедляющие глобальное потепление:
- глобальное потепление вызывает замедление скорости океанических течений, замедление тёплого течения Гольфстрим вызовет снижение температуры в Арктике;
- с увеличением температуры на Земле растёт испаряемость, а значит и облачность, которая является определённого рода преградой на пути солнечных лучей. Площадь облачности растет приблизительно на 0,4% на каждый градус потепления;
- с ростом испаряемости увеличивается количество выпадающих осадков, что способствует заболачиванию земель, а болота, как известно, являются одними из главных депо CO2;
- увеличение температуры, будет способствовать расширению площади тёплых морей, а значит и расширению ареала моллюсков и коралловых рифов, эти организмы принимают активное участие в депонировании CO2, который идёт на постройку раковин;
- увеличение концентрации CO2 в атмосфере стимулирует рост и развитие растений, которые являются активными акцепторами (потребителями) этого парникового газа.

Возможные сценарии глобальных климатических изменений

       Глобальные климатические изменения очень сложны, поэтому современная наука не может дать однозначного ответа, что же нас ожидает в ближайшем будущем. Существует множество сценариев развития ситуации.

Сценарий 1 – глобальное потепление будет происходить постепенно

          На планете есть подвижная атмосфера, движение воздушных масс которой распределяет тепловую энергию по широтам планеты, на Земле есть огромный аккумулятор тепла и газов – Мировой океан. Изменения в такой сложной системе не могут происходить быстро. Пройдут столетия и тысячелетия, прежде чем можно будет судить об сколько-нибудь ощутимом изменении климата.

Сценарий 2 – глобальное потепление будет происходить относительно быстро
      Самый «популярный» в настоящее время сценарий. По различным оценкам за последние сто лет средняя температура на нашей планете увеличилась на 0,5-1°С. По утверждению некоторых учёных, только ледяные шапки планеты за счёт отражения солнечного излучения охлаждают нашу Землю на 2°С, а покрывающий поверхность океана лёд существенно замедляет процессы теплообмена между относительно теплыми океаническим водами и более холодным поверхностным слоем атмосферы. Кроме того, над ледяными шапками практически нет главного парникового газа – водяного пара, так как он выморожен.

       Если уровень Мирового океана в дальнейшем будет подниматься с такой же скоростью, то к концу XXI века суммарный подъём его уровня составит 30 - 50 см, что вызовет частичное затопление многих прибрежных территорий, особенно многонаселённого побережья Азии. Кроме повышения уровня Мирового океана глобальное потепление влияет на силу ветров и распределение осадков на планете. В результате на планете вырастет частота и масштабы различных природных катаклизмов (штормы, ураганы, засухи, наводнения). Изменится распределение количества осадков по сезонам. В Северной Европе и на западе США увеличится количество осадков и частота штормов, ураганы будут бушевать в 2-а раза чаще, чем в XX веке. Климат Центральной Европы станет переменчивым, в сердце Европы зимы станут теплее, а лето дождливее. Восточную и Южную Европу, включая Средиземноморье, ждёт засуха и жара.

Сценарий 3 – Глобальное потепление в некоторых частях Земли сменится кратковременным похолоданием

          Известно, что одним из факторов возникновения океанических течений является разница температур между арктическими и тропическими водами. Таяние полярных льдов способствует повышению температуры Арктических вод, а значит, вызывает уменьшение температурной разницы между тропическими и арктическими водами, что неминуемо, в будущем приведёт к замедлению течений.     Одним из самых известных тёплых течений является Гольфстрим, благодаря которому во многих странах Северной Европы среднегодовая температура на 10 градусов выше, чем в других аналогичных климатических зонах Земли. Понятно, что остановка этого океанического конвейера тепла очень сильно повлияет на климат Земли. Уже сейчас течение Гольфстрим, стало слабее на 30% по сравнению с 1957 годом. Математическое моделирование показало, чтобы полностью остановить Гольфстрим достаточно будет повышения температуры на 2-2,5 градуса. В настоящее время температура Северной Атлантики уже прогрелась на 0,2 градуса по сравнению с 70-ми годами. В случае остановки Гольфстрима среднегодовая температура в Европе к 2010 году понизится на 1 градус, а после 2010 года дальнейший рост среднегодовой температуры продолжится. Другие математические модели «сулят» более сильное похолодание Европе.
Согласно этим математическим расчётам, полная остановка Гольфстрима произойдёт через 20 лет, в результате чего климат Северной Европы, Ирландии, Исландии и Великобритании может стать холоднее настоящего на 4-6 градусов, усилятся дожди и участятся шторма. Похолодание затронет также и Нидерланды, Бельгию, Скандинавию и север европейской части России. После 2020-2030 года потепление в Европе возобновится по сценарию №2.
Сценарий 4 – Глобальное потепление сменится глобальным похолоданием

             Остановка Гольфстрима и других океанических вызовет глобальное похолодание на Земле и наступление очередного ледникового периода.
Сценарий 5 - Парниковая катастрофа

          Парниковая катастрофа - самый «неприятный» сценарий развития процессов глобального потепления. Автором теории является  учёный Карнаухов, суть её в следующем. Рост среднегодовой температуры на Земле, вследствие увеличения в атмосфере Земли содержания антропогенного CO2, вызовет переход в атмосферу растворённого в океане CO2, а также спровоцирует разложение осадочных карбонатных пород с дополнительным выделением углекислого газа, который, в свою очередь, поднимет температуру на Земле ещё выше, что повлечёт за собой дальнейшее разложение карбонатов, лежащих в более глубоких слоях земной коры (в океане содержится углекислого газа в 60 раз больше, чем в атмосфере, а в земной коре почти в 50 000 раз больше).  

           Такое быстрое повышение температуры будет способствовать интенсивному поступлению метана из тающей вечной мерзлоты, а повышение температуры до 1,4–5,8°С к концу столетия будет способствовать разложению льдистых соединений воды и метана, сосредоточенных преимущественно в холодных местах Земли.

Последствия глобального потепления

                 Увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы будет сильнее ощущаться над материками, чем над океанами, что в будущем вызовет коренную перестройку природных зон материков. Смещение рада зон в Арктические и Антарктические широты отмечается уже сейчас.  При дальнейшем увеличении среднегодовой температуры приземного слоя атмосферы, тундра может практически полностью исчезнуть на Европейской части России и сохранится только лишь на арктическом побережье Сибири. Глобальное потепление затронет и места обитания животных. Смена ареалов обитания живых организмов уже отмечается во многих уголках Земного шара. В Гренландии уже стал гнездиться сизоголовый дрозд, в субарктической Исландии появились скворцы и ласточки, в Британии появилась белая цапля. Особенно сильно заметно потепление арктических океанических вод. Теперь многие промысловые рыбы встречаются там, где их раньше не было. В водах Гренландии появилась треска и сельдь в количестве достаточном для осуществления их промышленного лова, в водах Великобритании – обитатели южных широт: красная форель, большеголовая черепаха, в дальневосточном заливе Петра Великого – тихоокеанская сардина, а в Охотском море появилась скумбрия и сайра. Ареал бурого медведя в Северной Америке уже продвинулся на север до такой степени, что стали появляться гибриды белых и бурых медведей, а в южной части своего ареала бурые медведи и вовсе перестали впадать в спячку.
Повышение температуры создаёт благоприятные условия для развития болезней, чему способствуют не только высокая температура и влажность, но и расширение ареала обитания ряда животных - переносчиков болезней. К середине 21 века ожидается, что заболеваемость малярией вырастет на 60%.     Усиленное развитие микрофлоры и нехватка чистой питьевой воды будет способствовать росту инфекционных кишечных заболеваний. Быстрое размножение микроорганизмов в воздухе может увеличить заболеваемость астмой, аллергией и различными респираторными болезнями. Благодаря глобальным климатическим изменениям ближайшие пол века могут оказаться последними в жизни многих видов живых организмов. Уже сейчас белые медведи, моржи и тюлени лишаются важного компонента их среды обитания – арктического льда.

        Глобальное потепление для нашей страны влечёт за собой как плюсы, так и минусы. Зимы станут менее суровыми, земли с пригодным для земледелия климатом продвинутся дальше на север (в европейской части России до Белого и Карского морей, в Сибири до Северного полярного круга), во многих районах страны станет возможным выращивание более южных культур и раннее созревание прежних. Ожидается, что к 2060 году средняя температура в России достигнет 0 градуса по Цельсию, сейчас она пока составляет в –5,3°С.
Не предсказуемые последствия повлечёт за собой таяние вечной мерзлоты, как известно вечная мерзлота покрывает 2/3 площади России и 1/4 площади всего Северного полушария. Таяние мерзлоты может сопровождаться значительными разрушениями. Большие территории могут стать не пригодными для жизни человека. Некоторые учёные высказывают опасение, что Сибирь может вообще оказаться отрезанной от Европейской части России и стать объектом притязаний других стран.
         Все страны мира   ждут кардинальные перемены. В целом, согласно большинству моделей, зимой ожидается рост осадков в высоких широтах (выше 50° северной и южной широты), а также и в умеренных широтах. В южных широтах наоборот ожидается снижение количества выпадающих осадков (до 20%), особенно, в летний период. Страны Южной Европы, промышляющие туризмом, ожидают большие экономические потери. Летняя засушливая жара и зимние ливневые дожди поубавят «пыл» у желающих отдохнуть в Италии, Греции, Испании и Франции. Для многих других стран, живущих за счёт туристов, тоже наступят далеко не лучшие времена. Во многих странах мира условия жизни значительно ухудшатся. По оценкам ООН, к середине XXI века в мире будет насчитываться до 200 миллионов климатических беженцев.

Способы предотвращения глобального потепления

         Есть мнение, что человек в будущем попытается взять климат Земли под свой контроль. Уже сейчас передовые ученые размышляют над тем, как нивелировать процессы глобального потепления.

        Предлагаются такие как выведение новых сортов растений и пород деревьев, листья которых обладают более высокой стойкостью, покраска крыш в белый цвет, установка зеркал на околоземной орбите, укрытие от солнечных лучей ледников. Много усилий тратится на замену традиционных видов энергии, основанной на сжигании углеродного сырья, на нетрадиционные: производство солнечных батарей, ветряков, строительство приливных электростанций, ГЭС, АЭС.

         Предлагаются оригинальные не традиционные способы получения энергии: использование тепла человеческих тел для обогрева помещений, использование солнечного света для предотвращения появления гололёда на дорогах, а также ряд других. Немалое внимание уделяется рациональному использованию энергоресурсов.

             Для уменьшения выбросов CO2 в атмосферу, улучшается КПД двигателей, выпускаются гибридные автомобили.

Заключение

            Выполняя работу, я выполнил поставленные задачи и достиг цели. Моя гипотеза подтвердилась. В настоящее время особое внимание уделяется разработке законодательных нормативов, направленных на снижение выброса парниковых газов. В настоящее время многими странами мира были приняты Рамочная конвенция ООН об изменении климата (1992) и Киотский протокол (1999). Последний не был ратифицирован рядом стран, на которые приходится львиная доля выброса CO2. Так, на долю США приходится около 40% от всех выбросов (в последнее время появилась информация, что Китай обогнал США по объёмам выброса CO2).

           В будущем планируется уделять большое внимание улавливанию парниковых газов при производстве электроэнергии, а также непосредственно из атмосферы путём захоронения растительных организмов, использования хитроумных искусственных деревьев, закачки углекислого газа на многокилометровую глубину океана, где он будет растворяться в водной толще.  

           К сожалению, пока человек во главу угла будет ставить собственное благосостояние, прогресса в решении вопросов глобального потепления не предвидится.

Список используемой литературы и информационные источники

1. http://www.astrolab.ru

2. http://www.climatechange.ru

3. http://ru.wikipedia.org

4. 10 самых популярных заблуждений о глобальном потеплении и Киотском протоколе / Добролюбова Ю.С., Жуков Б.Б.: РРЭЦ, 2009.

5. Опасные последствия глобального изменения климата / Сафонов Г. В.: РРЭЦ, GOF, WWW России, 2008.

6. Изменение климата: Обзор состояния научных знаний об антропогенном изменении климата / Кокорин А. О.: РРЭЦ, GOF, WWF России, 2010.

7. Четвертый оценочный доклад МГЭИК, 2007.

8. Крискунов Е.А. Экология (учебник), М.1995г.

9. http://www.poteplenie.ru

10.http://www.vokrugsveta.ru

11. http://www.ria.ru

12. http://www.priroda.su

13. http://www.otherreferats.allbest.ru

14. http://www.conec-sveta.ru