Автор |
Тема: Глобальное потепление (Прочитано 1559 раз) |
|
Guest is IGNORING messages from: .
serger
Beholder
Живет здесь
Како сия мерзость на палубу забредохом?
Просмотреть Профиль » WWW »
Сообщений: 2215
|
По заказу Антонины.
Сразу отмечу, что для понимания процесса глобального антропогенного потепления приходится сначала разобраться с темой климатических изменений вообще, а для этого надо хорошо представлять себе что такое процессы с положительной и отрицательной обратной связью.
Для людей от цифр далёких - поясняю.
Возьмём Адама и Еву, поместим их в Эдем и скажем им - "плодитесь и размножайтесь". Что будет? Будет у них куча сыновей и дочерей - и все они тоже примутся плодиться и размножаться (проблемами близкородственного скрещивания пренебрежём, т.к. это в конце концов Эдем). В следующем поколении (внуков) народу станет ещё больше, и все они опять же станут плодиться и размножаться. Поскольку умирание в Эдеме не предусмотрено, то картина будет вырисовываться одна и та же: чем больше возрастает население, тем быстрее оно продолжает увеличиваться.
Это - пример процесса с положительной обратной связью. Он сам себя как бы подталкивает и за счёт этого всё время ускоряется.
(К таким процессам принадлежит, по всему судя, всё развитие человечества, чего наша тема непосредственно касается - ибо в своём развитии человечество "расталкивает локтями" много чего вокруг, и вот уже и климат начало "толкать под локоть".)
Возьмём теперь всё это эдемское народонаселение, и выкинем их на грешную Землю. Предположим что люди они сметливые, и добывать себе там пропитание научились сразу. Допустим, они расселились на некой местности, приспособились, и снова пытаются плодиться и размножаться. Что происходит, когда численность населения увеличивается? Правильно - полей и пастбищ не хватает, а скученность облегчает распространение инфекций. И население убывает из-за голода и болезней.
Это - пример процесса с отрицательной обратной связью.
Ну и есть ещё такая важнейшая вещь как всяческие разновидности трения, но их суть интуитивно понятна всем.
Так вот, колебания (в том числе и климатические) - это такие процессы, к которых есть отрицательная обратная связь и не очень много трения. А центральный вопрос глобального потепления состоит в следующем: а не запустили ли мы глобальный климатический процесс с положительной обратной связью, и если да, то ГДЕ этот процесс столкнётся с какой-нибудь достаточно сильной отрицательной обратной связью или заглохнет от трения?
Подавляющее большинство климатологов согласно в том, что мы несомненно запустили процесс потепления (за счёт парникового эффекта, суть коего в том, что некоторые газы в атмосфере играют роль "крыши парника" - прогревающий солнечный свет через них проходит, а назад они тепло не выпускают) и продолжаем подталкивать (в последнее время выбросы углекислого газа в атмосферу и его концентрация там растут даже быстрее, чем предсказывали самые пессимистические прогнозы). Споры идут относительно масштабов влияния этого фактора, и о том, будут ли в этом процессе преобладать в ближайшее время положительные или отрицательные обратные связи.
Решить эти вопросы не так просто, потому что климат Земли сам по себе - система со множеством колебательных процессов, и очень сложно определить какие из наблюдаемых процессов - естественные, а какие запущены человеческой деятельностью, поэтому мы даже не можем толком понять насколько сильно "пихнули климат под локоть".
Пока-что из всех популярных обзоров, по которым в этой теме можно разобраться, на меня самое благоприятное впечатление произвёл всё тот же Афраний Еськов. Поэтому я пока сюда закину выписки из него.
Сюда опять же закидываю только относящийся к теме текст, а иллюстрации (в т.ч. графики) есть в оригинале:
http://www.paleo.ru/paleonet/publications/eskov/09.html
http://www.paleo.ru/paleonet/publications/eskov/14.html
----------------------------------------------------------------
Для начала, как водится, несколько общих замечаний. Поскольку планета шарообразна, солнечные лучи всегда будут, при прочих равных, нагревать ее экватор сильнее, чем полюса - экваториально-полярный температурный градиент; любой градиент стремится к выравниванию (просто по Второму закону термодинамики) - в нашем случае за счет постоянного теплообмена между низкими широтами и высокими. Теплообмен этот осуществляется посредством конвекции в обеих подвижных оболочках Земли - гидросфере и атмосфере.
Конвекция в гидросфере - это теплые морские течения, которые обогревают высокоширотные области точно так же, как водяное отопление - ваши квартиры. Движущей силой конвекционных токов, как мы помним из главы 2 (о мантийной конвекции), являются возникающие в среде архимедовы силы плавучести: когда часть вещества "тонет" или "всплывает", этот объем - в силу связности среды - замещается веществом, поступающим из другой ее точки. В нашем случае токи в Мировом океане могут возникать за счет того, что "тонет" либо холодная (четырехградусная) вода в высоких широтах (термическая циркуляция), либо избыточно осолоненная (в результате испарения) вода на экваторе (галинная циркуляция). При термической циркуляции вода движется от экватора по поверхности, а от полюсов - по дну (формируя при этом холодную насыщенную кислородом психросферу), а при галинной - наоборот (рисунок 34, б).
Говоря о конвекции в атмосфере, необходимо учитывать, что здесь тепло переносится главным образом водяным паром: тепловая энергия, затраченная на испарение воды, выделяется там, где этот пар, перенесенный воздушными течениями, превратится обратно в жидкость - то есть выпадет в виде осадков. Атмосфера каждого из полушарий распадается на три широтных сегмента [42] - конвективные ячейки: экваториальная, умеренных широт и приполярная. В каждой из ячеек существует относительно замкнутая воздушная циркуляция, причем направления циркуляции в граничащих между собой ячейках противоположны ("по часовой стрелке" - "против" - опять "по") - в точности, как в цепи шестеренок (рисунок 34, а). В одной половине ячейки доминируют восходящие токи, во второй - нисходящие; соответственно, влага, испаряющаяся в первой половине, выпадает главным образом во второй - и при этом происходит разгрузка теплоты парообразования. Например, в экваториальной ячейке Северного полушария ток направлен от севера к югу, так что в южной ее половине возникают влажные тропические леса, а в северной - засушливые саванны; в ячейке же умеренных широт, где направление тока обратное, пустыни возникают на юге, а субтропические и широколиственные леса - на севере. Другим фактором атмосферной конвекции (главным образом широтным) являются муссоны - сезонные ветры постоянного направления, дующие с океана на континент или обратно; с муссонами связано, среди прочего, чередование сухого сезона и сезона дождей в тропических широтах, где температура весь год постоянна.
Так вот, возвращаясь к крио- и термоэрам. Ныне (как, видимо, и вообще в криоэрах) основной приток тепла в высокие широты осуществляется мощными теплыми течениями вроде Гольфстрима. При этом возникает температурная аномалия: океан в районе 60-х широт существенно (почти на 20 градусов!) теплее, чем следовало бы из соображений геометрии планеты. Однако это обстоятельство имеет и оборотную сторону: на материке развивается мощный зимний антициклон (область высокого давления) с температурами на 20 градусов ниже, чем следовало бы. Из антициклона "вытекает" холодный сухой воздух, тогда как встречный ток теплого воздуха лишь "приподнимает верхушку" антициклона - то есть тепловая энергия расходуется на механическую работу против силы тяжести. В итоге континентальные антициклоны работают как мощные всепланетные холодильники (влияние Сибирского антициклона ощущается далеко на юге и приводит к холодным зимам не только в Приморье, но и в Китае, и даже во Вьетнаме), которые ослабляют муссоны и не дают им продвинуться сколь-нибудь далеко в полярном направлении. Теплые воды отводятся из эваториальной зоны столь быстро, что практически не успевают осолониться за счет испарения, так что галинная составляющая океанской циркуляции по сравнению с термической пренебрежимо мала; в атмосфере существуют упомянутые выше три ячейки. Ситуация может быть кратко охаректеризована так: "Водный теплоперенос - теплые океаны - холодные материки".
[...]
Солярная гипотеза [климатических колебаний], предполагающая периодические падения светимости Солнца, не имеет ныне сторонников: согласно мнению астрофизиков, звезды спектрального класса G-2, к которому относится наше Солнце, к подобным глупым шуткам совершенно не склонны. Зато весьма популярна теория астронома М. Миланковича (1924), связывающая оледенения с изменениями летней инсоляции (поступления солнечной радиации) в высоких широтах обеих полушарий, что, в свою очередь, обусловлено циклическими изменениям трех параметров орбитального движения Земли вокруг Солнца (вариациями наклона земной оси и пр.). Сделав поправки на эффекты менявшегося альбедо (отражательной способности земной поверхности), он рассчитал сдвиги в географическом положении границ ледниковых покровов за последний миллион лет, которые неплохо совпали с периодизацией европейских оледенений. Как на инсоляционных кривых Миланковича, так и на палеоклиматическом графике Пенка и Брюкнера ледниковые эпохи запечатлелись в виде коротких резких пульсаций, отделенных друг от друга длинными интервалами, и при этом "Великое межледниковье" (между минделем и риссом) занимает на графике то же место, что и предсказанный Миланковичем длительный теплый интервал (рисунок 59). Впоследствии картина оказалась гораздо более сложной, чем это представлялось в тридцатые-сороковые годы, однако ныне существование 100 000-летних климатических циклов, порождаемых орбитальными возмущениями, имеет вполне солидное обоснование.
Теория Миланковича (в ее современных вариантах) удовлетворительно описывает динамику похолоданий и потеплений внутри ледникового периода, однако, к сожалению, не отвечает на вопрос о наступлении самого этого периода: вполне очевидно, что вся эта астрономическая циклика была точно такой же и в предшествующие плейстоцену эпохи, но никаких оледенений при этом не порождала. Поэтому с середины 50-х годов стал расти интерес к "земным" гипотезам оледенений, переносящим акцент на динамические взаимодействия в системе "оледенение - океан - атмосфера"; мы уже упоминали об "обратных парниковых эффектах", порождаемых изменениями атмосферного соотношения CO2/O2, и о работе морских течений при различном расположении материков.
Одной из самых интересных представляется гипотеза климатологов М. Юинга и У. Донна (1956). Задавшись вопросом - а почему оледенение не возникает сейчас, когда температурные условия Арктики вроде бы вполне тому благоприятствуют, - они сочли это следствием дефицита осадков [80]. Главный тезис их гипотезы: решающее условие возникновения оледенения в Арктике - усиление притока несущих влагу воздушных масс и усиление снегопадов; от этого ледник начинает нарастать, альбедо увеличивается, температура падает... ну, дальше - ясно. Вопрос: что же за фактор повышал влажность в арктических широтах? Ответ: освобождение Ледовитого океана от его ледового панциря в результате усиления притока теплой воды из Северной Атлантики. При отсутствии покрова морских льдов этот океан должен становиться мощнейшим испарителем, воздух над ним - "заряжаться" водяным паром, а интенсивность снегопадов на окружающей сушей - резко возрастать; рост альбедо доводит падение температуры до ледниковой эпохи. А вот дальше - самое интересное; в некоторый момент похолодание достигает той точки, когда Ледовитый океан вновь замерзает, и тогда начинается дегляциация: потеряв главный источник атмосферного питания, ледниковые покровы начинают "съеживаться". Ледник тает, и при этом уровень океана повышается, ветви теплого Северо-Атлантического течения вновь прорываются в Арктику, растапливают ее морские льды - и цикл начинается по новой.
Существование этой парадоксальной автоколебательной системы, в которой оледенение порождается потеплением, а дегляциация - похолоданием, нашло недавно косвенное подтверждение при изучении донных отложений Атлантики: оказалось, что в плейстоцене Гольфстрим периодически исчезал; при этом выяснилось, что усиление Гольфстрима действительно совпадает с периодами похолоданий, и наоборот. Вообще один из главных вопросов, на которые приходится отвечать "земным" гипотезам (подразумевающим примерное постоянство инсоляционного баланса планеты) - каким образом прекращается разрастание ледника, процесс, который по идее должен идти с положительной обратной связью? Ведь рост ледника приводит (через увеличение альбедо) к падению температуры, что еще увеличивает ледник - и так до тех пор, пока льдом не покроется вся планета... Один из наиболее убедительных ответов состоит в том, что по достижении ледником некого порогового размера над ним (именно из-за высокого альбедо) возникает постоянно действующий антициклон (область высокого атмосферного давления), который усиливается по мере роста ледника и в конце концов лишает его "питания" - осадков. Таким образом, климат перигляциальных (окружающих ледник) территорий должен быть холодным и сухим - что полностью подтверждается палеонтологическими данными.
[...] влияние плейстоценовых оледенений на климат планеты отнюдь не ограничивалось высокими ее широтами. Разрастание ледниковых щитов близ полюса тут же аукалось на экваторе невиданным иссушением тропического пояса: установлено, что дождевые тропические леса Южной Америки периодически съеживались до нескольких десятков крохотных пятачков-"резерватов" в среднем течении Амазонки, а всю эту территорию занимали сухие саванны. Более того: есть серьезные основания полагать, что пустыни наиболее распространенного ныне на Земле средиземноморского типа [82] возникли лишь в плейстоцене. Если пустыни берегового и центральноазиатского типа, грубо говоря, являются пустынями всегда, то средиземноморские пустыни становятся таковыми временно, в зависимости от глобальной климатической обстановки, т.е. от взаимодействий в системе "оледенение - атмосфера - океан". Например, иссушение Сахары (наступление песков на саванну) идет буквально на наших глазах: первые европейские путешественники застали озеро Чад настоящим внутренним морем, а в реках нагорья Тибести, что в самом центре Сахары, еще в 20-е годы нашего века жили крокодилы.
Многие из этих климатических изменений повторялись "в миниатюре" на памяти человечества. На рисунке 61 представлена кривая зимних температур в Европе за последнее тысячелетие. Во время так называемого "Малого ледникового периода" (1450-1850 гг) ледники повсеместно наступали, и их размеры превосходили современные (снежный покров появлялся, например, в горах Эфиопии, где его ныне не бывает). Во время же предшествовавшего тому Атлантического оптимума (900-1300 гг) ледники сократились, и климат был заметно мягче нынешнего (вспомните: именно в эти времена викинги назвали Гренландию "Зеленой страной"); следствием потепления в высоких широтах стало увеличение количества осадков, выпадающих в аридном поясе.
Итак, на Севере стало тепло и, как писано в одном хорошем романе о викингах, "наступили времена изобилия и достатка, когда собирался такой прекрасный урожай ржи, а улов сельди был настолько велик, что большинство людей легко могли прокормить себя [что в Средневековье случалось нечасто - К.Е.]". Итог этого "изобилия и достатка" - норманская экспансия в Европе: "датская дань" [83] в Англии, варяжские дружины при всех состоятельных государях, колонизация Исландии и Гренландии, плавания в Америку. То же самое - на Юге, где стало влажно, пустыня обратилась в степь, и такое же "изобилие и достаток" посетило кочевые скотоводческие народы Центральной Азии; итог - "Монгольское нашествие" от Китая до Адриатики. На это же время приходится и расцвет городских цивилизаций в африканских саваннах - Канем, Гао, Гана, Мали, Ифе...
----------------------------------------------------------------
|
|
 Зарегистрирован |
|
|
|
antonina
Beholder
Живет здесь
Я люблю этот Форум!
Просмотреть Профиль »
Сообщений: 2204
|
 |
Re: Глобальное потепление
« Ответить #1 В: 03/24/08 в 10:19:48 » |
Цитировать » Править
|
Спасибо. Офф-топ: на улице снег с дождем, ноги мокрые. Соседи-католики утверждают, что таких пасхальных праздников и не помнят...
|
|
Зарегистрирован |
Нехай і на цей раз
Вони в нас не вполюють нікого
|
|
|
serger
Beholder
Живет здесь
Како сия мерзость на палубу забредохом?
Просмотреть Профиль » WWW »
Сообщений: 2215
|
|
Re: Глобальное потепление
« Ответить #2 В: 03/24/08 в 17:03:32 » |
Цитировать » Править
|
Ну оно в принципе и без антропогенного фактора так было бы, потому как мы сейчас как раз приближаемся к температурному максимуму естественного цикла.
|
|
Зарегистрирован |
|
|
|
serger
Beholder
Живет здесь
Како сия мерзость на палубу забредохом?
Просмотреть Профиль » WWW »
Сообщений: 2215
|
|
Re: Глобальное потепление
« Ответить #3 В: 01/23/10 в 14:49:43 » |
Цитировать » Править
|
Достаточно толковое сообщество по этой теме: http://community.livejournal.com/climate101
Ряд постов с поясняющими картинками, графиками и ответами на вопросы:
Радиационный* баланс Земли.
http://community.livejournal.com/climate101/2435.html
* Радиационный - не в смысле радиоактивного излучения, а в смысле излучения вообще - видимого и инфракрасного прежде всего.
Атмосферная циркуляция:
http://community.livejournal.com/climate101/9025.html
Арктические температурные колебания:
http://community.livejournal.com/climate101/16457.html
Насколько поднимется уровень мирового океана, если растает весь лёд в арктике, и связанные вопросы:
http://community.livejournal.com/climate101/12576.html
|
|
Зарегистрирован |
|
|
|
|
