Климат планеты Земля:

вчера, сегодня, завтра

Семен О. Кричак

доктор физ.-мат. наук, профессор

Dept. of Geosciences, Faculty of Exact Sciences, Tel Aviv University

23 декабря 2015

Дом ученых Тель-Авива.

Содержание:

1. Климат и погода. Какие климатические изменения

происходят в последние 200-600 лет?

2. Климат восточного Средиземноморья: наблюдаемые

изменения и тенденции

3. Что говорят ученые о климатических изменениях и их последствиях?

4. Что можно делать? Усилия мирового сообщества по противодействию климатическим изменениям

THE CLIMATE SYSTEM

OCEAN

Precipitation Sea-ice

LAND

Ice- sheets

snow

Biomass

Clouds

Solar

radiation

Terrestrial

radiation

Greenhouse gases and aerosol

ATMOSPHERE The Met.Office Hadley Centre

• Климат - многолетний режим погоды, определяемый географической широтой местности, высотой над уровнем моря и рельефом.

• Климат определяется как среднемесячными значениями различных метеорологических характеристик (Т, Тмакс, Тмин, скорость и направление ветра, интенсивность осадков и т.д.) так и частотой (кол-вом) дней характеризующихся различными их значениями.

• Климат Земли определяется сложными взаимодействиями между Солнцем, океанами, поверхностью суши и биосферой. Главной движущей силой для погоды и климата является Солнце. Неравномерное нагревание земной поверхности (чем ближе к экватору, тем сильнее) является одной из главных причин ветров и океанических течений.

•

Климат на планете Земля

Климатические условия планеты Земля формировались и

продолжают формироваться в результате совместной

реализации различных процессов и свойств

– Солнечная радиация и геометрия орбиты

– Состав атмосферы, циркуляция и гидрологический цикл

– Сила гравитации и колебания в скорости вращения планеты

– Свойства воды и циркуляция в океане

– Гидрология поверхности суши, биология и геохимия

– География континентов, распределение ледников, гор, и океанов

– Поток тепла из недр Земли, изменения размеров планеты

– Космические эффекты (солнечный цикл, солнечный ветер,

космический ветер)

Krichak, IsraSWAPS-2011, TAU ,

May 5 2011

Данные наблюдений

Данных достаточно много но они весьма неоднородны -

требуется высокий уровень квалификации для того, чтобы

ими пользоваться.

- Последние 800000 – 1000000 лет - результаты

интерпретации разнообразных геофизических данных

- 2000 – 4000 лет - данные эпизодических астрономических

и метеорологических наблюдений

- С середины Х1Х в. – данные регулярных приземных

метеорологических наблюдений

- С начала ХХ в – данные вертикального зондирования

атмосферы и океана, данные наблюдений со спутников,

авиационные наблюдения

Topography and Bathymetry

• What controls these variations?

• What are the consequences in the atmosphere?

• What are the consequences in the oceans?

Энергетические резервуары

• The oceans are

about 4000 m deep

• The top 10 m equal

the mass of the

atmosphere

• The top 3 m equal

the heat capacity of

the atmosphere!

AtmosphereOcean

The state of the oceans determines the climate on time scales of thousands to millions of years!

Krichak, IsraSWAPS-2011, TAU ,

May 5 2011

Характеристики

современного климата

планеты

Mean Ocean Salinity Profiles

Ocean Temperatures

Изменения температуры по вертикали

• Нагревается

снизу потоки

скрытой

энергии конд.

и ощутимого

тепла

• Нагревается в

стратосфере –

абсорбция

солнечной

энергии

озоном

Средняя

температура

January

July

Annual Range

• Latitude dependence

• Seasonality

• Continentality

• Ocean currents

Давление на уровне моря

• Winter highs over cold continents

– Antarctica!!

– Siberia!

– North America

• Winter lows over warmer oceans

– Southern Ocean!!

– Icelandic low

– Aleutian low

• Summer (monsoon) lows over hot land

• Persistent highs over subtropical oceans

January

July

Осадки (mm/month)

January

July

• Very wet over tropics

• Seasonal shift (N/S)

• Monsoon regions

• Extremely dry subtropical highs

• Midlatitudes get more summer rain

• July rainfall looks like a map of forest

cover

Атмосферная циркуляция

• Теплый воздух поднимается (больше осадков) в

тропиках

• Воздух охлаждается и опускается в субтропиках

(пустыни)

• Потоки с юга на север отклоняются силой Кориолиса

что приводит к формированию струйных течений в

средних широтах

• Струйные течения неустойчивы к эффектам малых

возмущений что ведет к формированию вихрей

(циклонов и фронтов)

Соленость на поверхности моря

• Freshest

water at

highest

latitudes

• Saltiest water

in subtropics

(especially in

Atlantic)

• Why?

snow

sea ice

PM 2.5 PM 10

израиль 25 60

канада 7.0 22.0

индия 50.0 110

турция 40 60

WHO standards 25 mg/m3 59 mg/m3

Повышенное содержание аэрозолей в воздухе, в

особенности более мелких (РМ2.5), в значительной

степени, являющихся продуктом жизнедеятельности

человека опасно для здоровья людей

Atmospheric Composition

• Most of the

air is N2 and

O2

• Why?

• How much

H2O is

there?

• Lots of

weird stuff

…

Planetary Energy Balance

Energy In = Energy Out 2 2 4(1 ) 4S R R T

o18 CT

But the observed Ts is about 15° C

S = (56 x 10**26 cal/min)/(4x3.14(1.5x10**13cm)**2 = 2.0 ly/min

Vertical Structure is Crucial

• Мир большой но слой атмосферы очень тонок и

большая его часть находится вблизи поверхности

– Около 15% атмосферы находится у нас под ногами.

Водяной пар, двуокись углерода, метан и некоторые

другие газы относятся к числу т.н. парниковых

• Изменения температуры и концентрации газов в

атмосфере с высотой приводят к образованию

парникового эффекта (ПЭ) который спасает нас от

замерзания.

• Без учета ПЭ средняя температура воздуха у

поверхности Земли = -15 С, с учетом = +18 С

В Х1Х и ХХ веках климат на

планете быстро изменялся

Аномалия температуры в июле 2015 относительно среднего

значения за 30 лет

Изменение температуры поверхности Земли за 1901-2005 гг., °С за cтолетие

Серым цветом обозначены регионы, оценка которых затруднена из-за

недостатка данных.

Источник: Четвертый оценочный доклад МГЭИК, 2007.

Межгодовая изменчивость температуры поверхности

Мирового океана по данным разных авторов

Что происходит с климатом Земли?

Факт глобального потепления уже не вызывает сомнений.

Данные метеорологических наблюдений свидетельствуют о том,

что за последние 100 лет средняя температура поверхности

Земли выросла на 0,74 ºС, причем темпы ее роста постепенно

увеличиваются.

Оценки линейных трендов ПТВ за различные периоды

времени

Что происходит с климатом Земли?

Период, годы

Северное полушарие

Южное полушарие

Земной шар

R2 ΔT/10лет R2 ΔT/10лет R2 ΔT/10ле

т

1880-2005 0.62 0.072 0.58 0.055 0.64 0.064

1880-1940 0.64 0.109 0.32 0.046 0.59 0.077

1941-1975 0.30 -0.074 0.02 -0.014 0.21 -0.044

1976-2005 0.68 0.252 0.56 0.116 0.65 0.182

Климат менялся, конечно, и

раньше, но с 19 века начал

активно действовать новый

фактор

Viking exploration: 800 to 1200 AD

Концентрация СО2 и температура

В последние 400 млн лет - подобие между графиками

Свидетельства (МЛП) Малого

Ледникового Периода (1400 – 1750)

• Живопись

• Заболевания

• Пробы льда

• Записи температуры

Gabriele Bella (1733-99) – This painting

is of a portion of a lagoon in Venice that

froze over

Аномалия глобальной температуры воздуха в

отклонениях от среднего за 1961-1990

Возможные причины МЛП

• Вулканическая активность

• Изменения в отражающей способности

• Циклы Миланковича

• Солнечная активность

• Северо Атлантическая Осцилляция

• Естественные газы

Извержения вулканов

• 1815 – Tambora (Indonesia)

• 1835 – Coseguina (Nicaragua)

• 1883 – Krakatau (Indonesia)

Krichak, IsraSWAPS-2011, TAU ,

May 5 2011

Диаграмма составляющих эффектов циклов Миланковича

во времени Ци́клы Мила́нковича (названы в

честь астрофизика Милутина Миланковича) — колебания

достигающего Земли количества солнечной радиации на

протяжении больших промежутков времени. В

значительной мере циклы Миланковича объясняют

происходящие на Земле естественные изменения климата.

Тем не менее, из-за сложных процессов взаимодействия

разных факторов, а также обратной связи, полное

отождествление перемен климата с колебаниями

получаемого Землёй количества солнечной энергии

неоправданно и не может служить достаточно точной

моделью для реконструкции климатических процессов

прошлого и будущего.

Krichak, IsraSWAPS-2011, TAU ,

May 5 2011

Реконструкция солнечных пятен и температуры на основании

радиометрии.

Surface Albedo

• Albedo – the fraction of light that is

reflected back into space and is not

absorbed by the Earth.

• Zero – all sunlight is absorbed

• One – no sunlight is absorbed

Little Ice Age

Sunspots Since

1600

Current

Роль солнечной активности

• Многие ученые предполагают что МЛП

оказался следствием понижения солнечной

активности (уменьшения числа солнечных

пятен)

• Солнечная активность в период (1645 to

1715) минимума Маундера была

пониженной

Sunspots During Little Ice Age Continued

• Maunder Minimum caused a colder sun which

also meant the sun would send out less warmth

to the earth

• During one 30-year span inside the little ice

age astronomers observed only 50 sunspots

• Whereas today astronomers see 40,000-50,000

sunspots in 30-year periods

• During the little ice age the sun dropped in

temperature by around ¼ of a percent

Падение урожая

• Seasons changed by 15-20%

• Growing period shortened to 1-2 months

• The worst of the 17th Century famines

Маловероятные причины МЛП

– Volcanoes – The increased volcanic activity

didn’t start until 1800’s

– Surface Albedo – Causes an increase in the

cooling of the earth due to ice and snow, but the

increased amount of snow needs to be there

beforehand.

– Ocean Atmosphere Conveyor System – This

would have caused a more localized effect

while the Little Ice Age was global

Весьма вероятные причины МЛП

• Низкая солнечная активность

• Другие еще неизвестные естественные

циклы

• Значительное число исследователей

пришли к выводу, что увеличение

солнечной активности ответственно за

половину температурного роста с 1900

года, но не может объяснить рост на

0.4 °C с 1980 г. по настоящее время

Дополнительный рост объясняется повышением концентрации

парниковых газов в атмосфере.

В исследованиях принимались в расчет неодинаковое изменение

светимости Солнца в разных участках спектра, но не

рассматривалось усиление влияния космического излучения при

слабой солнечной активности.

В настоящее время признано что изменение солнечной

активности играло доминирующую роль в начале двадцатого

века, а парниковый эффект был ответственен за потепление в

конце прошлого столетия и будет играть все усиливающуюся

роль в климате планеты.

Тем не менее неизбежны последующие ледниковые периоды

(повторяющиеся каждые 1500 лет).

Помимо роста температуры происходит и ряд других, связанных с

потеплением изменений в сложной и многосвязной системе, какой

является наша «машина погоды» – климатическая система Земли.

Проявляются они в усилении изменчивости погоды (сильные морозы,

сменяющиеся резкими оттепелями зимой, рост числа необычайно жарких

дней летом), в увеличении частоты и интенсивности экстремальных

погодных явлений (штормов, ураганов, наводнений, засух), усилении

неравномерности выпадения осадков, а также таких процессов как таяние

ледников и вечной мерзлоты, подъема уровня океана и т.п. Эти и другие

проявления климатической изменчивости ежегодно становятся причиной

тысяч смертей и наносят ущерб в десятки миллиардов долларов.

Потепление или похолодание?

Часто в различных источниках, в т.ч. научных и средствах массовой

информации, можно услышать о том, что на самом деле в ближайшее

время ожидается не глобальное потепление, а глобальное похолодание.

В прошлом наша планета не раз переживала периоды похолодания и

последующего потепления, связанные с многовековыми естественными

циклическими процессами. Последний ледниковый период был 10.000

лет назад, сейчас мы живем в период межледниковья. Естественно, что

через несколько ТЫСЯЧ лет стоит ожидать глобального похолодания.

Однако, потепление климата, которое происходит сейчас, никак не

вписывается в естественные циклы, к тому же происходит чрезвычайно

стремительно: ведь речь идет не о тысячелетиях, а о сотнях и даже

десятках лет. Никогда еще средняя температура планеты не

изменялась с такой невероятной скоростью: 0,7 градуса за 100 лет, из

них 0,5 – за последние 50. А 11 из последних 12 лет были самыми

жаркими за весь инструментальный период метеорологических

наблюдений. Такая беспрецедентная скорость не характерна для

естественных циклических процессов и оставляет мало шансов

биологическим видам и экосистемам на приспособление к столь

быстрым климатическим изменениям.

Изменения приповерхностной температуры воздуха (ПТВ) формируют режим накопления (расходования) массы горных ледников, морских льдов, в значительной степени покровных ледников и, следовательно, определяют поступление пресных вод ледников в океан.

Кроме того, ПТВ влияет на изменчивость испарения и осадков над океаном, а через изменения температуры поверхности океана вызывают стерические колебания уровня. Поэтому именно ПТВ можно рассматривать как главный определяющий фактор колебаний УМО.

Изменения уровня Мирового океана как индикатор

глобального климата

Изменения уровня Мирового океана как индикатор

глобального климата

Что происходит с уровнем Мирового океана?

Наиболее крупные экономические последствия

повышения уровня Мирового океана:

дополнительные капитальные затраты на берегоохранные

сооружения и перенос объектов инфраструктуры из возможной зоны

подтопления

подтопление крупнейших городов Земли: Лондона, Нью-Йорка,

Токио, С-Петербурга и др.

убытки, связанных с потерями прибрежных земель и переселение

десятков млн. человек;

дополнительные затраты на различные мероприятия в связи с

более частыми наводнениями

суммарный ущерб всех стран в мире при росте глобального уровня

на 1 м может составить примерно 1 триллион долларов США

T сегодня самая высокая за

80000 лет (и возможно) за

последние 20 млн лет

Климат планеты Земля:

вчера, сегодня, завтра.

•Simon O. Krichak

Dept. of Geophysics and Planetary Sciences

Tel Aviv University

shimon@cyclone.tau.ac.il

Доме ученых Тель-Авива 23 декабря в 18:00 (ул.

Леонардо да Винчи 13, ком. 615, Тель-Авив).

Подобие в колебаниях концентрации двуокиси углерода и

температуры воздуха вблизи поверхности

CO2 Concentration in Ice Core Samples andProjections for Next 100 Years

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

Years Before Present(B.P. -- 1950)

CO

2 C

on

ce

ntr

ati

on

(p

pm

v)

Vostok Record

IPCC IS92a Scenario

Law Dome Record

Mauna Loa Record

Current(2001)

Projected(2100)

0100,000200,000300,000400,000(BP 1950)

Projected (2100)

Current (2001)

CO

2 C

on

ce

ntr

ati

on

(p

pm

v)

Projected levels of atmospheric

CO2 during the next 100 years

would be higher than at anytime

in the last 440,000 yrs

Human activities have changed the composition of

the atmosphere since the pre- industrial era

Наблюдаемые изменения в климатической системе Земли ученые связывают с

аномальным ростом концентрации в атмосфере так называемых «парниковых

газов» (углекислый газ, метан, закись азота и др.). Эти газы задерживают

инфракрасное излучение, которое испускает земная поверхность, создавая тем

самым «парниковый эффект». Явление парникового эффекта позволяет

поддерживать на поверхности Земли температуру, при которой возможно

возникновение и развитие жизни. Если бы парниковый эффект отсутствовал,

средняя температура поверхности земного шара была бы значительно ниже,

чем она есть сейчас.

Однако при повышении концентрации парниковых газов увеличивается

непроницаемость атмосферы для инфракрасных лучей, что приводит к

повышению температуры Земли.

В 2007 г. Межправительственная группа экспертов по изменению климата

(МГЭИК) - наиболее авторитетный международный орган, объединяющий

тысячи ученых из 130 стран мира – представила свой Четвертый оценочный

доклад, в котором содержатся обобщенные выводы о прошлых и нынешних

климатических изменениях, их воздействии на природу и человека, а также о

возможных мерах по противодействию таким изменениям. В этом Докладе

говориться, что с 90%-ной вероятностью наблюдаемые изменения климата

связаны с деятельностью человека.

Антропогенное происхождение современных климатических изменений, в

частности, подтверждают палеоклиматические исследования, основанные на

анализе содержания парниковых газов в пузырьках воздуха, вмерзших в лед.

Они показывают, что такой концентрации СО2 как сейчас не было за

последние 750 000 лет (а за эти годы происходило не одно потепление нашей

планеты). Причем по сравнению с доиндустриальной эпохой (1750 г.)

концентрация углекислого газа в атмосфере выросла на треть. Современные

глобальные концентрации метана и закиси азота также существенно превысили

доиндустриальные значения.

Рост концентрации этих трех основных парниковых газов с середины 18 века, по

мнению ученых, с очень высокой степенью вероятности связан с хозяйственной

деятельностью человека, в первую очередь – сжиганием углеродного

ископаемого топлива (т.е. нефти, газа, угля и др.), промышленными процессами,

а также сведением лесов – естественных поглотителей CO2 из атмосферы.

Источники: Okanagan university college in Canada, Department of geography;

University of Oxford, school of geography; United States Environmental Protection

Agency (EPA), Washington 1995; Climate Change 1995, IPCC Report.

Схема парникового эффекта

5 стран с наибольшим количеством

выбросов CO2

2005 2015 2030

Gt Rank Gt rank Gt rank

США 5.8 1 6.4 2 6.9 2

Китай 5.1 2 8.6 1 11.4 1

Россия 1.5 3 1.8 4 2.0 4

Япония 1.2 4 1.3 5 1.2 5

Индия 1.1 5 1.8 3 3.3 3

Китай возглавил список в 2007 году, а Индия стала 3-ей к 2015 году

Source: IEA 2008

Израиль 0.05

Научные споры о причастности человека к глобальному изменению

климата продолжаются. Ведь абсолютное доказательство

антропогенной гипотезы невозможно в принципе: у нас нет второй

Земли, чтобы поставить контрольный опыт, поместив ее в точно

такие же условия, что и нашу Землю, но исключив влияние

человека. Хотим мы того или нет, все суждения о будущем Земли

будут не более чем предположением. Человек, вынужденный

продвигаться в полной тьме по незнакомому помещению, старается

шагать как можно осторожнее. Точно так же человеческой

цивилизации в условиях неопределенности предпочтительнее

исходить из той гипотезы, которая предписывает ей более

осторожное собственное поведение. Именно такой гипотезой и

является антропогенная теория изменения климата.

У антропогенной теории изменения климата есть и другое

преимущество: на сегодня она лучше согласована со всеми

известными нам фактами, чем любая другая теория.

Очевидно, что человек своей хозяйственной деятельностью действительно

оказывает влияние на климат. А учитывая сложность и хрупкость глобальной

климатической системы, может быть достаточно лишь маленькой капли, которая

могла бы переполнить чашу…

Изменения климата уже происходят и, как утверждают прогнозы ученых, в

будущем, вероятно, будут лишь усиливаться. Поэтому вне зависимости от того,

причастен ли к ним человек или нет, необходимо предпринимать меры по

противодействию этим изменениям, сдерживать темпы роста температуры с

тем, чтобы избежать опасных и необратимых последствий для природы,

экономики и общества в будущем. Также уже сейчас надо пытаться

приспособиться (адаптироваться) и минимизировать негативные воздействия

прогнозируемых климатических изменений и максимально эффективно

использовать выгоду от них там, где это возможно.

Здесь же уместно упомянуть один из ключевых принципов Рамочной конвенции

ООН об изменении климата (РКИК ООН) – международного соглашения,

направленного на противодействие глобальным климатическим изменениям,

согласно которому недостаточная научная определенность не должна

использоваться в качестве причины для отсрочки принятия мер, направленных на

предотвращение или сведение к минимуму причин изменения климата и

смягчение его отрицательных последствий.

Исследования ожидаемых изменений климата в

ближайшие десятилетия требуют применения

современных моделей системы океан-атмосфера –

почва – вегетация планеты

В расчетах используются различные сценарии

ожидаемых изменений концентрации

парниковых газов

По прогнозам Межправительственной группы экспертов по

изменению климата (МГЭИК) – наиболее авторитетной

международной организации в области климата – в

ближайшие 20 лет рост температуры составит в среднем

0,2 ºС за десятилетие, а к концу 21 века температура

Земли может повыситься от 1,8 до 4,6 ºС (такая разница в

данных – результат наложения целого комплекса моделей

будущего климата, в которых учитывались различные

сценарии развития мировой экономики и общества).

При сжигании ископаемого топлива углерод из топлива

соединяется с атмосферным кислородом, образуя диоксид

углерода. По мере роста уровня СО2 а атмосфере, уровень

кислорода снижается. Наблюдения показывают снижение

уровня кислорода со скоростью, соответствующей сжиганию

ископаемых видов топлива.

Согласно результатам расчета больший уровень диоксида

углерода приведет к потеплению в тропосфере и к похолоданию

в стратосфере. Причиной является возрастающий

теплоизолирующий эффект в тропосфере, он должен

удерживать больше тепла и не позволять ему достигнуть

стратосферы. Если бы глобальное потепление вызывалось

солнцем, оно приводило бы к росту температур, как в

тропосфере, так и в стратосфере. Наблюдения, как спутниковые,

так и с метеорологических зондов, показывают картину

охлаждения стратосферы и нагрева тропосферы, что

соответствует потеплению от диоксида углерода:

CO2 concentrations, temperature and sea level continue

to rise long after emissions are reduced

Прогнозы МГЭИК на ближайшее столетие

Прогнозируемый рост глобальной температуры поверхности Земли в 21 веке будет наиболее значительным в высоких широтах Северного полушария

МГЭИК 2007

Прогнозы МГЭИК на ближайшее столетие

Количество осадков с высокой степенью вероятности увеличится в

высоких широтах

Сократится в субтропиках и тропиках

Изменение глобального распределения осадков

МГЭИК 2007

Kushnir et al. 2009

Средиземноморский регион

http://ewacc.cyi.ac.cy/docs/Antonio_Navarra.pdf

Что происходит и

может произойти в

будущем с климатом в

Израиле и других

государствах нашего

региона

'הדס סערוני ושות' פרופ: מקור

השינוי בכמות הגשם

השנתית [ באחוזים לעשור]

מרכז ידע להיערכות לשינויי אקלים בישראלICCIC- Israel Climate Change Information Center

משקעים מגמות שנצפו בעבר

статистически не уменьшение

значимое-3.7%-1.1лет 10 за . Годовое количество осадков

на большинстве Уменьшение

станций1-2.5 ימיםлет10 за Количество дней с дождем

Не выявлено значимых изменений Количество случаев выпадения осадков

статистически не Сокращение

значимое

Продолжительность периодов с

осадками

Не выявлено значимых изменений Количество осадков в периоде с дождем

Увеличение длительности значимое

на большинстве станций Периоды без осадков

В Израиле

מרכז ידע להיערכות לשינויי אקלים בישראלICCIC- Israel Climate Change Information Center

מגמות שנצפו בעבר

(2009-1975*) טמפרטורה ברמה העונתית והשנתית

Рост статистически значимый °C0.5 за

10 лет 0.3-.

Среднегодовая температура

Статистически значимый рост.

°C0.78за 10 лет 0.4- . Средняя летняя температура

°C0.1 ל-°C0.36 לעשור.рост

статистически значим на значительной

части станций

Средняя температура зимой

Рост значимый в прибрежной полосе

°C0.1 -°C0.3 за 10 лет . Средне годовой диапазон температур

.התקבלו קצבי שינוי מתונים יותר, 2003-1964במחקרים אחרים שהתבצעו על נתונים מהתקופה *

מרכז ידע להיערכות לשינויי אקלים בישראלICCIC- Israel Climate Change Information

Center

זיהום אויר מגמות שנצפו בעבר הערכה למגמות עתידיות

По-видимому вследствие

уменьшения дней с

дождем и изменений

крупномасштабных

осадках

Рост числа дней с пылью

2.7дней за 10 лет .

Потенциал загрязнения

воздуха крупными

частицами

מרכז ידע להיערכות לשינויי אקלים בישראלICCIC- Israel Climate Change Information

Center

הסביבה הימית מגמות שנצפו בעבר הערכה למגמות עתידיות

Рост статистически не

значимый

Температура поверхности

моря зимой и весной

Рост значимый 0.2°C за

10 лет )2003-1964(

Температура поверхности

моря летом и осенью

Волны высотой более 7 м בשכיחות עליה

рост 4.9см за 10 лет

1992-2000.

После 2000 нет

изменений.

Уровень моря

http://ewacc.cyi.ac.cy/docs/Jos_Lelieveld.pdf

http://ewacc.cyi.ac.cy/docs/Jos_Lelieveld.pdf

http://ewacc.cyi.ac.cy/docs/Jos_Lelieveld.pdf

http://ewacc.cyi.ac.cy/docs/Jos_Lelieveld.pdf

http://ewacc.cyi.ac.cy/docs/Jos_Lelieveld.pdf

http://ewacc.cyi.ac.cy/docs/Jos_Lelieveld.pdf

2015 год скорее всего станет самым жарким за всю историю

метеонаблюдений.

Если не предпринимать никаких действий, то средняя температура может

повысится на шесть градусов по Цельсию или ещё больше.

[

Концентрация СО2 – двуокись углерода в 1960 г

составляла 310, а в 2015 достигла более 400

частей на миллион (в Северном полушарии).

Можно ожидать что 2016 она достигнет 400 в

атмосфере на всем земном шаре.

Согласно результатам исследований

предотвращение дальнейшего потепления климата

требует достижения концентрации СО2 350

частей на миллион.

Сегодня концентрация CO2 возросла до уровня

наиболее высокого за 800,000 years.

Изменение климата как следствие

экономики энергопотребления

Прединдустриальная экономика – преимущественно органическая: практически все продукты, в конечном счете, были производные от солнечной энергии через эксплуатацию лесов и других растительных материалов

Индустриальная экономика: переход к массовому использованию углеводородов в виде угля, нефти, газа

Современный экономический рост – главный двигатель использования ископаемого топлива в качестве источника энергии. При этом, если во второй половине 20-го столетия население земли выросло примерно на 140%, то рост потребления топлива – почти на 400%.

Энергетика в современном мире

Тренды мирового производства

различных видов энергии

International Energy Outlook 2010

Относительная доля производства

различных видов энергии в мире в 2004 году

Энергетика в современном мире

International Energy Outlook 2010

0

5

10

15

20

25

30

1990 1995 2000 2007 2015 2020 2025 2030 2035

United States China India

Figure 14. Shares of world energy consumption in the United States, China, and India, 1990-2035

percent of world total

Projections History

Динамика мирового энергоснабжения (в млн. т эквивалент. топлива ~ 1.5 млн. т твердого топлива)

Год Уголь Нефть Газ Яд. энергия

Гидро-

энергия Всего

1950 884 518 187 - - 1589

1960 1271 1049 458 - - 2778

1970 1359 2355 919 17 269 4919

1980 1708 3088 1311 161 387 6655

1990 2254 3168 1800 453 494 8169

2000 2112 3604 2190 584 614 9104

2004 2778 3767 2420 624 634 10233

137

Качественная оценка истощаемых топливных

ресурсов

/уголь, нефть, газ, уран/ Преимущества

* Высокая плотность энергии

* Высокая степень освоения технологий

от разведки запасов до потребления

* Ориентация мирового хозяйства на

использование ресурсов в качестве

топлива и сырья

* Развитая инфраструктура на всех

стадиях: добыча, транспортировка,

переработка и использование

* Развитая структура подготовки научных

и эксплуатационных кадров

* Развитая структура производства

оборудования и приборов

* Развитая инфраструктура научных

учреждений

Недостатки

* Истощаемость ресурсов

* Глобальное влияние на изменение

климата вследствии эмиссии СО2 ,

теплового загрязнения

* Загрязнение среды обитания человека

отходами производства (жидкие,

газообразные, твердые)

* Неравномерность распределения по

земному шару – источник нестабильности

* Угроза загрязнений среды обитания

человека и пожаров при авариях во время

транспортировки и хранения

* Потенциальная угроза аварий на АЭС с

выбросом радиоактивных веществ и

других техногенных катастроф

* Изменение структуры земной коры

вследствие добычи газа, нефти и угля с

непредсказуемыми последствиями

* Большая потребность в воде

138

Качественная оценка возобновляемых топливных ресурсов

/Солнце, ветер, биомасса, гидроэнергетика большая и малая,

низкопотенциальное тепло/

Преимущества

* Неистощаемость

* Отсутствие дополнительной эмиссии

углекислого газа

* Отсутствие вредных выбросов

* Сохранение теплового баланса планеты

* Доступность использования (солнце, ветер)

* Возможность использования земли для

хозяйственных и энергетических целей

(ветростанции, тепловые насосы, бесплотинные

ГЭС)

* Возможность использования земель, не

приспособленных для хозяйственных целей

(солнечные, ветровые установки и станции)

*Низкая (ничтожная) потребность в воде

(солнечные, ветровые электростанции)

*Невозможность техногенных катастроф (за

исключением мощных ГЭС)

*Повышенная надежность производства

заявленной выработки энергии

Недостатки

* Низкая плотность энергии (солнце, ветер)

* Необходимость использования концентраторов

(солнце)

* Непостоянный, вероятностный характер

поступления энергии (солнце, ветер, в меньшей

степени ГЭС)

* Необходимость аккумулирования в большей

степени для автономных систем

* Необходимость резервирования (солнечная,

ветровая) для автономных систем

* Неразвитость промышленности и отсутствие

инфраструктуры (для России)

* Затопление плодородных земель (большие

ГЭС)

* Локальное изменение климата (большие ГЭС)

139 13

9

Источник: REN21. Renewables 2011. Global status report

Индикаторы состояния и темпы развития ВЭ мира

140

Динамика установленной мощности ВЭС в мире

за период 1996-2011 гг.

141

Динамика установленной мощности ФЭС в мире

за период 1996-2011 гг.

В океане растворено 37,400 гигатонн углерода,

На суше биомасса содержит 2000 – 3000 GT

углерода. В атмосфере находится 720 гигатонн

CO2. Человечество сегодня вбрасывает в

атмосферу 26 гигатонн (миллиардов тонн) СО2

в год. Впрочем, концентрация CO2 в атмосфере

возрастает на 15 гигатонн СО2 в год. Это

нарушает естественный баланс СО2.

CO2 является

наиболее важным парниковым

газом, выбрасываемым

человеком в атмосферу, и на

его долю приходится 63,5 %

от общего вклада в

увеличение радиационного возде

йствия с

1750 г. Его общее содержание ост

авалось практически неизменным

на уровне около 280 млн -

1 до эпохи индустриализации.,

В течение периода 1979-1984 гг. на

долю CO2 приходилось 56 % от

общего увеличения радиационного

воздействия, обусловленного долгоживущими

парниковыми газами. С тех

пор CO2 приобрел большую значимость.

С 1750 г. содержание СО2 в атмосфере увел

ичилось на 38 %, преимущественно по

причине выбросов от сжигания ископаемых

видов топлива, обезлесения и

изменений в землепользовании

В последние годы климат на Земле заметно меняется: одни страны страдают от

аномальной жары, другие от слишком суровых и снежных зим, непривычных для

этих мест.

Экологи говорят о глобальном изменении климата, включающем увеличение

средней годовой температуры, вызывающей таяние ледников, и повышение

уровня Мирового океана. Помимо потепления, происходит также

разбалансировка всех природных систем, которая приводит к изменению режима

выпадения осадков, температурным аномалиям и увеличению частоты

экстремальных явлений, таких как ураганы, наводнения и засухи.

По данным ученых, за десять месяцев 2015 года средняя температура планеты

оказалась на 1,02 °C выше той, которую фиксировали в XIX веке (когда началось

наблюдение за изменениями глобальной температуры). Порог в один градус был

превышен впервые в современной истории. Ученые сходятся во мнении, что

именно деятельность человека - сжигание нефти, газа и угля - приводит к

парниковому эффекту, который вызывает повышение средней температуры.

Эксперты отмечают, что в период между 2000 и 2010 годами наблюдался самый

мощный рост выбросов парниковых газов за последние 30 лет. По данным

Всемирной метеорологической организации, в 2014 году их концентрация в

атмосфере достигла рекордно высокого уровня.

Чем грозит потепление климата

Если государства не начнут всерьез заниматься проблемой охраны окружающей

среды, к 2100 году температура на планете может подняться на 3,7-4,8 °С.

Климатологи предупреждают: необратимые последствия для экологии наступят

уже при потеплении более чем на 2 °С.

Какие же последствия ждут планету, если остановить повышение

температуры не удастся?

Природные катаклизмы

Климатические пояса сдвинутся, изменения погоды станут более резкими

(сильные морозы, сменяющиеся внезапными оттепелями зимой, рост числа

аномально жарких дней летом). Увеличится частота и сила аномальных явлений,

таких как засухи и наводнения.

Связь между изменением климата и возникновением стихийных бедствий

доказали американские ученые, которые обнаружили следы потепления при

изучении тропических циклонов в Тихом океане, необычно высоких летних

температур в Европе, Китае, Южной Корее и Аргентине, а также лесных пожаров

в американском штате Калифорния. Климатические изменения послужили также

катализатором засухи в Африке и на Ближнем Востоке, снежных бурь в Непале и

проливных ливней, вызвавших наводнения в Канаде и Новой Зеландии.

Непригодные для жизни территории

Некоторые страны из-за повышения влажности и высокой средней

температуры к 2100 году могут стать непригодными для жизни. Согласно

исследованию американских ученых, в группу риска попадают Катар,

Саудовская Аравия, Бахрейн, ОАЭ и другие страны Ближнего Востока.

По расчетам климатологов, при текущем темпе роста выбросов

парниковых газов уже к 2070 году средняя температура воздуха в странах

Персидского залива может составить 74-77 °С. Это сделает территории

непригодными для людей. Исключение могут составить крупные

мегаполисы с развитой системой кондиционирования. Но и в них люди

смогут выходить из дома лишь по ночам.

Удар по биологическому разнообразию

По мнению некоторых ученых, мы находимся в середине шестого по счету

в истории Земли массового вымирания видов. И на этот раз данный

процесс вызван действиями человека. Если потепление климата не

остановить, многие экосистемы, виды живых существ, которые в них

входят, станут менее разнообразными, менее насыщенными.

Существуют прогнозы исчезновения до 30-40% видов растений и

животных, поскольку их среда обитания будет изменяться быстрее, чем

они смогут приспособиться к этим изменениям.

Нехватка питьевой воды, голод и эпидемии

Эксперты ООН предупреждают, что потепление отрицательно скажется на

урожайности, особенно в слаборазвитых странах Африки, Азии и Латинской

Америки, что приведет к продовольственным проблемам. По данным ученых, к

2080 году число людей, сталкивающихся с угрозой голода, может увеличиться на

600 млн человек.

Другим важным последствием климатических изменений может стать нехватка

питьевой воды. В регионах с засушливым климатом (Центральная Азия,

Средиземноморье, Южная Африка, Австралия и т. п.) ситуация еще более

усугубится из-за сокращения количества осадков.

Голод, нехватка воды, а также миграция насекомых может привести к увеличению

эпидемий и распространению в северных районах таких тропических болезней

как малярия и лихорадка.

Изменения климата могут коснуться не только здоровья людей, но также

повысить риск политических разногласий и конфликтов за доступ к водным и

продовольственным ресурсам.

Непригодные для жизни территории

Некоторые страны из-за повышения влажности и высокой средней температуры к

2100 году могут стать непригодными для жизни. Согласно исследованию

американских ученых, в группу риска попадают Катар, Саудовская Аравия,

Бахрейн, ОАЭ и другие страны Ближнего Востока.

По расчетам климатологов, при текущем темпе роста выбросов парниковых газов

уже к 2070 году средняя температура воздуха в странах Персидского залива

может составить 74-77 °С. Это сделает территории непригодными для людей.

Исключение могут составить крупные мегаполисы с развитой системой

кондиционирования. Но и в них люди смогут выходить из дома лишь по ночам.

Удар по биологическому разнообразию

По мнению некоторых ученых, мы находимся в середине шестого по счету в

истории Земли массового вымирания видов. И на этот раз данный процесс вызван

действиями человека. Если потепление климата не остановить, многие

экосистемы, виды живых существ, которые в них входят, станут менее

разнообразными, менее насыщенными.

Существуют прогнозы исчезновения до 30-40% видов растений и животных,

поскольку их среда обитания будет изменяться быстрее, чем они смогут

приспособиться к этим изменениям.

Парижская конференция и новое соглашение

12 декабря 2015 года на Всемирной конференции ООН по

климату в Париже 195 делегаций со всего мира одобрили

глобальное соглашение, которое должно прийти на смену

Киотскому протоколу, срок действия которого заканчивается

в 2020 году.

Церемония подписания договора по климату запланирована

на 22 апреля 2016 года. Соглашение вступит в силу после

того, как оно будет ратифицировано 55 странами, на которые

приходится по крайней мере 55% от общего объема

глобальных выбросов парниковых газов.

Основные положения документа

Главная цель нового договора, которую подтвердили все страны-участницы, - добиться

значительного снижения выбросов парниковых газов и тем самым удержать повышение средней

температуры на планете в пределах 1,5-2 °C.

В настоящее время усилий мирового сообщества не достаточно для сдерживания потепления,

отмечается в документе. Так, уровень совокупных выбросов рискует достигнуть отметки в 55

гигатонн в 2030 году, в то время как, по подсчетам экспертов ООН, эта максимальная отметка

должна составить не более 40 гигатонн. "В этой связи странам - участницам Парижского

соглашения необходимо предпринять более интенсивные меры", - подчеркивается в документе.

Договор имеет рамочный характер, его участникам еще предстоит определить объемы выбросов

парниковых газов, меры по предотвращению изменения климата, а также правила выполнения

этого документа. Но ключевые положения уже согласованы.

Участники соглашения обязуются:

• принять национальные планы по снижению выбросов, технологическому перевооружению

и адаптации к климатическим изменениям; данные обязательства государства должны

пересматривать в сторону усиления каждые пять лет;

• планомерно снижать выбросы CO2 в атмосферу; для этого к 2020 году необходимо

разработать национальные стратегии перехода на безуглеродную экономику;

• ежегодно выделять в Зеленый климатический фонд $100 млрд для помощи слаборазвитым и

наиболее уязвимым странам. После 2025 года эта сумма должна быть пересмотрена в сторону

увеличения "с учетом потребностей и приоритетов развивающихся стран";

• наладить международный обмен "зелеными" технологиями в сфере энергоэффективности,

промышленности, строительства, сельского хозяйства и т. д.

На момент завершения саммита предварительные планы по сокращению эмиссий

парниковых газов представили 189 государств. Пять стран, на долю которых

приходится наибольший объем выбросов, предоставили следующие цифры по их

снижению по отношению к 1990 году:

• Евросоюз - 40%;

• Россия - 30%;

• США - 12-14%;

• Китай - 6-18%;

• Япония - 13%.

Официально страны должны озвучить свои обязательства по сокращению

выбросов парниковых газов в день подписания документа. Важнейшее условие -

они должны быть не ниже, чем уже заявленные цели в Париже.

Для мониторинга выполнения Парижского соглашения и взятых на себя странами

обязательств предлагается сформировать специальную рабочую группу.

Планируется, что она начнет работу уже в 2016 году.

На ноябрь 2015 план действий в Израиле.

Как сообщает министерство экономики, план содержит обещание до 2030 года

сократить выбросы парниковых газов на 25% , довести долю возобновляемых

источников энергии в общем энергопотреблении до 17%, одновременно

сократив потребление электроэнергии на 17%, а общий километраж пробега

частного автотранспорта — на 20%.

Использованные материалы https://www.google.co.il/webhp?sourceid=chrome-

instant&ion=1&espv=2&ie=UTF-8#q=ginzburg_eco_climate

http://www.eoearth.org/view/article/154612/

http://www.grida.no/graphicslib/

https://en.wikipedia.org/wiki/2015_United_Nations_Climate_Change_Conference

http://www.slideshare.net/ipcc-media/ss-53011080

http://www.slideshare.net/ipcc-media/the-ipcc-and-the-fifth-assessment-report-

53010897?related=1

https://www.wmo.int/media/content/wmo-2015-likely-be-warmest-record-2011-

2015-warmest-five-year-period

http://cc.voeikovmgo.ru/images/sobytiya/2015/10/Bezrukih.pdf

http://www.sviva.gov.il/english/Pages/HomePage.aspx

http://cib.knmi.nl/mediawiki/index.php/2015:_second_warmest_year_on_record_i

n_Europe

http://pressmia.ru/pressclub/20151216/950581005.html

http://www.climatechange.ru/node/117

http://www.climatechange.ru/node/118

http://tass.ru/spec/climate

Спасибо за внимание