Что такое глобальное потепление: как жарко может стать на Земле?

15 392 просмотра
Об авторе

Глобальное потепление

В далеком прошлом Земля была намного жарче, чем сегодня, а значит глобальное потепление может серьезно накалить планету. В последнее время на ней и так становится все теплее. В ноябре 2015 года британцы получили самые жаркие ноябрьские деньки из всех, что были в Великобритании с начала ведения записей. Вскоре после этого последовали новости от Всемирной метеорологической организации: 2015 год, вероятнее всего, станет самым жарким годом с начала ведения записей.

Мировые температуры стали на 1 градус по Цельсию выше доиндустриального уровня. Это половина от политически согласованного верхнего предела в 2 градуса, который был установлен мировыми лидерами в 2009 году. Все идет к тому, что температура мира будет становиться все выше и выше. Насколько жаркой может стать Земля? Существует ли какой-нибудь предел потепления, к которому могут привести действия людей?

Земля

Изменения климата Земля переживала и раньше. Планета прошла через бесчисленное количество температурных колебаний за свою 4,6-миллиардолетнюю историю, от «земли-снежка» до палящей тропической жары. И несмотря на все эти изменения, Земля всегда возвращается примерно в тот же диапазон температур. Потому что у нее есть механизмы для управления собственной температурой.

Один из них — парниковый эффект. Парниковые газы в воздухе, в основном диоксид углерода, метан и водяной пар, улавливают излучение Солнца и действуют как тепловое одеяло вокруг планеты. Без парникового эффекта средняя температура на Земле составляла бы -18 градусов по Цельсию, и планета была бы покрыта льдом. Известная нам жизнь вряд ли смогла бы выжить. Парниковый эффект, безусловно, хорошая вещь, но, как и со всеми хорошими вещами, его может быть чересчур много.

Потепление

Люди были здесь относительно недолго, но успели стать самым важным фактором изменения климата на планете. Сжигая ископаемое топливо и вырубая деревья, мы выпускаем все больше и больше углекислого газа в атмосферу, и это приводит к росту температуры.

В период между 2000 и 2010 годом наши темпы выбросов умножились в четыре раза по сравнению с предыдущим десятилетием, и пока нет никаких признаков, что эта тенденция повернется вспять. Вопрос в том, как сильно эти парниковые газы нагреют планету в ближайшие десять и сто лет?

Чтобы спрогнозировать состояние планеты в будущем, ученые строят компьютерные модели, имитирующие то, что произойдет с климатом Земли. Эти модели очень сложные, но в большей степени полагаются на базовую физику, вроде поведения воздуха и воды. Совмещая техногенные и природные изменения, эти модели могут оценить, как изменится климат при выбросе определенного количества парниковых газов.

Эти прогнозы были оформлены в доклады Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК, IPCC) в последний раз в 2013-2014 годах. Из них следует, что если наши выбросы парниковых газов будут увеличиваться в таком же темпе, как за последние 50 лет, к концу века мир будет как минимум на 4 градуса по Цельсию теплее, чем был до промышленной революции.

Но к концу столетия потепление не прекратится.

Ветряки

Чем дальше мы заглядываем в будущее, тем сложнее предсказать, что случится.

Согласно моделям, мы достигнем уровня на 7 градусов выше доиндустриального к 2200 году, но при условии, что мы прекратим выпускать парниковые газы, температура стабилизируется. Но учитывая сложность земного климата (а это комплексная система), в этом никто не может быть уверен. По мере потепления климата, некоторые процессы могут запустить еще большее потепление.

К примеру, в более теплом мире снег и лед растают, обнажив темную землю, которая будет поглощать солнечное тепло, а не отражать его. С поверхности будет испаряться больше воды, и этот дополнительный парниковый газ в виде водяного пара будет удерживать еще больше тепла.

Океаны замедляют изменение климата, поскольку в них растворятся углекислый газ из воздуха. Но более теплые океаны смогут удержать меньше углекислого газа, а значит он будет больше оставаться в атмосфере.

Эти последствия относительно хорошо понятны, но другие сложнее отследить: к примеру, как изменение облачного покрова повлияет на климат или что будет, когда взлетит метан, замкнутый в вечной мерзлоте на полюсах. Климатические модели могут делать прогнозы лишь на основе того, что нам известно, поэтому если температуры поднимутся выше ожиданий людей, их прогнозы будут менее надежны.

Таким образом, вместо того чтобы пытаться предсказать, как будет меняться климат, мы можем применить другой подход: взглянуть, что происходило в прошлом.

Пустыня

Примерно 55 миллионов лет назад Земля пережила одно из самых быстрых повышений температуры в своей истории.

Во время «палеоцен-эоценового теплового максимума» средняя температура на поверхности моря доходила до 10 градусов по Цельсию, по сравнению с -2 сегодня. То были времена, когда пальмовые деревья росли далеко на севере от полярного круга, а на полюсах совершенно не было льда. Некоторые виды процветали в изнуряющей жаре, другие же были уничтожены.

Очевидно, основным двигателем были парниковые газы. Огромное количество метана вышло из морского дна в атмосферу планеты, усугубив парниковый эффект. Правда, не совсем понятно, как это произошло. Выдвигались варианты с вулканическими извержениями или столкновением кометы, но, скорее всего, Земля уже постепенно нагревалась по другой причине. Достигнув определенной температуры, хранилища метана под морским дном стали нестабильными.

Венера

Этот период демонстрирует очевидные параллели с современным миром. В частности, импульс парниковых газов, который запустил потепление, тогда был примерно эквивалентен тому, что могли бы выпустить люди, если бы сожгли все извлекаемого ископаемое топливо. Эти газы нагрели бы планеты минимум на 5, а может, и на 8 градусов за пару тысяч лет.

Это предел или же планета может быть еще жарче, чем во время ПЭТМ?

Существует теоретический механизм, который может серьезно перегреть Землю: нарастающий парниковый эффект.

Мы уже видели, что нагрев планеты выпускает больше парниковых газов, вызывая еще большее потепление. В теории, этот самоподпитывающийся механизм может стать неостановимым, нагрев планету на сотни градусов.

На Земле такого никогда не было: а если бы было, то не было бы нас. Но ученые считают, что это произошло с ближайшей к нам планетой Венерой 3-4 миллиарда лет назад.

Венера ближе к Солнцу, чем Земля, поэтому начинала с температуры повыше. Температура на ее поверхности поднялась настолько, что вся жидкая вода испарилась в воздух. Этот водяной пар уловил еще больше тепла, а отсутствие воды на поверхности означало, что негде было удерживать диоксид углерода.

Это привело к экстремальным парниковым условиям. В конце концов все пары воды были потеряны в космосе, и Венера осталась с атмосферой, на 96% состоящей из диоксида углерода. Теперь на этой планете средняя температура 462 градуса. Это достаточно горячо, чтобы расплавить свинец; Венера является самой горячей планетой в Солнечной системе, обходя по этому параметру даже Меркурий, который ближе к Солнцу и буквально «отполирован» его жестоким воздействием.

Все идет к тому, что Землю может постичь подобная катастрофа через пару миллиардов лет.

Земля

По мере старения Солнца, оно медленно выжигает свое топливо и становится красным гигантом. Однажды оно станет таким ярким, что Земля уже не сможет рассеивать лишнее тепло в космос. Поверхностная температура планеты вырастет, вскипятит океаны и запустит парниковый эффект, который положит конец любой известной жизни и превратит Землю в выпечку под толстым саваном двуокиси углерода.

Впрочем, это произойдет не скоро, поэтому эта проблема не первостепенная. Вопрос в том, сможем ли мы самостоятельно запустить нарастающий парниковый эффект?

В 2013 году было опубликовано исследование, которое показало, что это возможно, если мы высвободим поистине ошеломляющее количество углекислого газа. Сейчас этого газа в воздухе 400 частей на миллион (до промышленной революции было 280 чнм). Чтобы запустить нарастающий парниковый эффект, нам придется поднять этот показатель до 30 000 чнм.

Мы могли бы в 10 раз увеличить объем углекислого газа, если бы сожгли все известное ископаемое топливо. Существуют и другие источники парниковых газов, вроде метана на дне морском, который убежал во время ПЭТМ, так что исключать этот вариант не стоит. Но кажется очень маловероятным, что мы волей или неволей превратим планету в Венеру.

Также это не означает, что подогрев планеты будет безопасным для нас. Подъем температуры даже на пару градусов вызовет нежелательные эффекты. Отдельные части планеты и без того слишком жаркие, чтобы люди могли там жить.

Венера

В самом горячем месте на Земле сегодня, вроде калифорнийской Долины Смерти, температура может превышать 50 градусов по Цельсию. Такая жара опасна, но при должных мерах с ней можно жить. Потому что воздух сухой и мы можем остужать себя за счет пота.

Если воздух будет одновременно горячим и влажным, как в тропических джунглях, с температурой будет сложнее справиться. Влажность воздуха означает, что пар медленнее испаряется, а значит сложнее остыть.

Лучший способ оценить сочетание тепла и влажности — измерить «температуру по влажному термометру». Это температура, которую покажет термометр, если обернуть его во влажную ткань и направить на него поток воздуха из вентилятора. Если вы потеете, это самая низкая температура, до которой вы могли бы охладить свою кожу.

Люди должны поддерживать температуру тела в 37 градусов. Чтобы убедиться, что мы всегда можем остыть, поддерживаем температуру кожи близкой к 35 градусам. Это означает, что температура влажного термометра в 35 градусов или выше, если бы ее поддерживали дольше, чем пару часов, была бы фатальной. Даже если бы мы могли ее пережить, нам пришлось бы сидеть неподвижно.

Даже в самых жарких тропических лесах максимальная зарегистрированная температура по влажному термометру никогда не превышала 31 градус. Это потому что жаркий и влажный воздух нестабилен. Он поднимается, а его место занимает воздух похолоднее, что становится причиной тропических ливней.

Но это может измениться.

Земля

Воздух может подниматься, только если воздух вокруг него холоднее и плотнее. Поэтому если изменение климата нагреет тропики, этот воздух будет еще жарче и влажнее, прежде чем начнет подниматься. Исследование, опубликованное в 2010 году, показало, что с каждым повышением средней глобальной температуры на 1 градус максимальная температура влажного термометра будет подниматься на 0,75 градуса.

Это, в свою очередь, приводит к пугающим выводам. Подъем глобальной температуры на 7 градусов, с которым мы можем столкнуться уже к 2200 году, превратит некоторые части земного шара в совершенно непригодные для жизни людей. Повышение же на 12 градусов сделает половину Земли необитаемой.

Конечно, мы могли бы попытаться адаптироваться, устанавливая множество оборудования для кондиционирования воздуха. Но, помимо дороговизны этой затеи, это также заточит людей в тюрьме внутри зданий на дни или недели.

Земля

Даже если не доводить все до крайности, согласно текущей тенденции Земля станет на 4 градуса теплее к концу этого века, чем была до промышленной революции, и на 3 градуса теплее, чем сейчас. Это не убьет нас непосредственно и не сделает части планеты необитаемыми, но все равно создаст огромное потрясение.

20 000 лет назад Земля была на 4 градуса холоднее, чем сейчас. Этот период известен как «последний ледниковый максимум». Льды покрывали большую часть Канады и северной Европы, включая все Британские острова.

С тех пор Земля нагрелась на 4 градуса. Этого было достаточно, чтобы счистить льды с Европы и Северной Америки. Таяние льда привело к повышению уровня моря на десятки метров и утопило много мелких островов. Когда вы это понимаете, нетрудно представить, к чему могло бы привести очередное потепление на 4 градуса.

По материалам BBC

Что такое глобальное потепление: как жарко может стать на Земле?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

32 комментария

  1. Castaneda

    На днях про глобальное похолодание читал "тысячелетний микроледниковый период"...прикупил шерстяные носки! Получается зря потратил деньги(

  2. donkeypuh

    Учитывая популярный антииндустриальный миф про глобальное потепление, статья написана почти в нейтральном тоне. Не учтены 3 момента:
    1. Ссылаться на участников "Климатгейта", как на источник, заслуживающий доверия - значит распространять дезинформацию.
    2. Температурные графики - сложные, многокомпонентные и в зависимости от периода рассмотрения - можно выбрать и восходящую тенденцию и нисходящую. Мы действительно, живем в период длительного похолодания, с периодом, превышающим существование человеческой цивилизации. С другой стороны, со времени индустриальной революции- наблюдается повышающая тенденция. Этим, собственно и пользуются климатические алармисты, "пилящие" гранты, премии и даже страновые квоты на выделение углекислого газа.
    3. Человеческий вклад в выделение и потребление парниковых газов сложен:
    3.1. Мы выделяем углекислый газ и метан (пердят коровы и двуногие), значительно меньше, чем вулканы.
    3.2. Но мы увеличиваем выделение водяного пара в атмосферу, собственно, непонятно, значимо по сравнению с природными источниками или нет.
    3.3. Мы выделяем с выхлопами, дымом и прочими следами нашей деятельности пыль, сажу в атмосферу, что приводит к затемнению атмосферы и снижает нагрев от Солнца.
    3.4. Активно рубим леса - снижается потребление углекислого газа.
    4. И напоследок, факторы:
    4.1. При повышении температуры, излучать поверхность станет больше в инфракрасном диапазоне, пропорционально температуре в кельвинах в четвертой степени.
    4.2. С увеличением температуры идет взрывной рост биосферы, растет потребление углекислого газа до тех пор, пока парниковый эффект не снизится до следующего ледникового периода. Это и есть "климатический оптимум". Расцвет империй, торговли, ремесел. Похолодание - засухи, крушение Римской империи, переселение народов, катастрофа бронзового века, эпидемии чумы и прочая прелесть.
    4.3. Основной потребитель углекислого газа - это океанские водоросли. Чем больше мы сбрасываем через реки фосфатов, органических загрязнений, азотных удобрений, тем больше рост морской биомассы (эвтрофикация) с большим потреблением углекислого газа.
    4.4. Повышение температуры в принципе увеличивает перемешивание водных слоев в океане, увеличивает лабильность и количество океанских течений, прогреваются придонные слои, начинает выделятся гидратированный метан, обладающий более сильным парниковым эффектом, чем двуокись углерода.
    4.5. Начинает таять вечная мерзлота - принципиально увеличивается поверхностная плотность биомассы на огромных территориях, но увеличивается эмиссия метана из болот, занимающих на севере огромную площадь.
    4.6. Все что мы творим - лишь жалкое подобие величию природных процессов, как по масштабу, так и по длительности.
    Рассмотрев все эти факторы, ну никак не верится в повышение температуры на 4 и более градуса.
    Хотя здорово было бы, в Сибири кукурузу выращивать (площадь для расселения пары миллиардов человек) и под Москвой - бананы с арбузами.

    • VZH

      Так почему потепление миф то? Ледники же всетаки тают...

      • mr Vanya

        Не совсем. "Учёные" жонглируют статистикой, как обезьянки бананами. Вот что например писали в 2013-ом

        "Сравнительно прохладное лето нынешнего года стало причиной существенного увеличения ледников в Арктике. Новым льдом в регионе покрылось около 1,6 миллиона квадратных километров, сообщает британское издание The Telegraph.
        Эти ледяные поля протянулись от берегов Канады до северного побережья России. В частности, северо-западный проход из Атлантического в Тихий океан так и не очистился в этом году ото льда, что внесло коррективы в транспортные маршруты ряда корабельных компаний.
        В публикации газеты утверждается, что на Земле после потепления конца прошлого - начала нынешнего века начинается новый период похолодания, который продлится последующие 40 - 50 лет."

  3. mr Vanya

    Хочу потепление!
    :-))

  4. kaeban222

    Короче, ничего страшного, выдыхаем и идем сжигать что осталось))

  5. Аноним

    Такое... Сколько говорили о них, я все равно в них не верю в эти катаклизмы) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  6. VinniThePuh

    Раньше или позже, но дешевая термоядерная энергия все-таки появится, и жечь нефть и газ станет очень дорого. В таком случае планету в итоге ждет скорее похолодание, чем потепление.

  7. dawson.white

    Все равно не избежать этих циклов. Сами же говорят, что и без людей в прошлом были и ледниковые периоды и жаркие периоды. Все это будет очень постепенно, адаптируемся, а избежать не избежим никак. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  8. SeraphM

    Это лето с трудом перенёс, видимо не долго мне осталось... Хотя меня и сейчас пытаются убить, топя батареи.
    Да я в принципе чувствую жуткий дискомфорт, когда хоть чуточку начинаю потеть, жизнь боль...
    Хотя странно, в детстве не было сильного дискомфорта даже в +30, а сейчас +25 кажется каторгой... (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  9. botancik

    думаю чем мы меньше бедем влиять на климат тем проще предсказать что будет..... (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  10. zar

    Людям пофиг - они живут здесь и сейчас.

    • 0.5l

      они и дальше будут жить - только не в таком колличестве

    • Sceptic

      где это пофиг, если есть киотский протокол, катализаторы для машин и тп?

    • amd212

      У некоторых 70% территории под вечной мерзлотой.
      Пара, тройка лишних градусов нам не помешает. :-)
      А если серьёзнее - фигня всё это. От солнечной активности климат планеты зависит гораздо больше чем от наших фабрик. За год человек сжигает столько энергии, сколько солнце поставляет нам на Землю в течении одной минуты.

      • donkeypuh

        В позднее советская время, когда у нас появилась экологическая сознательность, была популярная страшилка про тепловое загрязнение атмосферы. Мол, выделение тепла с градирен, промышленности и вообще неизолированных трубопроводов и жилья что-то нехорошее делает с природой. В принципе, даже термоядерная энергетика этой проблемы не решит, потому что будет работать по тому же паровому циклу Ренкина с охлаждением отработанного пара турбин на конденсаторах со сбросом этого тепла в водоемы или градирни. Ну, посчитал я как-то ориентировочный приток теплоты от всей мировой энергетики - получилось меньше миллионной доли процента от солнечного излучения, не говоря уже про вулканическую деятельность, тепло от мантии, разогрев от приливных сил от Луны и Солнца.

      • Sceptic

        Про парниковый эффект в школах уже не рассказывают? Деградация...

  11. storm X

    Давно на сайт не заходил. Сморю- а тут такая научно-объяснительная статья! А это статья оказалась копипастом по мотивам ВВС (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  12. 2346676

    Товарищи копипастеры этой и будущих статей. Если вы переводите англоязычные тексты, будьте любезны, переводите ГРАМОТНО! (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.