[image]

Изменения климата 2

 
1 15 16 17 18 19 20 21
LT Bredonosec #29.10.2021 13:34  @DustyFox#26.10.2021 13:06
+
-
edit
 
DustyFox> По фотографии не понятно, каков у зверюги размер, но кажется монстром!
Где-то было фото на фоне большого строительного ножа, там видно, что порядка 10 см.
   78.078.0
RU DustyFox #29.10.2021 14:02  @Bredonosec#29.10.2021 13:34
+
+1
-
edit
 

DustyFox

аксакал
★★☆
DustyFox>> По фотографии не понятно, каков у зверюги размер, но кажется монстром!
Bredonosec> Где-то было фото на фоне большого строительного ножа, там видно, что порядка 10 см.

Нихрена себе там у вас мясо бесхозное гуляет! :D Точно китайцев на вас нет...
   93.093.0
LT Bredonosec #29.10.2021 14:05  @DustyFox#29.10.2021 14:02
+
-
edit
 
DustyFox> Нихрена себе там у вас мясо бесхозное гуляет! :D Точно китайцев на вас нет...
и французов. В прошлом году было нашествие (виноградных?) больших улиток. Говорили, мол чуть не в кулак размером, но я огородом не занимаюсь, не в курсе..
   78.078.0
RU Zenitchik #08.11.2021 17:21  @DustyFox#29.10.2021 14:02
+
-
edit
 

Zenitchik

старожил

del не на тот пост ответил
   94.0.4606.11494.0.4606.114
RU Zenitchik #08.11.2021 17:23  @Bredonosec#29.10.2021 14:05
+
-
edit
 

Zenitchik

старожил

Bredonosec> и французов. В прошлом году было нашествие (виноградных?) больших улиток. Говорили, мол чуть не в кулак размером, но я огородом не занимаюсь, не в курсе..

Моллюски - промежуточные хозяева разных стрёмных паразитов. Порой - очень стрёмных. Я бы диких улиток есть побоялся.
   94.0.4606.11494.0.4606.114
LT Bredonosec #08.11.2021 17:43  @Zenitchik#08.11.2021 17:23
+
-
edit
 
Zenitchik> Моллюски - промежуточные хозяева разных стрёмных паразитов. Порой - очень стрёмных. Я бы диких улиток есть побоялся.
да, помню про кандидата на дарвина, который на спор сожрал виноградную улитку, а позже погиб от паразита в мозгу. Потому даже не рассматриваю всерьез предложения про "сьесть" :)
   78.078.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Интересное про древние изменения климата, ледниковые периоды и их механизмы.

Лёд, СО2 и время • Библиотека

Я могу рассматривать сегодняшние изменения климата только с точки зрения того, что я знаю о климатах прошлого; я реконструирую природные обстановки последней геологической системы четвертичного периода, чей возраст чуть меньше трех миллионов лет. Такие знания оказались необычайно полезными в последнее время. Неожиданно выяснилось, что не только «Настоящее — ключ к пониманию прошлого»*, но и прошлое — ключ к пониманию настоящего и даже будущего. //  elementy.ru
 
На сегодняшний день ледниковые периоды сменяются межледниковыми, т. е. климат Земли меняется радикально раз в 100 тыс. лет по той причине, что Земля в результате совокупного положения всех трех орбитальных изменений получает большее количество солнечной радиации на свою поверхность.

Мы живем не так долго. Что-то должно объяснить и наши мелкие проблемы с климатом.
2. События Дансгаарда — Эшгера и новое понимание роли CO2

В то время как форсирующие оледенения орбитальные циклы имеют синусоидальные колебания, циклы ледниковых и межледниковых периодов не являются простыми синусоидами. Ледниковые периоды, наоборот, резко заканчиваются, а начинаются постепенно, что указывает на сложные обратные связи между этими процессами.

После того как впервые были получены и исследованы ледяные керны из Гренландских колонок с очень высоким временным разрешением, стало очевидно, что в климате происходят резкие кратковременные изменения в течение 100–10 000 лет. Таким образом, на фоне орбитальных изменений климата существуют и кратковременные, которые для жизни человека гораздо важнее.
 



Первоначальное предположение о том, почему произошли события Дансгаарда — Эшгера, предложено Валли Брокером [6] и оно остается преобладающим мнением до сих пор. Это конвейер, являющийся частью крупномасштабной циркуляции океана, регулируемый глобальным градиентом плотности, создаваемым температурой поверхности океана и приносом пресной воды. Он отвечает за крупномасштабный перенос водных масс в океане, включая перенос кислорода в глубокие слои океана. Весь круговорот занимает ∼2000 лет [7].

Этого графика, без которого теперь вы не найдете ни одного учебника по любым наукам о Земле, не существовало всего 30 лет назад! Мы все знали со школьной скамьи о существовании Гольфстрима, но мы не знали, что это всего лишь часть глобального «конвейерного пояса» течений и что симметрично поверхностным течениям, переносимым ветром, существует придонные холодные течения, регулируемые разницей в температуре, солености и плотности океанической воды в разных широтах планеты. Но открытие Брокера было не в том, что существуют придонные течения (это выяснялось постепенно с усовершенствованием методов исследования океана), а в том, что этот конвейер имеет свойство заглушаться при резких потеплениях на поверхности Земли. И возобновляться при похолоданиях.
 




Третий механизм климатических изменений: «закрытие» опрокидывающейся термохалинной циркуляции, вызванное потеплением и сопровождающееся последующим резким похолоданием.

Итак, мы поняли, что циркуляция атмосферы и океана, сложным, но всё же понятным переносом вещества и энергии может изменять климат Земли, если не в такой же степени, как орбитальные циклы Миланковича, но в очень значительной, и гораздо быстрее! Эти изменения, в отличие от орбитальных циклов, происходят резко и не вполне регулярно, и они всегда сопровождаются параллельным ростом и падением концентрации углекислого газа в атмосфере, что нам доказывают многообразные палеоклиматические данные.

Но и это еще не всё.

3. Событие Хайнриха
 


Самый важный вывод из этой работы, как в дальнейшем показал В. Брокер [9], Х-событие, заглушает Атлантическую меридиональную термохалинную циркуляцию (АМТЦ) в Северной Атлантике и приводит к резкому похолоданию на Европейском континенте и даже сказывается глобально на всей планете! Это заключение заставило по-новому посмотреть на Д—Э-события, и после многолетних исследований было установлено, что каждое из них сопровождалось ослаблением, но не полной остановкой АМТЦ.

Также выяснилось, что Антарктические ледяные колонки очень слабо или никак не проявляют Д—Э-события [10]. Еще годы исследований. И вот научное сообщество приходит к выводу, что события Д—Э отчетливо проявляются только в Северном полушарии, а события Хайнриха глобальны [11]. Их периодичность 6–10 тыс. лет. Как можно видеть (рис. 5), цикл событий Д—Э во время ослабления завершается пиком события Хайнриха.

Теперь мы знаем, что наряду с «тысячелетними» изменениями климата Д—Э, вызванными обратной связью системы АОС, существуют 7–10-тысячелетние Х-события, которые приводят к резкому изменению термохалинной циркуляции, а именно ее ослаблению или полному закрытию. Особенно важно знать, что все эти события неизменно сопровождаются соответственным ростом или падением СО2 в атмосфере. И как мы ниже увидим, не только в ней.

Итак, в долгосрочной перспективе изменения объема ледников и ледяных щитов, а значит, и климат Земли контролируются астрономическим воздействием солнечной инсоляции. Однако на коротких тысячелетних отрезках времени обратные связи в атмосфере, океане и на суше существенно трансформируют эту взаимосвязь. К счастью, мы учимся ее понимать.
 



Революционное открытие Хайнриха и Брокера: небольшое потепление может привести к закрытию глобальной океанической циркуляции и резкому похолоданию.

Мы не можем остановить тектонический термостат Земли, но мы можем его поломать.

Углекислый газ не оседает в атмосфере, достигая концентрации на изотерме 270 K, как вода, а продолжает насыщать собою атмосферу, поднимаясь всё выше и достигая уровня 220 К, продолжая отражать инфракрасное излучение от поверхности. Это делает углекислый газ исключительным.
 
   56.056.0
Это сообщение редактировалось 12.11.2021 в 21:00

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

Лёд, СО2 и время — 2 • Библиотека

В предыдущем выпуске «ТрВ-Наука» Борис Штерн и Игорь Эзау уже дали важные объяснения парниковому эффекту. И мы уже знаем, что СО2 играет чрезвычайно важную роль в регулировании температуры поверхности планеты. Чтобы понять роль углекислого газа в формировании климата Земли, нам придется проделать небольшой экскурс в ее механизм. //  elementy.ru
 



....

Если в процессе выветривания силикатные породы разрушаются на суше, растворяясь водой, то реками и ручьями или грунтовыми водами они переносятся в океан. После того, как растворенный кальцит и кремнезём достигают океана, морские организмы используют их для формирования своих панцирей и раковин (или скелетов — в случае с кораллами). Их количество регулирует поглощение СО2 из атмосферы и суши.

Да, у Земли существует механизм самобалансирования углерода.

Потоки СО2 в результате выветривания и дегазации малы по сравнению с другими потоками, но если бы они были разбалансированы, например, если бы прекратилась дегазация, весь СО2 в атмосфере был бы израсходован на химическое выветривание за несколько сотен тысяч лет. Земля старше четырех миллиардов, так что, если проследить всю ее историю, можно сделать вывод, что потоки СО2 из продуктов выветривания, идущие в океан, и из дегазации, идущие в атмосферу, должны были быть сбалансированы. Земле удается сбалансировать эти потоки, находя правильную концентрацию СО2, это механизм стабилизации климата, называемый СО2-термостатом силикатного выветривания, или силикатно-карбонатным балансом. Иными словами, химическое выветривание силикатных пород контролирует климат, поглощая атмосферный углекислый газ.

...

Какой бальзам для отрицателей! Получается, что независимо от того, мало или много СО2 в атмосфере, Земля найдет способ сбалансировать последствия?

Да, механизм саморегуляции существует. Но термостат регулирует СО2 и климат в геологической временной шкале в сотни тысяч лет.

На протяжении геологической истории тектонический термостат регулировал баланс углерода в атмосфере. Но не всегда справлялся! Случались на Земле такие процессы, за которыми термостат не успевал. Эпизоды таких поражений заканчивались глобальными вымираниями. Как известно, их было пять. Но после катастрофы механизм перестраивался и возвращал СО2 до концентрации, которая в создавшихся условиях обеспечивала жизнь. И эти концентрации очень сильно отличались друг от друга (рис. 1).
 


...

Было установлено, что для баланса СО2 в атмосфере после климатического оптимума потребовалось около 50 тыс. лет [3, 4]. За такое время много чего может произойти!

Как мы уже знаем [5], глобально климатом управляют циклы Миланковича, а в процессе смены ледниковий и межледниковий, а также их небольших подвижек — стадиалов и межстадиалов — происходит множество неожиданных отклонений, регулируемых динамикой атмосферы — океана, изменениями в функционировании термохалинной океанической циркуляции, изменением альбедо и многими другими важными факторами, которые мы еще не обсуждали.


...

Медленно дышащая Земля в настоящее время производит дегазацию в основном вулканами Ньирагонго и Ньямурагира в Конго, Попокатепетлем в Мексике и Этной на Сицилии [6], и наблюдение за ними заставляет нас считать, что этот процесс протекает регулярно, хотя и сильно варьирует во времени, добавляя СО2 в атмосферу. Кроме того, сейчас аккумулируется много CaCO3 на дне Атлантического океана, гораздо больше, чем уносится субдукцией, потому что активная субдукция происходит главными образом в Индийском и Тихом океанах. Это означает, что в прошлом скорость субдукции была гораздо выше, чем сегодня, потому что на долгом периоде осреднения колебания СаСО3 должны были быть сбалансированы. Балансируя еще свои старые процессы, погружая в зону субдукции больше СаСО3, Земля будет отдавать гораздо больше СО2 в будущем, чем отдает сейчас, согревая себя еще больше. И всё идет к тому, что силикатно-карбонатный термостат не сбалансирует текущих тенденций к перегреву планеты.

Мы подошли к важному выводу: зная механизм круговорота углерода, можно изменить установку термостата, создавая парниковый мир, подобный миру динозавров, или холодный мир, подобный сегодняшнему.

Отрицательный баланс углерода — это реакции выветривания, которые поглощают СО2. Горная местность выветривается быстрее, чем плоская равнина, покрытая плодородной почвой, потому что почва изолирует силикатные породы от дождевой воды, необходимой для выветривания.


Растения могут влиять на климат Земли, закачивая СО2 в воздушные поры в почве. Благодаря растениям, концентрации СО2 в почвенном воздухе могут быть в десять раз выше, чем в атмосфере. Дополнительный СО2 имеет тенденцию повышать скорость химического выветривания и потому что СО2 является компонентом реакции выветривания, и потому что СО2 оказывается кислотой, которая растворяет горные породы.

...

Термостаты Венеры и Марса сломаны [10].

Как видите, термостат планет Солнечной системы может быть сломан. Земле и нам вместе с ней повезло, у нас термостат работает, запущенный тектоническими процессами, он регулирует содержание углерода в разных ее резервуарах, поддерживая жизнь.

...

Очевидно, что мы не можем остановить тектонический термостат Земли, но можем его поломать.

Как? Разве наших малых сил может хватить на то, чтобы помешать такой махине?


...

Тот факт, что климат Земли оставался благоприятным для жизни по крайней мере последние 3,5 млрд лет несмотря на значительное увеличение солнечной светимости, как раз и объясняется более высокими концентрациями СО2 в атмосфере в прошлом, которые стабилизировали климат [3, 9].

В атмосфере Земли СО2 уступает только воде по своим свойствам парникового газа. Но как мы уже знаем, в атмосфере его предельно мало, особенно по сравнению с водой, которая считается парниковым газом номер один. Мы должны разобраться теперь, почему даже при незначительных концентрациях СО2 в нынешней атмосфере Земли он оказывается основным, да еще и антропогенным фактором изменения климата.

...

Что происходит с углекислым газом после того, как он попадает в атмосферу?

Углекислый газ сначала быстро распределяется между атмосферой, верхними слоями океана и растительностью. В атмосфере он распределяется, управляемый конвекцией, согласно влажному адиабатическому падению температур с высотой (см. объяснения в прошлом номере [5]). В сущности, разница температур на поверхности Земли и в высоких слоях тропосферы и задают парниковый эффект.

Молекула воды в свою очередь взаимодействует с ИК-излучением в очень широком спектральном диапазоне. Поэтому вода является очень сильным парниковым газом [12].

Тогда что выдвигает СО2 на первую роль по сравнению с водой, если воды много и она очень мощный парниковый газ, а СО2 мало и он действует только в узком диапазоне?

Согласно известной нам формуле Юри, углерод продолжает перемещаться между различными резервуарами глобального углеродного цикла, такими как глубокий океан, горные породы и почвы. Некоторые из этих перемещений происходят очень медленно. В зависимости от количества выделяемого СО2, в атмосфере его будет оставаться от 15% до 40% на срок от 10 до 2000 лет [12], после чего устанавливается новый баланс между атмосферой, биосферой и океаном. СО2 долговечнее в атмосфере, чем все остальные газы. За время своего пребывания в атмосфере он согревает ее, усиливая парниковый эффект водяного пара, и суммарно поглощает и излучает больше ИК-радиации, чем все остальные газы вместе взятые.

Чтобы понять это последнее утверждение, нам нужно разобраться в графике на рис. 5.
 


Рис. 5. Сплошная линия — это смоделированный спектр инфракрасного излучения, выходящего в космос в верхней части тропосферы. Для сравнения, пунктирные линии представляют собой спектры черного тела при разных температурах. Если бы на Земле не было атмосферы, исходящий спектр выглядел бы как спектр черного тела для 270 K, между показанными спектрами 260 K и 280 K. Атмосферное окно составляет около 850–1000 циклов/см, где газы не поглощают и не излучают инфракрасный свет. СО2, водяной пар, озон и метан поглощают инфракрасный свет, излучаемый землей, и излучают инфракрасный свет меньшей интенсивности на больших высотах, где воздух холоднее, чем на поверхности [10]

Как парниковый газ взаимодействует с земным излучением? Для ответа обратимся к Дэвиду Арчеру [10]:

«На рисунке гладкие кривые показывают спектры черного тела для температур в диапазоне от 300 К, температуры поверхности в жаркий летний день, до 220 К, что является примерно самым низким значением температур на верхней границе тропосферы на высоте около 10 км. Ломаная линия показывает интенсивность излучения, которую инфракрасный спектрометр увидел бы, находясь на орбите над Землей и смотря вниз. Спектр излучения, покидающего Землю, уходящего в космос, колеблется между двумя различными спектрами черного тела: самым теплым около 270 К и самым холодным около 220 К. Части спектра, в особенности широкая, гладкая часть около 850–1000 циклов/см, соответствует теплому спектру черного тела. Так как не бывает газов в атмосфере, которые поглощают или излучают на этой частоте, значит, этот ИК-свет исходит непосредственно от Земли. Поскольку парниковые газы в атмосфере прозрачны для инфракрасного света в этой полосе частот, этот диапазон называется атмосферным окном» (см. рис. 5).

Температурные кривые черного тела подобны шкале температуры на термометре. По этой шкале можно определить температуру инфракрасного источника по его интенсивности.

Вы видите на рис. 5 большой провал в спектре, вызванный СО2 около 700 циклов/см. ИК-излучение и его поглощение являются симметричными, поэтому СО2 поглощает интенсивный, «теплый» спектр ИК от Земли на этой частоте и повторно излучает ту же частоту, возникает диффузия фотонов, из-за которой во внешних слоях атмосферы фотонов меньше, соответственно температура и интенсивность излучения снаружи меньше. Атмосфера получается «оптически толстой» в диапазоне частот изгиба СО2 и «оптически тонкой» в атмосферном окне. График построен таким образом, что площадь под кривой спектра пропорциональна общему потоку энергии. Можно судить об изменении энергии в соответствии с изменением площади. Площади кривых абсолютно черного тела возрастают пропорционально температуре в четвертой степени по уравнению Стефана — Больцмана. Это работает также с «ломаным» спектром, представляющим общую потерю энергии планеты в космос. Эффект полосы поглощения состоит в том, чтобы уменьшить спектр черного тела поверхности Земли, уменьшая площадь и, следовательно, уменьшая поток восходящей энергии.

...

Эффект «насыщения полосы»
 


Рис. 6. Демонстрация насыщения полосы СО2. Добавление 10 ppm СО2 (вверху справа) имеет огромное значение для спектра уходящего инфракрасного света относительно атмосферы, в которой нет СО2 (вверху слева). Увеличение СО2 до 100 и 1000 частей на миллион (нижние панели) продолжает влиять на спектр, но получается меньшая отдача от добавленного СО2, когда концентрация СО2 становится выше [10]


На рис. 6 показаны результаты серии прогонов модели для различных концентраций СО2 в атмосфере в диапазоне от 0 до 1000 ppm. Атмосфера 2010 года содержала ~390 ppm СО2 [13]. Без СО2 атмосфера была бы прозрачной для света в диапазоне около 700 циклов/см, как в атмосферном окне. Добавление первых 10 ppm СО2 оказывает довольно заметное влияние на форму спектра исходящего света, происходит резкий V-образный врез вниз от спектра. Когда концентрация СО2 увеличивается до 100 и 1000 ppm, центр пика переходит в кривую черного тела к чуть более холодной температуре, чем 220 К, и не становится глубже, когда концентрация СО2 повышается до 1000 ppm. Это эффект насыщения полосы, где под полосой понимается диапазон частот, поглощенных СО2.

...

Из всех парниковых газов только вода конденсируется и выпадает в осадки.


Таким образом, неконденсирующиеся парниковые газы, на которые приходится 25% общего земного парникового эффекта, обеспечивают стабильную температуру, которая поддерживает уровень атмосферного водяного пара и облаков через обратные связи, т. е. регулирует оставшиеся 75% парникового эффекта [13]. Без радиационного воздействия, в основном создаваемого СО2, земной парник разрушится.


...

Насыщение полосы поглощения приводит к тому, что эффективная оптическая толща углекислого газа с увеличением его концентрации растет не линейно, а примерно логарифмически — так «работают» края полосы. Это значит, что величина парникового эффекта (то есть в конечном счете и наша температура воздуха) меняется одинаково с каждым удвоением СО2. Не имеет значения, сколько его было вначале, 10 или 100 гигатонн, радиационный эффект от удвоения 100 или 1000 ppm будет тот же.

Задуматься нужно над тем, что у нас очень мало СО2 в атмосфере сейчас. И удвоить его очень легко. Если бы мы переселились к динозаврам, то сделать это было бы практически невозможно. Вот тут и разгадка, почему в меловом периоде было так много СО2, «и ничего»! В этом смысле человечеству повезло, что оно пришло в мир с СО2 в 270 ppm, если бы оно было ниже, антропогенные температуры росли бы еще стремительнее.


   56.056.0
Это сообщение редактировалось 12.11.2021 в 23:43
+
+1
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

Космическая диагностика климатической системы Земли • Библиотека

После того как 60 лет назад был запущен первый искусственный спутник Земли (юбилей советского прорыва в космос отмечается в октябре), открылись новые возможности изучения нашей планеты с околоземных орбит. Параметры, определяемые со спутников в интересах наук о Земле, относятся к числу так называемых климатоформирующих. //  elementy.ru
 
Наиболее совершенные модели с хорошей точностью воспроизводят основные черты атмосферной циркуляции. Вместе с тем практически всем им свойственны систематические ошибки в представлении климатической картины. К числу существенных трудностей численного моделирования относится задача учета процессов взаимодействия океана и атмосферы, источником неопределенностей остаются и биосферные процессы. В качестве основы для полной теории климата, которую еще предстоит создать, рассматриваются модели общей воздушно-водной циркуляции с учетом суши и морского льда. Но уже сегодня совместные модели циркуляции атмосферы и океана находят применение в качестве инструмента для сезонных прогнозов погоды.
 


(это и к вопросу о моисеевской "Гее" и ей точности)


Когда альбедо, или отражающая способность, возрастает, больше приходящей солнечной радиации возвращается в космос. Снижение альбедо приводит к увеличению нагрева. Изменение нагрева всего на 1% дает радиационный эффект 3,4 Вт/м2, сопоставимый по результату с удвоением содержания CO2. Как показали исследования с использованием измерений со спутников Terra, Aqua, SuomiNPP, отступление льдов в Северном Ледовитом океане значительнее, чем ожидалось, уменьшает альбедо Земли. Между 1979 и 2011 гг. альбедо Арктики уменьшилось с 52 до 48%. Снег и лед хорошо отражают свет [2], но, когда они тают, альбедо понижается. Леса имеют более низкое альбедо, чем открытое пространство, поэтому сведение лесов приводит к повышению отражения. Аэрозоли влияют на альбедо двояким образом. Прямое влияние состоит в отражении света в космос. Косвенный эффект заключается в том, что частицы аэрозолей служат центрами конденсации влаги и участвуют в формировании и динамике облачности. Облака же, с одной стороны, отражая солнечный свет, охлаждают Землю, а с другой — удерживая уходящее собственное тепловое излучение Земли, дают эффект нагрева.

Без привлечения спутников альбедо можно измерить с помощью так называемого пепельного света Луны. Это свет, сначала отраженный Землей, а затем посланный Луной обратно к Земле. В каждом наблюдении рассматривается примерно треть планеты, некоторые области остаются невидимыми. Подобные наблюдения выполняются в узком диапазоне длин волн 0,4–0,7 мкм и проводятся лишь изредка.

С запуском в феврале 2015 г. космического аппарата DSCOVR (Deep Space Climate Discovery) в интересах НАСА, NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) и Военно-воздушных сил США измерения альбедо Земли перенесены в глубокий космос и ведутся на постоянной основе.
 




Перенос энергии океаном от низких широт к высоким осуществляется потоком теплых вод в поверхностных слоях, тогда как потоки холодных и соленых вод у дна океана направлены к экватору. Отдельные бассейны Мирового океана различаются по температуре и солености, что вызывает межокеанскую циркуляцию, играющую значительную роль в тепловой машине Земли. Поэтому первостепенное значение в наблюдениях климата имеет глобальная система мониторинга Мирового океана. Сочетая спутниковые и прямые средства, она служит как фундаментальным научным, так и прикладным целям.
 



Изучение процессов в криосфере как комплексного индикатора изменений природной среды — один из приоритетов наук о Земле. Площадь льдов, покрывающих Арктику, уменьшилась за 1979–2011 гг. на 40%. По данным Института мерзлотоведения СО РАН, высота горных ледников Якутии сократилась за последние 60 лет на 70%, а их площадь съежилась почти на 40% [7]. Одно из самых холодных мест Северного полушария — север Янского плоскогорья в Якутии с сухим и резко континентальным климатом. И тем не менее в 1967–2010 гг. здесь более чем на 1° увеличилась средняя летняя температура воздуха, а средняя зимняя возросла еще сильнее, на 2 с лишним градуса. Увеличилось поступление летних атмосферных осадков и сократилось поступление зимних. Изменение климата вызвало усиление термоденудации — криогенного разрушения горных пород с переносом продуктов разрушения в пониженные участки.
 




Заметное изменение условий взаимодействия в системе «воздух — вода — лед» влияет на характеристики поля волнения в прибрежных морях, эрозию берегов, условия судоходства и вместе с тем на проектные требования к судам и добывающим платформам.

Понижение альбедо подстилающей поверхности, обусловленное таянием морского, ледяного и снежного покрова, а также ледников на суше приводит к усилению потепления в Арктике за счет обратной связи: чем меньше отражение, тем большая часть солнечного излучения поглощается поверхностью, что усиливает таяние и провоцирует дальнейшее падение альбедо.

Вклад в подъем уровня Мирового океана от таяния льда в Гренландии и Антарктиде с большой неопределенностью оценивается в 0,35 мм/год (что составляет 10% наблюдаемой среднегодовой скорости подъема океанического уровня), точность оценок существенно возросла благодаря спутниковым измерениям вариаций гравитационного поля Земли (об этом чуть ниже), а также дистанционным наблюдениям за изменениями высоты поверхности ледового покрова (рис. 3). Основная часть подъема уровня океана приходится на тепловое расширение воды. Прямые измерения повышения температуры океана на глубине до 2000 м объясняют около 32% наблюдаемой среднегодовой скорости подъема океанического уровня. Незатронутыми потеплением климата остаются глубины океана (в силу огромной тепловой инерции и отсутствия сильных течений).
 
 


Рис. 3. Подъем уровня Мирового океана за период спутниковых измерений высоты поверхности моря


Вообще изучение влажности почвы и ее замерзания — оттаивания в глобальном масштабе — важнейшее направление исследования Земли. В 2010 г. влажность почвы была признана существенной климатообразующей переменной. Влагосодержание почвы — характеристика водообмена между атмосферой, почвой и грунтовыми водами — один из определяющих факторов круговорота воды в природе.
 



Соленость поверхностного слоя океана наряду с температурой определяет плотность воды и сказывается на глубине циркуляции и меридиональном переносе тепла. Поля солености, их сезонная и межгодовая изменчивость, — один из факторов, влияющих на поглощение и выделение двуокиси углерода и тем самым контролирующих цикл углерода в океанических районах Земли. И следовательно, они имеют прямое отношение к глобальному потеплению.
 



Вопрос о динамике СО2 в атмосфере остается основным в проблеме глобального потепления и оценке вклада человеческой деятельности в изменения климата.

2 июля 2014 г. был выведен на солнечно-синхронную орбиту с периодом повторения трасс 16 сут космический аппарат ОСО-2 (Orbiting Carbon Observatory). Эта миссия НАСА, предназначенная для изучения СО2 в атмосфере, позволит получить по возможности полную картину природных и технических источников углекислого газа и мест, где он покидает атмосферу. От измерительной аппаратуры космического аппарата требуется высокая точность, поскольку концентрация углекислого газа в атмосфере в региональном и континентальном масштабе меняется менее чем на 2%, а локальные вариации могут составлять и треть процента.
 


Кроме «фотоохоты» на углекислый газ эта обсерватория, наблюдая солнечно-индуцированную флуоресценцию, связанную с фотосинтезом, отслеживает сезонные изменения поглощения CO2 растениями.
 


Аппаратура ОСО-2 позволяет различать отдельные источники диоксида углерода (такие, как города), отслеживать сезонные вариации его содержания и перенос в атмосфере [10].
 
   56.056.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Fakir> Космическая диагностика климатической системы Земли

Продолжение.




Аэрозольный зонтик

Значительное влияние на климат оказывает атмосферный аэрозоль. Частицы радиусом 10−7–10−2 см присутствуют в атмосфере на всех высотах. Аэрозоль естественного происхождения попадает в атмосферу с поверхности суши и океана, а также образуется в химических реакциях между газами в атмосфере. Частицы антропогенного происхождения в основном появляются как продукты горения лесов и сжигания ископаемых топлив, но отчасти возникают и в результате изменения земных покровов.

Частицы аэрозоля поглощают и отражают солнечную радиацию главным образом в диапазоне 0,4–4 мкм, изменяя альбедо в системе «поверхность Земли — атмосфера». Аэрозольное радиационное возмущающее воздействие оказывается противоположным парниковому эффекту. Косвенное влияние аэрозоля проявляется через возрастание оптической толщины и альбедо облаков в результате уменьшения размеров и роста счетной концентрации мелких облачных капель при той же водности облаков — за счет действия частиц аэрозоля как облачных ядер концентрации. Иначе говоря, взаимодействие аэрозоля и облаков также частично компенсирует парниковый эффект. Поэтому исследование поведения атмосферных частиц особенно важно.

На характеристики стратосферного аэрозоля на высотах 15–25 км влияют постоянно поступающие из тропосферы различные сернистые соединения, которые образуются при сжигании горючих ископаемых и выбрасываются при извержении вулканов. Двуокись серы в фотохимических реакциях окисляется до трехокиси, и в условиях влажности в атмосфере образуются капли раствора серной кислоты высокой концентрации радиусом 0,03 мкм. Аэрозольный слой такого рода заметно ослабляет солнечное излучение. На Земле около 2 тыс. действующих вулканов. Мощные вулканические извержения середины VI в. породили в Северном полушарии малый ледниковый период в Средневековье — 120-летнее похолодание VI–VII вв., которое было усилено и затянуто сопутствующим ростом ледников и морского льда в высоких широтах.

...

В наше время извержение вулкана Пинатубо на Филиппинском острове Лусон 10–15 июня 1991 г. вызвало выброс около 10 м3 горных пород, самый мощный (по шкале вулканических извержений) с момента извержения вулкана Кракатау в 1883 г. Высота эруптивной колонны достигала 34 км. В стратосферу поступило огромное количество вулканического пепла и газов, и на протяжении нескольких месяцев наблюдался глобальный слой сернокислого тумана. Однако при этом было зарегистрировано снижение средней температуры на планете лишь на 0,5°С и некоторое сокращение озонового слоя.

Характеристики сложных процессов, в которых участвуют излучение Солнца, водяной пар, облачность, аэрозольные частицы, газовые примеси в атмосфере, изучаются измерительными средствами, распределенными между семью спутниками (рис. 5).

...


   56.056.0
+
+1
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

Чего ждать России от теплеющей Арктики • Библиотека

По данным Всемирной метеорологической организации, минувший 2016 год оказался рекордно теплым. А три последних десятилетия в северном полушарии были, вероятно, самым теплым 30-летием за 1400 лет. В этом контексте резко возрос интерес к Арктике. Ведь на фоне значительных межгодовых колебаний Арктика теплеет вдвое быстрее, чем планета в среднем. //  elementy.ru
 



По данным Всемирной метеорологической организации, минувший 2016 год оказался рекордно теплым. А три последних десятилетия в северном полушарии были, вероятно, самым теплым 30-летием за 1400 лет. В этом контексте резко возрос интерес к Арктике. Ведь на фоне значительных межгодовых колебаний Арктика теплеет вдвое быстрее, чем планета в среднем.

...

Причем Арктика теплеет вдвое быстрее, чем планета в среднем. Особую тревогу вызывает скорость таяния ледяного покрова Северного Ледовитого океана. Рекордный минимум площади морского льда в Арктике за три с половиной десятилетия спутниковых наблюдений был достигнут в 2012 году (3,39 млн кв. км); показатель прошедшего 2016 года (4,72 млн кв. км) — пятый в этом ряду рекордов (источник — Национальный центр данных о снеге и льде (NSIDC), Университет Колорадо, США).

В течение этого периода площадь морского льда в марте (годовой максимум) сокращалась со средней скоростью 2,7% за десятилетие, а в сентябре (годовой минимум) — 13,3% за десятилетие.

Еще одним важным индикатором и одновременно фактором изменения климата является деградация многолетней мерзлоты. Мерзлота занимает две трети территории нашей страны. С конца XX века во многих местах происходило увеличение ее температуры и глубины сезонного протаивания.

Общие последствия потепления

Глобальное распределение ожидаемых в будущем изменений температуры характеризуется рядом общих черт — для разнообразных сценариев антропогенного воздействия, ключевая роль в которых отводится выбросам парниковых газов. Эта картина — с присущими ей более сильным потеплением суши, по сравнению с океаном, а также максимальным потеплением в Арктике — сохраняется на протяжении десятков лет физико-математического моделирования климатической системы, в том числе и в самых последних расчетах. К устойчивым результатам моделирования климатической системы относятся также: постепенное превращение многолетнего морского льда в сезонный, сокращение снежного покрова суши, деградация многолетней мерзлоты и рост осадков в Арктике.

...

облегчается доступ по морю к природным ресурсам Арктики, включая месторождения энергоносителей на шельфе Северного Ледовитого океана. Это открывает новые возможности для развития экономики, создания новых рабочих мест, но одновременно порождает дополнительные проблемы для окружающей среды и хозяйственной деятельности. В частности, уменьшение ледяного покрова арктических морей, особенно ранней осенью, усиливает разрушительное воздействие штормов на береговую зону, увеличивает ущерб расположенным в ней хозяйственным объектам и угрозу жизни проживающих там людей.

...

Потепление климата может привести к развитию некоторых рыбных промыслов, при этом районы обитания и пути миграции многих видов рыбы изменятся.

...

Одной из важнейших экономических проблем, возникающих в связи с ожидаемыми изменениями ледяного покрова Мирового океана, является будущее ледокольного флота. Очевидно, необходимо не только не сокращать, но, напротив, развивать ледокольный флот, включая использование больших ледоколов. С одной стороны, в условиях теплеющей Арктики ожидается облегчение доступа судов в высокие широты и увеличение экономической и другой активности в этом регионе. С другой — сохранение по меньшей мере сезонного ледяного покрова (хоть и меньшей толщины, сплоченности и протяженности), а также рост количества айсбергов, затрудняющих доступ судов в Северный Ледовитый океан. Ледоколы призваны помочь решать возрастающий круг задач, обеспечивая постоянное присутствие исследовательских и других судов в арктическом регионе.

Синергический эффект

Деградация многолетней мерзлоты влечет за собой угрозу надежности и устойчивости возведенных на ней строительных конструкций и инженерных сооружений. Главные риски касаются объектов хозяйственной инфраструктуры и магистральных трубопроводов, что особенно важно для севера Западной Сибири — из-за наличия в этом районе крупнейшей газоносной провинции России.

Ожидаемые изменения гидрологического режима сопряжены с ростом риска наводнений в устьях некоторых (не всех!) рек, впадающих в Северный Ледовитый океан, в частности, Енисея и Лены.


   56.056.0
Это сообщение редактировалось 13.11.2021 в 16:55
Последние действия над темой
1 15 16 17 18 19 20 21

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru