Главная страница
qrcode

Часто задаваемые вопросы Цитирование чзв


Скачать 10.43 Mb.
НазваниеЧасто задаваемые вопросы Цитирование чзв
Анкорhttp://vk.com/doc-63698 183554876
Дата16.12.2017
Размер10.43 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаFAQ_iz_otchyota_expertov_po_klimatu.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипДокументы
#51906
страница1 из 6
Каталогid163328

С этим файлом связано 38 файл(ов). Среди них: FAQ_iz_otchyota_expertov_po_klimatu.pdf, tesserakt.gif, Turaev_B_Istoria_drevnego_Vostoka_tom_2.pdf и ещё 28 файл(а).
Показать все связанные файлы
  1   2   3   4   5   6

Из отчета, принятого Рабочей группой I
Межправительственной группы экспертов по изменению климата, но не утвержденного в деталях
Часто задаваемые вопросы
Цитирование ЧЗВ:
Данные часто задаваемые вопросы взяты непосредственно из глав основного доклада и собраны здесь. Ссылаясь на конкретные
ЧЗВ, просьба указывать соответствующую главу доклада, из которой взят тот или иной ЧЗВ.
Ссылаясь на группу ЧЗВ, указывайте источник следующим образом:
IPCC, 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the
Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller
(eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
(МГЭИК, 2007, «Изменение климата, 2007 г.: физическая научная основа. Материал Рабочей группы I к Четвертому докладу
Межправительственной группы экспертов по изменению климата об оценках» [Соломон, С., Д. Чин, М. Мэннинг, Чен Женлинь, М.
Маркис, К.Б. Аверит, М. Тигнор и Х.Л. Миллер (ред.)])

104
Часто задаваемые вопросы
Часто задаваемый вопрос 1.1
Какие факторы определяют климат Земли?
Климатическая система – сложная, интерактивная система, состоящая из атмосферы, земной поверхности, снега и льда, океанов, других водных пространств и живых существ.
Атмосферный компонент климатической системы наиболее очевидно характеризует климат; климат часто определяют как «среднюю погоду». Обычно климат описывают такими показателями, как средняя температура, изменчивость температуры, количество осадков и ветер за некоторый период времени, длительностью от несколько месяцев до миллионов лет (классический период – 30 лет). Климатическая система развивается со временем под влиянием собственной динамики и вследствие изменений во внешних факторах, которые влияют на климат (их называют воздействиями»).
Внешние воздействия включают явления природы, такие как извержения вулканов и изменения солнечной активности, а также антропогенные изменения в составе атмосферы.
Солнечное излучение питает климатическую систему. Есть три основных пути изменения радиационного баланса Земли:
1) изменение поступающей солнечной радиации (например, вследствие изменений в орбите Земли или в самом Солнце); 2) изменение той доли солнечной радиации, которая отражается
(ее называют «альбедо», например, вследствие изменений в облачном покрове, атмосферных частицах или растительности);
3) изменение длинноволнового излучения Земли обратно в космос (например, путем изменения концентраций парниковых газов). Климат, в свою очередь, реагирует на такие изменения как прямо, так и косвенно, посредством самых разнообразных механизмов обратной связи.
Количество энергии, достигающее верхнего слоя атмосферы
Земли, в расчете на один квадратный метр поверхности, обращенный к Солнцу, в дневное время составляет около
1370 Вт в секунду, а количество энергии на квадратный метр
поступающая солнечная
радиация, 342 Вт/м2
отраженная солнечная
радиация, 107 Вт/м2
уходящее
длинновол
новое
излучение,
235 Вт/м2
отражается облаками,
аэрозолями и
атмосферными
газами
испускается атмосферой
окно
прозрачности
атмосферы
испускается облаками
парниковые
газы
поглощается
атмосферой
отражается
поверхностью
30
скрыто
тепло
обратная
радиация
поглощается
поверхностью
поверхностное
излучение
тепловые
факторы
эвапотранспирация
поглощается
поверхностью
ЧЗВ 1.1, рис. 1. Оценка годового и глобального среднего энергетического баланса Земли. В долгосрочном разрезе количество поступающей солнечной радиации, поглощаемой Землей и атмосферой, уравновешивается тем, что Земля и атмосфера излучают одно и то же количество уходящего длинноволнового излучения. Около половины поступающей солнечной радиации поглощается поверхностью Земли. Эта энергия передается в атмосферу путем нагревания воздуха, контактирующего с поверхностью (тепловыми факторами), посредством эвапотранспирации и за счет длинноволнового излучения, которое поглощают облака и парниковые газы. Атмосфера, в свою очередь, излучает длинноволновую энергию обратно на Землю, а также в космос. Источник:: Kiehl and Trenberth (1997).

105
Часто задаваемые вопросы в секунду в среднем по всей планете равно четвертой части этой величины (см. рис. 1). Около 30% солнечного света, достигающего верхних слоев атмосферы, отражается обратно в космос. Приблизительно на две трети эта отражательная способность обусловлена облаками и мелкими частицами в атмосфере, известными как «аэрозоли». Светлые цветные участки Земли – в основном снег, лед и пустыни – отражают остальную треть солнечного света. Наиболее существенное изменение обусловленной аэрозолями отражательной способности имеет место, когда в результате извержений больших вулканов высоко в атмосферу выбрасываются различные материалы.
Дождь, как правило, вычищает аэрозоли из атмосферы за одну-две недели, но когда в результате интенсивного извержения вулкана разные вещества выбрасываются выше самых высоких облаков, эти аэрозоли, как правило, влияют на климат в течение одного года или двух лет, и лишь потом выпадают в тропосферу и переносятся на поверхность с осадками. Поэтому сильные извержения вулканов могут вызывать падение средней глобальной температуры поверхности приблизительно на полградуса Цельсия, что может продолжаться месяцами и даже годами. Некоторые искусственные аэрозоли также существенно отражают солнечный свет.
Энергия, которая не отражается обратно в космос, поглощается поверхностью Земли и атмосферой. Это количество составляет около 240 ватт на квадратный метр
(Вт/м
2
). Чтобы уравновесить поступающую энергию, Земля сама должна излучать обратно в космос в среднем то же самое количество энергии. Земля делает это путем излучения уходящей длинноволновой радиации. Такое количество энергии человек чувствует от огня; чем теплее объект, тем больше тепловой энергии он излучает. Чтобы излучить 240
Вт/м
2
, земной поверхности пришлось бы иметь температуру около -19°C. Это гораздо холоднее тех условий, которые актически существуют на поверхности Земли (глобальная средняя приземная температура – около 14°C), тогда необходимые – 19°C наблюдаются на высоте около 5 км от земной поверхности.
Причина, по которой поверхность Земли настолько теплая, состоит в присутствии парниковых газов, которые действуют как частичный покров для длинноволнового излучения, поступающего с земной поверхности. Это явление известно как естественный парниковый эффект. Самые важные парниковые газы – водяной пар и углекислый газ.
Два наиболее распространенных компонента атмосферы – азот и кислород – такого эффекта не имеют. Облака, с другой стороны, оказывают покровный эффект, схожий с действием парниковых газов, однако этот эффект нивелируется их отражательной способностью, так что в среднем облака, как правило, оказывают на климат охлаждающее действие
(хотя можно локально почувствовать и нагревающее действие: облачными ночами погода, как правило, остается более теплой, чем ясными ночами, так как облака излучают длинноволновую энергию обратно на земную поверхность).
Деятельность человека усиливает покровный эффект вследствие выбросов парниковых газов. Например, объем выбросов углекислого газа в атмосферу в индустриальную эпоху увеличился приблизительно на 35%, причем, как известно, этот рост вызван деятельностью человека, главным образом, сжиганием ископаемых топлив и вырубкой лесов. Таким образом, человечество радикально изменило химический состав атмосферы Земли, что существенно повлияло на климат.
Поскольку Земля представляет собой сферу, то в тропиках на данную площадь поверхности приходится больше солнечной энергии, чем в более высоких широтах, где солнечный свет падает на атмосферу под меньшим углом.
Энергия переносится из экваториальных областей в более высокие широты посредством атмосферной и океанической циркуляции, в том числе штормовыми системами. Энергия необходима также для испарения воды с морской или земной поверхности, и эта энергия, называемая скрытой теплотой, высвобождается, когда водяной пар конденсируется в облаках (см. рис. 1). Атмосферная циркуляция вызвана, главным образом, высвобождением этой скрытой теплоты. В свою очередь, атмосферная циркуляция вызывает большую часть океанической циркуляции, благодаря действию ветров на поверхностные воды океана, а также вследствие изменений температуры поверхности и солености океана из- за осадков и испарения.
Вследствие вращения Земли атмосферная циркуляция ориентирована больше с востока на запад, чем с севера на юг. Присущие средним широтам западные ветры – это крупномасштабные погодные системы, благодаря действию которых тепло переносится к полюсам. Эти погодные системы – знакомые нам мигрирующие области низкого и высокого давления и связанные с ними холодные и теплые фронты. Из-за температурных контрастов между сушей и океаном и таких преград, как горные хребты и ледниковые щиты, атмосферные волны циркуляционной системы планетарного масштаба, как правило, географически фиксируются континентами и горами, хотя их амплитуда может со временем изменяться. Из-за такой волновой картины особенно холодная зима в Северной Америке может быть связана с особенно теплой зимой в другом месте северного полушария. Изменения в различных аспектах климатической системы, таких как размер ледниковых щитов, тип и распределение растительности, температура атмосферы или океана, будут влиять на крупномасштабные циркуляционные характеристики атмосферы и океанов.
В климатической системе присутствует множество механизмов обратной связи, которые могут либо усиливать
(«положительная обратная связь»), либо ослаблять
(«отрицательная обратная связь») эффекты изменения климатического воздействия. Например, по мере потепления климата Земли из-за повышающихся концентраций парниковых газов снег и лед начинают таять. В результате этого таяния обнажаются более темные земные и водные поверхности, которые были скрыты под снегом и льдом, и эти

106
Часто задаваемые вопросы более темные поверхности поглощают больше тепла Земли, вызывая дальнейшее потепление, что вызывает дальнейшее таяние, и так далее, т.е. имеет место самоусиливающийся цикл. Этот контур обратной связи, известный как «обратная связь между льдом и альбедо», усиливает первоначальное потепление, вызванное повышением уровней концентрации парниковых газов. Выявление, понимание и точное измерение климатической обратной связи находится в центре большого количества исследований, проводимых учеными, разгадывающими сложные загадки климата Земли.

107
Часто задаваемые вопросы
Часто задаваемый вопрос 1.2
Какова связь между изменением климата и погодой?
Климат обычно определяют как среднюю погоду, и изменение климата как таковое и погода переплетены между собой. Наблюдения показывают, что имеют место изменения погоды, и именно статистика изменений погоды во времени позволяет выявить изменение климата. Хотя погода и климат тесно связаны, между ними есть и важные различия. Погоду и климат обычно путают, когда у ученых спрашивают, как им удается предсказать климат на 50 лет вперед, а погоду на несколько недель вперед предсказать они не могут. Хаотический характер погоды делает невозможным ее прогнозирование больше чем на несколько дней. Прогнозирование изменений климата (т.е. долговременной средней погоды) вследствие изменений в составе атмосферы или иных факторов – совершенно другая и более осуществимая задача. Проведем аналогию: невозможно предсказать возраст, в котором умрет тот или иной человек, однако можно с высокой степенью уверенности сказать, что средний возраст смерти мужчин в промышленно развитых странах – около 75 лет. Еще одно распространенное заблуждение в отношении этих вопросов – думать, что холодная зима или прохладное место на планете свидетельствует против глобального потепления. Всегда существуют экстремумы тепла и холода, хотя их частота и интенсивность изменяются по мере изменения климата. Если же погоду усреднить по пространству и времени, то из этих данных будет очевидно, что Земля нагревается.
Метеорологи прилагают колоссальные усилия для наблюдения, понимания и предсказания ежедневной эволюции погодных систем. Используя основанные на физике концепции, которые управляют тем, как атмосфера движется, нагревается, охлаждается, как идет дождь или снег, как испаряется вода, метеорологи обычно могут успешно предсказывать погоду на несколько дней вперед. Значительный ограничивающий
ЧЗВ 1.2, рис. 1. Схематическое изображение компонентов климатической системы, их процессов и взаимодействия.
атмосфера
и др.,
аэрозоли
влияние человека
взаимодействие
земли и
атмосферы
изменения в гидрологическом цикле
облака
вулканическая активность
взаимодействие
атмосферы и льда
испарение
осадков
земная
радиация
взаимодействие
атмосферы и биосферы
теплообмен
ветровое
напряжение
ледник
биосфера
ледовый
щит
морской
лед
гидросфера:
океан
взаимодействие
почвы и биосферы
земная поверхность
взаимодействие льда
и океана
взаимодействие почвы и биосферы
гидросфера:
реки и озера
изменения в океане: циркуляция,
уровень моря, биогеохимия
изменения в/на земной поверхности:
орография, землепользование,
растительность, экосистемы
изменения
солнечной
энергии
изменения в атмосфере: состав, циркуляция

108
Часто задаваемые вопросы фактор для предсказуемости погоды более чем на несколько дней состоит в присущем атмосфере динамическом свойстве. В 1960-е годы Эдвард Лоренц обнаружил, что очень незначительные различия в начальных условиях могут давать весьма разные результаты прогнозов.
Это – так называемый эффект бабочки: бабочка, машущая крыльями (или какое-либо иное незначительное явление), в одном месте, может, в принципе, изменить последующую погодную ситуацию в каком-то отдаленном месте. В основе этого эффекта лежит теория хаоса, изучающая вопрос о том, как незначительные изменения в определенных переменных могут вызывать очевидную случайность в сложных системах.
Тем не менее, теория хаоса не предполагает полного отсутствия порядка. Например, незначительное изменение условий на раннем этапе истории могут изменить день, в который придет шторм, или точную траекторию его следования, однако средняя температура и количество осадков (т.е. климат) в данном регионе и на данный период времени останутся практически прежними. Поскольку значительная проблема, стоящая перед синоптиками, состоит в том, чтобы знать все условия на начальный момент периода прогноза, может быть полезно думать о климате как о фоновых условиях для погоды.
Говоря точнее, климат можно рассматривать как касающийся состояния всей системы Земли, включая атмосферу, сушу, океаны, снег, лед и живые существа (см. рис. 1), служащие глобальными фоновыми условиями, которые определяют синоптическую ситуацию. В качестве примера здесь можно было бы привести явление Эль-Ниньо, которое влияет на погоду в прибрежной части Перу. Эль-Ниньо устанавливает пределы для вероятной эволюции синоптической ситуации, которую могут вызвать случайные эффекты. Явление Ла-Нинья установило бы другие пределы.
Другой пример можно увидеть в знакомом контрасте между летом и зимой. Смена времен года обусловлена изменениями в географическом распределении энергии, поглощаемой и излучаемой системой Земли. Аналогичным образом, прогнозы будущего климата формируются основополагающими изменениями в тепловой энергии системы Земли, в частности, возрастающей интенсивностью парникового эффекта, который удерживает тепло вблизи поверхности Земли, в зависимости от объема углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере. Прогнозирование изменений климата вследствие изменений объема парниковых газов на 50 лет вперед – совсем другая и гораздо легче решаемая проблема, чем прогнозирование погоды на несколько недель. Иными словами, долгосрочные колебания, вызванные изменениями в составе атмосферы, предсказать гораздо легче, нежели отдельные погодные явления. Пример: мы не можем предсказать результат одного бросания монеты или кости, но можем предсказать статистическое поведение большого количества таких попыток.
Хотя влиять на климат продолжает много факторов, ученые определили, что доминирующей силой стала деятельность человека, которая является основной причиной потепления, наблюдаемого за последние 50 лет. Антропогенное изменение климата стало результатом, главным образом, изменений объемов парниковых газов в атмосфере, а также изменений содержания мелких частиц (аэрозолей) или, например, изменений в землепользовании. По мере изменения климата вероятность определенных типов метеорологических влений также изменяется. Например, по мере повышения средней температуры Земли некоторые метеорологические явления участились и стали более сильными (например, волны тепла и сильные ливни), тогда как частота и интенсивность других
(например, крайне холодных периодов) уменьшилась.

109
Часто задаваемые вопросы
Часто задаваемый вопрос 1.3
Что такое парниковый эффект?
Солнце питает климат Земли, излучая энергию на очень коротких волнах, преимущественно в видимой или почти видимой (т.е. ультрафиолетовой) области спектра.
Приблизительно треть солнечной энергии, достигающей верхних слоев атмосферы Земли, непосредственно отражается обратно в космос. Остальные две трети поглощает земная поверхность и, в меньшей степени, атмосфера. Чтобы уравновесить поглощаемую поступающую энергию, Земля должна в среднем излучать обратно в космос то же количество энергии. Поскольку Земля гораздо холоднее Солнца, она излучает энергию на гораздо более длинных волнах, преимущественно в инфракрасной области спектра (см. рис. 1).
Большая часть этого теплового излучения, испускаемого сушей и океаном, поглощается атмосферой, в том числе облаками, и вновь излучается на Землю. Это явление называют парниковым эффектом. Стеклянные стенки парника уменьшают поток воздуха и повышают температуру воздуха внутри парника.
Аналогичным образом, но при другом физическом процессе парниковый эффект на Земле нагревает ее поверхность. Без естественного парникового эффекта средняя температура на поверхности Земли была бы ниже точки замерзания воды. Таким образом, естественный парниковый эффект
Земли делает жизнь, какой мы ее знаем, возможной. Вместе с тем, деятельность человека, главным образом сжигание ископаемых видов топлива и сведение лесов, значительно усилила естественный парниковый эффект, вызвав глобальное потепление.
Два самых распространенных в атмосфере газа, азот
(составляющий 78% сухой атмосферы) и кислород (21%), почти не вызывают парникового эффекта. Последний является результатом действия молекул, которые более сложны и гораздо менее распространены. Самый важный парниковый газ – водяной пар, а второй по значению – углекислый газ (CO2).
Метан, закись азота, некоторые другие газы, присутствующие в атмосфере в небольших количествах, также способствуют парниковому эффекту. Во влажных экваториальных регионах,
ЧЗВ 1.3, рис. 1. Идеализированная модель естественного парникового эффекта. Пояснения см. в тексте.
Солнце
Солнечная радиация питает климатическую систему
Некоторая часть солнечной радиации отражается Землей и атмосферой
  1   2   3   4   5   6

перейти в каталог файлов


связь с админом