Влияние глобального потепления на таянье льдов и уровень мирового океана

Введение

Колоссальное могущество природы: наводнение, стихии, бури, подъём уровня моря. Изменение климата меняет образ нашей планеты. Причуды погоды уже не являются чем-то необычным, это становится нормой. Лёд на нашей планете тает и это меняет всё. Моря поднимутся, города могут быть затоплены и миллионы людей могут погибнуть. Ни один прибрежный район не убежит от ужасных последствий.

Глобальное потепление, мы постоянно слышим это выражение, но за знакомыми словами стоит пугающая действительность. Наша планета нагревается и это оказывает катастрофический эффект на ледяные шапки земли. Температура поднимается, лёд начинает таять, море начинает подниматься. По всему миру уровень океана поднимается в 2 раза быстрее чем 150 лет назад. В 2005 году 315 куб км льда из Гренландии и Антарктики растаяли в море, для сравнения в городе Москва в год используется 6 куб км воды – это глобальное таяние. В 2001 году учёные прогнозировали что к концу века уровень моря поднимется на 0.9 метра. Это повышение уровня воды достаточное что бы повлиять на более 100 млн. людей во всём мире, но уже сейчас многие специалисты опасаются, что их прогнозы могут быть неверными. Даже по консервативным расчётам прогнозируется, что в течении следующих 60 лет, повышение уровня моря уничтожит четверть всех домов находящиеся в 150-ти метрах от побережья. Последние исследования рисуют более тревожную картину. К концу столетия уровень моря может подняться на целых 6 метров и это всё может произойти со всеми нами из-за таяния.

Глоба́льное потепле́ние — процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмосферы Земли и Мирового океана. Помимо повышения уровня Мирового океана повышение глобальной температуры также приведёт к изменениям в количестве и распределении атмосферных осадков. В результате могут участиться природные катаклизмы, такие как наводнения, засухи, ураганы и другие, понизится урожай сельскохозяйственных культур и исчезнут многие биологические виды. Потепление должно, по всей вероятности, увеличивать частоту и масштаб таких явлений.

Некоторые исследователи считают, что глобальное потепление — это миф, часть учёных отвергает возможность влияния человека на этот процесс. Есть те, кто не отрицает факт потепления и допускает его антропогенный характер, но не соглашается с тем, что наиболее опасными из воздействий на климат являются промышленные выбросы парниковых газов

Существует научный консенсус, что текущее глобальное потепление с высокой вероятностью объясняется деятельностью человека^[1].

Климатические системы изменяются как в результате естественных внутренних процессов, так и в ответ на внешние воздействия, как антропогенные, так и неантропогенные, при этом геологические и палеонтологические данные показывают наличие долговременных климатических циклов, которые в четвертичном периоде приняли форму периодических оледенений, причём настоящее время приходится на межледниковье (см. рис.).

Причины таких изменений климата остаются неизвестными, однако среди основных внешних воздействий изменения орбиты Земли (циклы Миланковича), солнечной активности (в том числе и изменения солнечной постоянной), вулканические выбросы и парниковый эффект. По данным прямых климатических наблюдений (изменение температур в течение последних двухсот лет) средние температуры на Земле повысились, однако причины такого повышения остаются предметом дискуссий, но одной из наиболее широко обсуждаемых является антропогенный парниковый эффект.

Нельзя сказать, что идёт спор между теми, кто «верит» и «не верит» в теорию парникового эффекта. Скорее, оспаривается итоговый эффект увеличения количества парниковых газов в атмосфере Земли, то есть не компенсируется ли потепление в силу парникового эффекта изменениями в распределении водяных паров, облаков, в биосфере или других климатических факторов. Однако наблюдаемое последние 50 лет повышение температуры Земли противоречит теориям о компенсирующей роли перечисленных выше обратных связей.

Морской ледяной покров Арктики играет важную роль в климатической системе планеты. С одной стороны, он - индикатор глобального потепления, с другой – процессы, происходящие в Северном Ледовитом океане влияют на экологию всей Земли. Глобальное потепление уже толкает белых медведей к каннибализму, а к 2100 году, по прогнозам Всемирного фонда дикой природы(WWF), может поставить под угрозу выживание четверти планеты.

Резкий рост средней температуры в арктическом регионе начался в начале прошлого столетия. Его вызвали промышленные выбросы парниковых газов в атмосферу, установила группа ученых под руководством Даррелла Кауфмана (Darrell Kaufman) из Университета Северной Аризоны на основании анализа донных отложений озер.

"Потепление Арктики продолжится все ускоряющимися темпами. В нынешнем столетии оно станет заметно и в остальных регионах северного полушария Земли, что приведет к быстрому таянию льдов и поднятию уровня океана и другим глобальным последствиям", - сказал один из авторов публикации Гиффорд Миллер (Gifford Miller) из университета Колорадо в Боулдере, США, слова которого приводит пресс-служба Национального центра атмосферных исследований США.

К таким же выводам пришли российские ученые в оценочном докладе последствий изменения климата для Союзного государства (России и Белоруссии), опубликованном на сайте Росгидромета.

"Деградация многолетней мерзлоты и сокращение ледяного покрова Северного Ледовитого океана продолжатся в течение всего 21-го века, причем, в некоторых расчетах к концу 21-го века Арктика летом может полностью освобождается от морского льда", - говорится в докладе "О стратегических оценках последствий изменений климата в ближайшие 10-20 лет для природной среды и экономики Союзного государства".

Эксперты Всемирного фонда дикой природы (WWF) прогнозируют, что из-за таянья арктических льдов к концу 21 века уровень океанов поднимется более чем на метр.

Из-за этого, сообщается в докладе фонда "Влияние климата Арктики: глобальные последствия", изменятся океанические течения во всем мире, а следом за ними – и климатические показатели, в том числе, в Северной Америке и континентальной Европе. Это, считают ученые, неизбежно повлечет за собой проблемы с местной флорой и фауной, сельским хозяйством и обеспечением водой.

Последствия глобального потепления в Арктике уже заметила канадская благотворительная организация Polar Bear International, которая специализируется на изучении полярных медведей.

Повышение температуры толкает самого крупного наземного млекопитающего хищника планеты к каннибализму. Моря Арктики покрываются льдом только к декабрю, до этого времени медведи не могут охотиться на морских котиков с дрейфующих льдин Чтобы выжить, они вынуждены поедать собственных детенышей.

Потепление климата и вызванное этим обстоятельством сужение ареала обитания белых медведей, толкает самого крупного наземного млекопитающего хищника планеты на поедание себе подобных; неблагоприятная тенденция отмечается в докладе канадской.

"Мы можем остановить эту адскую спираль опасных климатических реакций только, если резко сократим выбросы газа, вызывающие парниковый эффект, а также, если нам удастся сдерживать глобальное потепление на уровне ниже 2 градусов по Цельсию", - считает представитель WWF Патрик Хофстеттера (Patrick Hofstetter).

Для этого, по его словам, индустриально развитые страны должны к 2020 году сократить выбросы углекислого газа на 40 процентов.

Таяние Антарктиды

Раньше огромные ледяные щиты Антарктики поддерживали нормальный баланс массы. Антарктида огромный холодный и гористый материк, на нём должно выпадать достаточно снега на шапке ледников, что бы уравновесить таяние их основания и это в теории и так было последние 10 000 лет. Затем в 2002 году появились факты относительно того, что баланс изменился.

Всего за 3 недели участок площадью 3 240 кв. км отделился и исчез. Теперь сомнений почти нет, таяние в Антарктике началось. Сейчас Антарктический ледяной щит содержит 90% всего объема льда на земле и 70% пресной воды. В нём достаточно воды что бы поднять мировой уровень моря на 45-60 метров, если он полностью растает.

До недавнего времени считали , что он стабилен, но новые технологии спутниковой фотографии радикально поменяли наше представление об огромных ледяных шапках планеты. С их помощь мы узнали, что наш мир не так стабилен как кажется.

Мы полагали, что Атлантический лёд в полной безопасности, но новые исследования показывают, что он разрушается. И только благодаря спутникам мы смогли увидеть как исчез ледяной щит Ларсон Би площадью 3 240 кв. км. Виной опять была талая вода, но вместо того, что бы стать смазкой и ускорить движение ледника к морю как в Гренландии, в этот раз она расколола ледяной шельф на части. Это был опять простой физический процесс. При замерзании объём воды увеличивается на 9% и именно этот процесс расширение вызвало такое разрушение в Антарктике. Температура воздуха в Антарктике повышается в 3 быстрее чем когда либо и где-либо в мире, это повышение поверхности растапливает поверхности кромки ледников, талая вода накапливается и просачивается в трещины и щели внутри ледника и ледяного щита , но в отличие от ледников Гренландии эти щели не доходят до скал подольдом и талая вода, поскольку не может вытечь скапливается в трещинах , замерзает и расширяется, трещины расходятся, ледник разрушается и соскальзывает в море. Исчезновение Ларсон Би привело к ещё большей проблеме материковым ледникам запертым за ним, теперь ничто не мешало скользить в море и таять.

Ледяные щиты также подвергаются атаке снизу, за последние 50 лет температура моря вокруг Антарктиды поднялась более чем на градус, это более тёплая вода циркулирует подольдом у кромки ледника и затекает в полости глубоко под его поверхности. Вода проводит тепло в 25 раз эффективнее воздуха, тёплая вода растапливает основание щита со скоростью 50 метров в год. Когда фундамент ледника тает лёд отпадает и уплывает в океан. Сочетание этих двух процессов: трещин и таяния льда – разрушает морской лёд.

Огромный западно-антарктический массив льда становится всё более и более нестабилен. Сейчас каждый год Антарктика сбрасывает 106 млн. куб км льда. Совсем недавно в 2001 году учёные прогнозировали, что ледяные щиты Антарктики останутся стабильными в течении это столетия, то теперь мы знаем, что Антарктика – это неизбежная катастрофа.

То что сегодня происходит в ледяных щитах – это серьёзный повод для беспокойства. Уже сейчас средняя температура выше, а потепление идёт быстрее чем когда либо за последние тысячу лет. Многие учёные полагают, что это связано с созданным человеком изменением климата, а другие говорят о естественных ритмах земли. Единственный способ понять что происходит, это изучать климат земного прошлого.

Таяние Гренландии

Повышение уровня моря происходит не в первый раз. Мы знаем, что в далёком прошлом уровень моря был и выше и ниже сегодняшнего. И это естественный цикл, который происходит из-за таяния и замерзания полярных ледяных шапок на протяжении 4.5 млрд. лет земной истории. Когда ледяные шапки таят – они отдают воду в океан, когда они замерзают, они забирают воду из океана. Климат земли изменятся циклично. Бывают ледниковые периоды, когда температура падает, ледяные шапки замерзают и увеличиваются. А бывают межледниковые периоды, когда ледяные шапки тают и возвращают воду в океан.

Причина этого цикла во вращении Земли вокруг Солнца. Орбита земли вокруг Солнца изменяется по ряду сложных параметров, главное из них изменение её формы – она не всегда круглая. В течении цикла длиною 100 тыс. лет форма орбиты меняется от почти круглой до овальной и обратно. По эллиптической орбите мы проходим на миллионы километров дальше от Солнца. До земли доходит меньше солнечного света и наступает ледниковый период. Сейчас орбита круглая и мы живём в тёплом, межледниковый период. Но что-то происходит, лёд тает слишком быстро. Один из регионов, где таяние выходит из под контроля – Гренландия.

Гренландия занимает площадь 2 165 000 кв. км., средняя толщина льда в среднем 2.5 км, на поверхности находится 2 460 000 кубических км. льда и он тает.
С 1990 года средняя зимняя температура в Гренландии поднялась до 8 С. Ледяной щит Гренландии теряет 1 041 000 000 000 литров воды каждае 40 часов по мере того как айсберги падают в Атлантический океан. 10 лет назад скорость таяния была в 3 раза меньше.

На западе Гренландии учёные следили за движением кромки ледника с началом наблюдении в 1850 году и заметили, что за последние 150 лет край передвинулся назад на 60 км, это плохо, но ещё хуже то, что его край отступает ещё быстрее. Сейчас ледник исчезает со скорость в 2 раза большей чем 5 лет назад. Почти у всех ледников Гренландии южнее северного полярного увеличилась скорость сброса льда в океан. В таянии ледников нет ничего необычного, их края таят всё время, но обычно объём льда который исчезает по краям уравновешивается объёмом снега, который падает сверху. Снег уплотняется образуя новый лёд, таки образом ледник растёт на высокой части и тает по краям. Учёные называют это балансом масс – ледники образуют столько же льда, сколько и теряют.

Этот естественный баланс обеспечивает стабильность ледяной шапки и сдерживает повышение уровня моря и так было последние 10 000 лет назад. Но теперь баланс нарушен. Края ледников Гренландии таят быстрее, чем может расти остальная их часть. Каждый год Гренландия теряет на 20% больше массы, чем получает от выпадения снега. Можно ли восполнить эту потерю? Нет, если так и дальше будет продолжаться дальше, ледяной щит Гренландии будет терять каждый год определенное количество массы и уровень моря поднимется.

Для детального исследования происходящего, NASA установила систему глобального позиционирования, что бы отслеживать подъём ледников и уменьшение их объёма. Они были потрясены результатами. Ледники таят быстрее чем когда либо раньше, они буквально соскальзывают в море. За последние несколько лет, когда температура была очень высокой, ледниковые щиты увеличили скорость таяния не на 10-20%, а на 50-80%. Летом 1985 года двигался к морю со скоростью 6.3 км в год к лету 2003 года его скорость была почти 13 км в год.

Причиной был простой физический процесс воздействия талой воды.
Если кусок льда положить на наклонную сухую поверхность, то он будет двигаться очень медленно или вообще не будет двигаться, но как только лёд начинает таять, между ним и поверхностью попадает вода которая играет роль смазки и лёд может двигаться намного быстрее.
Именно это и случилось в Гренландии. Из-за более высоких температур, верхняя часть ледников начала таять, на поверхности образовались большие лужи талой воды, но в ледниках есть огромные трещины и внутренние туннели. Талая вода протекала вниз по этим трещинам и накапливалась по ледником, там она становилась смазкой при соприкосновении ледника и земли, трение удерживающее его на месте уменьшалось и ледник всё быстрее скользил к морю. Это имело огромное значение, потери льда удвоились.

Повышение уровня моря за последние десятилетия составило 1 см, но за последние 5 лет эта цифра увеличилась вдвое. Если повышение уровня будет удваиваться каждые 10 лет, в следующем столетии это повлияет на многое прибрежные районы по всему миру. Если льды Гренландии полностью растают, то образуется столько воды, что уровень всех мировых океанов поднимется на 7 метров. До недавнего времени учёные предполагали, что это худшее, что может произойти и они ошибались. В Гренландии много льда, но это не единственный лёд на планете. Здесь находится 2 млн. куб км льда, но в Антарктиде в 11 раз больше.

Уровень мирового океана поднимается угрожающими темпами

Проанализировав данные, поступающие от самописцев уровня моря по всему миру, ученые выяснили, что в период с 1870 по 2004 год уровень мирового океана вырос на 19,5 см, а в последние 50 лет уровень моря поднимался особенно быстро. Причем, по мнению ученых, темпы подъема ускоряются, сообщают NEWSru.com.

За весь период с 1870 по 2004 год среднее повышение уровня моря составило 1,44 мм в год. Однако в 20-м веке уровень рос в среднем на 1,77 мм в год, а если брать период начиная с 1950 года то средний рост составил 1,75 мм в год.

Хотя существующие климатические модели тоже предсказывают увеличение темпов подъема уровня моря, австралийские ученые говорят, что они первыми подтвердили такую тенденцию при помощи данных за большой период времени.

Если рост продолжится с такой же скоростью как сейчас, то, предупреждают ученые, в нынешнем веке моря поднимутся на 28-34 см.

Джон Черч, ученый из Организации научно-промышленных исследований британского Содружества, автор данного исследования, говорит, что повышение уровня моря может оказать разрушительное воздействие на некоторые районы. "Это означает, что во время штормов низколежащие области будут затопляться", - заявил он, добавив: "Увеличится эрозия побережий, будут наводнения на островных государствах".

Климатологи сейчас едины во мнении, что рост концентрации в атмосфере парниковых газов, таких как двуокись углерода, является главной причиной повышения температуры на планете. Увеличение температуры может привести к повышению уровня моря посредством ряда механизмов, таких как таяние ледников и тепловое расширение морской воды

Заключение

Глобальное таяние это мрачная картина будущего, но по мнению учёных она неизбежна если мы не будем действовать, наш мир меняется до неузнаваемости и мы люди усугубляем этот процесс. Ледяные шапки тают и уровень моря ползёт всё выше и выше, что хуже что мы всё ближе к переломной точке после которой мы не сможем остановить происходящее, но надежда есть. Некоторые учёные считают, что если действовать сейчас, мы можем успеть остановить таяние, пока не слишком поздно.

Мы прекратили выбрасывать свинец в атмосферу и атмосфера изменилась. Сможем ли мы тоже самое сделать с углекислотой? Инвестирую в возобновляемые источники энергии такие, как ветер и солнечная энергия, мы сократим выбросы парникового газа , возможно мы начнем очищать атмосферу, возможно нам удастся избежать перехода климата за точку невозвращения, и это будет трудно. Это неизбежно, мы должны жить вместе с природой, а не бороться с ней потому что наши передовые технологии смогут только отсрочить неизбежное.

Мы вызываем эти изменения, но они относятся к следующему поколению, те кто будет страдать от последствий, это наши дети и внуки.

Мы можем решать эту проблему позже, строя стены или передвигая города сейчас, стараясь замедлить потепления, стараясь узнать, как можно сохранить ледяные щиты в целостности и сохранности. Но в случае неудачи последствия будут действительно ужасающие, если у нас не получится, завтра мы можем не узнать наш мир, социальный и экономический Хаус, человеческая трагедия ужасающих масштабов, иле же если мы будем действовать никаких изменений не произойдёт, выбор за нами.