§ 6. Антропогенное изменение климата

Географическая лаборатория

Поток и накопленный запас

Проверьте, что происходит при сокращении выбросов, если они всё ещё превышают удаление. Единицы условные.

Учебная модель: схемы и числовые параметры служат объяснению закономерности и не являются прогнозом или статистикой конкретной страны.

Разбираемся в теме

Четыре смысловых раздела

Естественный эффект и его усиление

Прослеживаем преобразование энергии.

Приход энергии

Земля получает солнечное излучение; часть отражается, часть поглощается.

Тепловое излучение

Нагретая поверхность испускает инфракрасное излучение.

Роль газов

Парниковые газы поглощают и переизлучают часть этой энергии, изменяя тепловой баланс.

Естественный парниковый эффект поддерживает значительно более высокую температуру поверхности, чем была бы без него. Проблема заключается в его антропогенном усилении. Рост концентраций парниковых газов нарушает прежний энергетический баланс, и климатическая система нагревается. Парниковые газы не образуют сплошную плёнку вокруг Земли: речь идёт о взаимодействии вещества с излучением.

Тепловое равновесие устанавливается при определённых условиях обмена энергией. Если эти условия меняются, система переходит к новому состоянию; океан и другие компоненты реагируют с разной скоростью.

Подумайте и объясните

Что изменяется при усилении парникового эффекта?

Сверить рассуждение

Соотношение поступающей и уходящей энергии, вследствие чего климатическая система нагревается.

Главная мысльЕстественный парниковый эффект необходим для привычных условий жизни, а его усиление меняет климат.

Почему растут концентрации

Различаем источники выбросов и поглотители.

Углекислый газ

Поступает при сжигании ископаемого топлива, некоторых промышленных процессах и изменении землепользования.

Метан

Связан, в частности, с добычей топлива, животноводством и разложением органики без доступа кислорода.

Поглощение углерода

Океан и наземные экосистемы поглощают часть выбросов, но не устраняют их полностью.

Выбросы — поток вещества за время, а концентрация — его содержание в атмосфере. Даже сокращённый поток может продолжать увеличивать запас, если поступление превышает поглощение. Водяной пар усиливает потепление как обратная связь: более тёплый воздух способен содержать больше влаги. Это не отменяет роли первоначального воздействия долгоживущих газов.

Источники и поглотители имеют разную географию. Место выброса, территория производства потребляемого товара и место воздействия на климат могут не совпадать, что требует международного согласования действий.

Подумайте и объясните

Когда атмосферный запас вещества продолжает расти?

Сверить рассуждение

Когда поступление остаётся больше удаления, даже если сами выбросы уже уменьшились.

Главная мысльДля стабилизации состояния важно соотношение источников и поглотителей.

Земля на снимке экипажа «Аполлона-17»
Почему климатические и атмосферные проблемы требуют планетарного взгляда?
Фото: NASA/Apollo 17 crew; taken by either Harrison Schmitt or Ron Evans · Public domain · Оригинал на Wikimedia Commons

Озон и климат: различаем задачи

Разные физические механизмы требуют разных объяснений.

Стратосферный озон поглощает ультрафиолет, а парниковые газы взаимодействуют с тепловым излучением. Некоторые вещества участвуют в обеих проблемах, но это не делает механизмы одинаковыми. Международное ограничение озоноразрушающих веществ способствует восстановлению слоя; старое предположение о его неизбежном непрерывном истощении уже не описывает научную оценку.

Восстановление озонового слоя идёт постепенно из-за длительного существования ряда веществ в атмосфере. Поэтому ограничение новых выбросов и наблюдаемый результат разделены во времени.

Климатическая проблема

Связана с изменением энергетического баланса, прежде всего из-за антропогенных парниковых газов.

Озоновая проблема

Связана с уменьшением стратосферного озона под действием озоноразрушающих веществ.

Подумайте и объясните

Почему озоновая дыра не является основным объяснением потепления?

Сверить рассуждение

Разрушение озона и усиление парникового эффекта связаны с разными механизмами воздействия на излучение.

Главная мысльОхрана озонового слоя и сокращение климатического воздействия дополняют друг друга, но решают разные задачи.

Кислотные выпадения

Загрязнение меняет химическую среду далеко от источника.

Предшественники
В воздух поступают оксиды серы и азота.
Атмосферные реакции
Образуются кислоты и другие соединения, переносимые воздушными потоками.
Выпадение и воздействие
Вещества поступают с осадками или осаждаются без них, меняя состояние почв, вод и сооружений.

Обычный дождь может иметь слабокислую реакцию из-за растворённого углекислого газа. Поэтому любой показатель pH ниже 7 нельзя автоматически считать признаком опасного кислотного дождя. Важны состав осадков и способность среды нейтрализовать кислотность. Борьба с проблемой направлена на сокращение выбросов веществ-предшественников.

Свойства почв и пород определяют чувствительность водоёмов к кислотным поступлениям. Одинаковое выпадение веществ может вызывать разные изменения в бассейнах с разной способностью нейтрализации.

Подумайте и объясните

На какое звено воздействуют меры против кислотных выпадений?

Сверить рассуждение

Прежде всего на выбросы оксидов серы и азота, из которых образуются кислотные соединения.

Главная мысльКислотные выпадения требуют контроля источников и трансграничного переноса.

ПРИМЕНЯЕМ ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ МЫШЛЕНИЕ

Три решения для трёх проблем

Предложены сокращение сжигания топлива, замена озоноразрушающих хладагентов и очистка дымовых газов от соединений серы.

Соотнесите меры с климатическим воздействием, озоновым слоем и кислотными выпадениями. Некоторые меры дают несколько эффектов, но ни одна не заменяет все остальные.

Различение механизмов помогает избежать ошибочной универсальной «панацеи».

**Алечский ледник в Альпах**
Горные ледники чувствительны к климату; вывод о многолетнем изменении делают по ряду наблюдений, а не по одному снимку.
Seba3mmm · CC BY-SA 4.0 · Источник фотографии.

Собираем главное

Шесть опорных выводов

Естественный эффект и его усиление

Естественный парниковый эффект необходим для привычных условий жизни, а его усиление меняет климат.

Почему растут концентрации

Для стабилизации состояния важно соотношение источников и поглотителей.

Озон и климат: различаем задачи

Охрана озонового слоя и сокращение климатического воздействия дополняют друг друга, но решают разные задачи.

Кислотные выпадения

Кислотные выпадения требуют контроля источников и трансграничного переноса.

Научное уточнение

Современная оценка МГЭИК связывает наблюдаемое глобальное потепление с деятельностью человека, прежде всего с выбросами парниковых газов.

Выбор меры

Защита атмосферы начинается с правильного определения механизма проблемы.

Проверьте себя10 вопросов · по 0,5 балла · максимум 5 баллов

1. Что изменяется при усилении парникового эффекта?

Когда поступление остаётся больше удаления, даже если сами выбросы уже уменьшились.Соотношение поступающей и уходящей энергии, вследствие чего климатическая система нагревается.Прежде всего на выбросы оксидов серы и азота, из которых образуются кислотные соединения.Нагретая поверхность испускает инфракрасное излучение.

2. Когда атмосферный запас вещества продолжает расти?

Земля получает солнечное излучение; часть отражается, часть поглощается.Когда поступление остаётся больше удаления, даже если сами выбросы уже уменьшились.Разрушение озона и усиление парникового эффекта связаны с разными механизмами воздействия на излучение.Парниковые газы поглощают и переизлучают часть этой энергии, изменяя тепловой баланс.

3. Почему озоновая дыра не является основным объяснением потепления?

Поступает при сжигании ископаемого топлива, некоторых промышленных процессах и изменении землепользования.Разрушение озона и усиление парникового эффекта связаны с разными механизмами воздействия на излучение.Нагретая поверхность испускает инфракрасное излучение.Прежде всего на выбросы оксидов серы и азота, из которых образуются кислотные соединения.

4. На какое звено воздействуют меры против кислотных выпадений?

Связан, в частности, с добычей топлива, животноводством и разложением органики без доступа кислорода.Земля получает солнечное излучение; часть отражается, часть поглощается.Парниковые газы поглощают и переизлучают часть этой энергии, изменяя тепловой баланс.Прежде всего на выбросы оксидов серы и азота, из которых образуются кислотные соединения.

5. Какое описание соответствует понятию «Приход энергии»?

Поступает при сжигании ископаемого топлива, некоторых промышленных процессах и изменении землепользования.Нагретая поверхность испускает инфракрасное излучение.Земля получает солнечное излучение; часть отражается, часть поглощается.Океан и наземные экосистемы поглощают часть выбросов, но не устраняют их полностью.

6. Какое описание соответствует понятию «Тепловое излучение»?

Связан, в частности, с добычей топлива, животноводством и разложением органики без доступа кислорода.Нагретая поверхность испускает инфракрасное излучение.Парниковые газы поглощают и переизлучают часть этой энергии, изменяя тепловой баланс.Соотношение поступающей и уходящей энергии, вследствие чего климатическая система нагревается.

7. Какое описание соответствует понятию «Роль газов»?

Поступает при сжигании ископаемого топлива, некоторых промышленных процессах и изменении землепользования.Парниковые газы поглощают и переизлучают часть этой энергии, изменяя тепловой баланс.Океан и наземные экосистемы поглощают часть выбросов, но не устраняют их полностью.Когда поступление остаётся больше удаления, даже если сами выбросы уже уменьшились.

8. Какое описание соответствует понятию «Углекислый газ»?

Соотношение поступающей и уходящей энергии, вследствие чего климатическая система нагревается.Разрушение озона и усиление парникового эффекта связаны с разными механизмами воздействия на излучение.Поступает при сжигании ископаемого топлива, некоторых промышленных процессах и изменении землепользования.Связан, в частности, с добычей топлива, животноводством и разложением органики без доступа кислорода.

9. Какое описание соответствует понятию «Метан»?

Когда поступление остаётся больше удаления, даже если сами выбросы уже уменьшились.Связан, в частности, с добычей топлива, животноводством и разложением органики без доступа кислорода.Прежде всего на выбросы оксидов серы и азота, из которых образуются кислотные соединения.Океан и наземные экосистемы поглощают часть выбросов, но не устраняют их полностью.

10. Какое описание соответствует понятию «Поглощение углерода»?

Земля получает солнечное излучение; часть отражается, часть поглощается.Соотношение поступающей и уходящей энергии, вследствие чего климатическая система нагревается.Разрушение озона и усиление парникового эффекта связаны с разными механизмами воздействия на излучение.Океан и наземные экосистемы поглощают часть выбросов, но не устраняют их полностью.

Уточнения по официальным источникам

МГЭИК: обобщающий доклад AR6 ЮНЕП: Монреальский протокол и восстановление озона

§ 6. Антропогенное изменение климата

Поток и накопленный запас

Разбираемся в теме

Приход энергии

Тепловое излучение

Роль газов

Углекислый газ

Метан

Поглощение углерода

Земля на снимке экипажа «Аполлона-17»

Климатическая проблема

Озоновая проблема

Предшественники

Атмосферные реакции

Выпадение и воздействие

Три решения для трёх проблем

Шесть опорных выводов

Естественный эффект и его усиление

Почему растут концентрации

Озон и климат: различаем задачи

Кислотные выпадения

Научное уточнение

Выбор меры

Переход к материалам