Современное изменение климата и инженерная деятельность человека
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова»
Инженерно-технический институт
РЕФЕРАТ
Современное изменение климата и инженерная деятельность человека
Выполнил:
студент гр. ЗК-11-1
Егоров П.В.
Проверил: Урбан А.А.
г. Якутск - 2012 г.
Содержание
Введение......................
Современное изменение климата.............
Причины изменений климата.............
- Изменение химического состава ..............................
........................12
Инженерная деятельность
человека ..............................
- Человек и изменения климата.......................
.............................. .......16 - Человек усиливает парниковый эффект........................
...................17
Необходимые меры ..............................
Заключение....................
Введение
Вопрос об изменениях климата привлекал внимание многих исследователей, работы которых были посвящены главным образом сбору и изучению данных о климатических условиях различных эпох. Исследования этого направления содержат обширные материалы о климатах прошлого.
Меньше результатов было получено при изучении причин изменений климата, хотя эти причины уже давно интересовали специалистов, работающих в данной области. Из-за отсутствия точной теории климата и недостатка, необходимых для этой цели материалов специальных наблюдений при выяснении причин изменений климата возникли большие трудности, не преодоленные до последнего времени. Сейчас не существует общепринятого мнения о причинах изменений и колебаний климата, как для современной эпохи, так и для геологического прошлого.
Между тем вопрос о механизме
изменений климата приобретает
в настоящее время большое
практическое значение, которое он
еще недавно не имел. Установлено,
что хозяйственная деятельность
человека начала оказывать влияние
глобальные климатические условия,
причем это влияние быстро возрастает.
Поэтому возникает
Чаще всего количество запросов о климате резко возрастает после появления в средствах массовой информации сообщений о каких-либо экстремальных явлениях в атмосфере и океане типа штормов, наводнений или засух, а также о катастрофах, причиной которых могли бы быть грозные явления природы. Обычно спрашивают, не связано ли то или другое событие с опасными "изменениями климата", с "глобальным потеплением", о которых все наслышаны, хотя немногие ясно представляют, что это такое.
Прежде всего, уточним определения понятий "климат", "климатическая переменная" и "изменение климата".
Погода определяется как физическое состояние атмосферы в заданной точке земного шара в заданный момент времени. Характеристиками состояния атмосферы являются, в частности, температура воздуха, давление, скорость ветра, влажность, осадки, солнечное сияние и облачность, а также такие явления, как туман, иней, град и другие погодные переменные (элементы погоды).
Климат в узком, но широко распространенном смысле, есть обобщение изменений погоды, и представляется набором условий погоды в заданной области пространства в заданный интервал времени. Для характеристики климата используется статистическое описание в терминах средних, экстремумов, показателей изменчивости соответствующих величин и повторяемостей явлений за выбранный период времени. Все эти дескриптивные статистики называются климатическими переменными.
Наиболее важными и
популярными климатическими переменными,
часто используемыми как
В современных исследованиях
термин "Климат" используется также
вместо термина Глобальный Климат,
который характеризуется
Спектр изменений
Опираясь на предложенную академиком А. С. Мониным наиболее полную классификацию колебаний метеорологических и океанографических параметров в зависимости от их масштабов, полезно принять следующую практическую классификацию масштабов изменчивости характеристик климатической системы.
1. Микрометеорологическая
изменчивость - от долей секунды
до минут;
2. Мезометеорологическая изменчивость
- от нескольких минут до часов;
3. Изменчивость, соответствующая синоптическим
процессам, - от нескольких часов до двух-трех
недель. Внутри этого интервала масштабов
возможно индивидуальное прогнозирование
и описание основных синоптических объектов,
которые характеризуют погоду и ее изменения.
За верхнюю границу интервала часто принимают
масштаб предсказуемости индивидуальных
синоптических процессов, который оценивается
в две-три недели;
4. Климатическая изменчивость - от трех
недель до нескольких десятилетий. Изменчивость
этого масштаба, принятого нами за внутренний
временной масштаб климатической системы,
характеризует внутриклиматические колебания,
или климатическую изменчивость, или флуктуации
климата;
5. Межвековая изменчивость;
6. Изменчивость в масштабах тысячелетий;
7. Изменчивость, соответствующая ледниковым
периодам.
Предложенное выше определение климата позволяет использовать в качестве климатических переменных любые статистические характеристики любых параметров состояния климатической системы для некоторого заданного интервала времени. Необходимо только точно указывать, какая характеристика и для какого интервала рассматривается.
Изменение климата для заданной области или для Земного шара в целом характеризуется разностью между некоторыми климатическими переменными для двух заданных интервалов времени. Это изменение может считаться реальным, если оно превосходит вероятную ошибку вычисления соответствующих климатических переменных.
Изменения климата могут быть следствием как естественных внутренних и внешних причин, так и следствием человеческой деятельности. В Статье 1 Рамочной Конвенции по Изменению Климата (РКИК) ООН "изменение климата" определяется более узко как "изменение климата, которое прямо или косвенно приписывается человеческой деятельности, меняющей состав глобальной атмосферы, и является добавкой к естественной климатической изменчивости для сравниваемых периодов времени". Таким образом, РКИК ООН делает различие между "изменениями климата", приписываемыми человеческой деятельности, меняющей состав атмосферы, и "климатической изменчивостью", приписываемой влиянию естественных причин. Данные наблюдений позволяют оценивать только суммарные изменения климата вследствие как естественных, так и антропогенных причин. Выявление этих причин является сложной задачей, решаемой в настоящее время с помощью климатических моделей. Мы рекомендуем использовать данное выше более общее определение изменений климата, как это делается в научных исследованиях. [1]
Современное изменение климата
Инструментальные наблюдения за климатом, развернувшиеся в XIX веке, зарегистрировали начало потепления, которое продолжалось до первой половины XX века. Советский океанолог Н.М. Книпович в 1921 г. выявил, что воды Баренцева моря стали заметно теплее. В 20-х годах появилось много сообщений о признаках потепления в Арктике. Сначала даже считалось, что это потепление касается только Арктической области. Однако более поздний анализ привел к выводу, что это было глобальное потепление.
Наиболее крупное изменение
климата за время инструментальных
наблюдений началось в конце 19 века.
Оно характеризовалось
Хотя данные о современном
изменении климата в южном
полушарии имеют менее
В северном полушарии повышение
температуры воздуха
Существенное значение имело отмечавшееся в эпоху потепления изменение режима атмосферных осадков. Количество осадков в ряде районов недостаточного увлажнения при потеплении климата уменьшилось, в особенности в холодное время года. Это привело к уменьшению стока рек и падению уровня некоторых замкнутых водоемов.
Особую известность получило
произошедшее в 30-х годах резкое
снижение уровня Каспийского моря,
обусловленное главным образом
уменьшением стока Волги. Наряду
с этим в эпоху потепления во внутриконтинентальных
районах умеренных широт
Потепление, достигшее максимума
в 30-х годах, по-видимому, определялось
увеличением прозрачности стратосферы,
повысившим поток солнечной радиации,
поступающей в тропосферу (метеорологическую
солнечную постоянную). Это привело
к возрастанию средней
Тем не менее, изучение потепления, произошедшего в первой половине 20 века, имеет большое значение для выяснения механизма изменений климата, освещенным массовыми данными надежных инструментальных наблюдений.
В связи с этим всякая количественная теория изменений климата должна быть, прежде всего, проверена по материалам, относящимся к потеплению первой половины 20 века.[4]
Изменение температуры воздуха
в период потепления лучше всего
изучено в северном полушарии, где
в этот период было сравнительно много
метеорологических станций. Тем
не менее, и в южном полушарии
оно было выявлено достаточно уверенно.
Особенностью потепления было то, что
в высоких полярных широтах северного
полушария оно было выражено более
четко и ярко. Для отдельных
районов Арктики повышение
Наибольшее глобальное повышение
средней температуры у
На потепление бурно реагировали
горные ледники, которые повсеместно
отступали, причем величина отступания
исчислялась сотнями метров. На Кавказе,
например, общая площадь оледенения
сократилась за это время на 10%,
а толщина льда в ледниках уменьшилась
на 50–100 м. Существовавшие в Арктике
сложенные льдом острова
Повсюду происходило отступание границы многолетней мерзлоты на север. В европейской части СССР она местами отступала на сотни километров, увеличилась глубина протаивания мерзлых грунтов, а температура мерзлой толщи повысилась на 1,5–2°С.
Потепление сопровождалось изменением увлажненности отдельных районов. Советский климатолог О.А. Дроздов выявил, что в эпоху потепления 30-х годов в районах недостаточного увлажнения возросло количество засух, охватывающих большие территории. Сравнение холодного периода с 1815 по 1919 г. и теплого с 1920 по 1976 г., показало, что каждые десять лет в первый период наблюдалась одна крупная засуха, тогда как во второй – две. В период потепления из-за уменьшения количества осадков произошло значительное падение уровня Каспийского моря и ряда других внутренних водоемов.
После 40-х годов стала
проявляться тенденция к
В 60-е и 70-е годы возрастает число климатических аномалий. Это были суровая зима 1967, 1968 г. в СССР и три суровые зимы с 1972 по 1977 г. в Соединенных Штатах. В этот же период в Европе отмечается серия очень мягких зим. В Восточной Европе в 1972 г. – очень сильная засуха, а в 1976 г. – на редкость дождливое лето. Из других аномалий можно вспомнить необычайно большое количество айсбергов у берегов Ньюфаундленда в летние периоды 1971–1973 гг., частые и сильные штормы в Северном море между 1972 и 1976 г. Но аномалии охватили не только умеренную зону северного полушария. С 1968 по 1973 г. длилась сильнейшая засуха в Африке. Дважды, в 1976 и 1979 г., сильные заморозки губят кофейные плантации в Бразилии. В Японии по данным метеорологических наблюдений установлено, что за десятилетие 1961–1972 гг. число месяцев с необычно низкими значениями температуры было вдвое больше, чем с высокими значениями, а число месяцев с недостаточными осадками также почти вдвое превышало число месяцев с избытком осадков.
Начало 80-х годов также
ознаменовалось серьезными и обширными
аномалиями. Зима 1981, 1982 г. в Соединенных
Штатах и Канаде была одной из самых
холодных. Термометры показывали температуру
воздуха более низкую, чем в
последние несколько
В Австралии летом 1982, 1983 г. была одна из самых драматических засух за всю историю континента, получившая название “великая сушь”. Она охватила всю восточную и южную часть континента и сопровождалась сильными лесными пожарами. В то же время Китай заливали дожди, продолжавшиеся три месяца. В Индии задержался сезон муссонных дождей. В Индонезии и на Филиппинах свирепствовали засухи. Над Тихим океаном пронеслись сильнейшие тайфуны. Побережье Южной Америки и засушливый Средний Запад США оказались залитыми дождями, которые затем сменились засухой.[3]
Причины изменения климата
Главной движущей силой климата является Солнце. Например, неравномерное нагревание земной поверхности (сильнее у экватора) является одной из главных причин ветров и океанических течений, а периоды повышенной солнечной активности сопровождаются потеплением и магнитными бурями.
Кроме того на климат влияют изменение орбиты Земли, ее магнитного поля, размеров материков и океанов, извержения вулканов. Все это -естественные причины изменения климата. До недавнего времени они, и только они, определяли изменения климата, в том числе начало и конец долговременных климатических циклов, таких как ледниковые периоды. Солнечной и вулканической активность можно объяснить половину температурных изменений до 1950 года (солнечная активность приводит к повышению температуры, а вулканическая – к снижению).
В последнее время к
естественным факторам добавился еще
один – антропогенный, т.е. вызванный
деятельностью человека. Основным антропогенным
воздействием является усиление парникового
эффекта, влияние которого на изменение
климата в последние два
Основные факторы, которые могут оказать существенное влияние на глобальные изменения климата:
- Дрейф географического полюса Земли;
- Дрейф геомагнитного полюса Земли;
- Изменение угловой скорости вращения Земли;
- Повышение эндогенной, в частности, вулканической активности Земли;
- Естественная динамика (изменялся синусоидально);
- Влияние антропогенного (человека) фактора (заключается в увеличении содержание в атмосфере некоторых малых газовых составных);
- Парниковый эффект;
Рис.1.Траектория движения Северного географического полюса в 1996-2000 гг.
На рис.2. показан график характеризующий движение геомагнитного полюса. Как видно из графика, к концу 90-х годов скорость дрейфа геомагнитного полюса увеличилась почти в пять раз, по сравнению с 1980 годом. Этот факт может свидетельствовать о существенных изменениях в энергетических процессах в ядре Земли, формирующих геомагнитное поле нашей планеты. Безусловно, этот факт может свидетельствовать о начале очередного цикла резкой активизации эндогенной активности Земли.
С другой стороны, как известно, геомагнитное поле формирует своеобразный магнитный экран, препятствующий проникновению солнечной радиации, включая заряженные частицы высоких энергий, к поверхности Земли. В то же время в области полярных шапок существуют так называемые каспы – полярные щели, в результате чего в них устремился радиационный материал солнечного ветра и межпланетного пространства, т.е. в полярные области стало попадать огромное количество дополнительного вещества и энергии, что приводит к “разогреву” полярных шапок. Естественно, изменение положения геомагнитных полюсов приводит и к смещению каспов и, как следствие, областей повышенного потока солнечной радиации на Землю. Естественно, что этот процесс должен вызвать перераспределение системы циклонов и антициклонов на нашей планете, что приводит к серьезным глобальным климатическим изменениям.
Изменение химического состава атмосферы
То, что мы видим на градуснике, это лишь «симптом болезни». Теплые дни, снег, выпадающий только в январе, наводнения и засухи бывали и при Пушкине, и даже когда викинги более 1000 лет назад открыли «зеленую землю» - Гренландию.
Но... никогда в истории человечества не было ни столь большой концентрации СО2 в атмосфере, ни столь резкого ее роста, какое мы видим с 1980-х годов. Это доказано непосредственными измерениями состава пузырьков воздуха, вмерзших в лед в Антарктиде и сохранившихся в неприкосновенности с древних времен. Бурение до глу бины, соответствующей временной отметке около 800 тыс. лет назад, позволяет проследить последовательность ледниковых периодов (они вызваны астрономическими причинами, и следующий ожидается через несколько десятков тысяч лет). По анализу изотопов ученые «восстановили» и температуру прошлого -действительно, временами на нашей планете было теплее, чем сейчас.
Рис. 2. Климатическая система, основные климатообразующие процессы и их взаимодействия
По
записям температуры почти
400 390 380
330
1 данные измерений (сезонный ход)
2 сглаженный ход концентраций
3 многолетний тренд
1988
1990 1992 1994 1996 1998 2000
Примерно с 1980-х годов заработал новый климатический фактор - резкий рост СО2. Увы, концентрация СО2 в атмосфере, в том числе и в вашем регионе, неумолимо растет каждый год: и в холодный, и в теплый... Конечно, на нее накладываются сезонные изменения - леса и другие экосистемы растут и дышат. Концентрацию СО2 легко измерить, и такие наблюдения ведутся примерно на 300 станциях по всему миру. В России детальные наблюдения ведутся на станции Тери-берка на Кольском полуострове. Но конкретное место в данном случае не важно: СО2 хорошо перемешивается в атмосфере, и рост концентрации практически одинаков по всему миру. Глобальный рост концентрации СО2 зависит не от наших выбросов, а от выбросов во всем мире.[2]
Рис.3.Изменение концентрации СО2 за последние двадцать лет.
Инженерная деятельность человека
Инженерная деятельность человека в Центральном Приобье усиливает и ускоряет там естественные эрозионные и другие геологические процессы. Так, возросшая интенсивность судоходства на Оби и вызванное ею волнение заметно ускорили переработку ее берегов. Строительство в поймах и руслах многих рек бассейна различных сооружений, а также уничтожение мешающих судоходству отмелей и островов приводят к существенному усилению размыва берегов этих рек. Подрезка склонов при устройстве автодорог в тыловых участках пойм рек - наиболее ровных элементах рельефа речных долин - ускоряет овраго-образование и обрушение высоких и крутых склонов надпойменных террас и междуречных равнин. Удаление при вертикальной планировке приречных земель плаща покровных суглинков ускоряет суффози-онные процессы и приводит к образованию крупных воронок и западин.
Инженерная деятельность человека связана прежде всего с разработкой технических объектов - их проектированием. Проект должен основываться на познании реальной действительности и отвечать общественно признанным оценкам.
Горное дело - инженерная
деятельность человека в
Искусственные трещины
в основном определяются
Землетрясения могут
также вызываться и инженерной
деятельностью человека. Известно,
что в некоторых районах мира
землетрясения могут быть
Особое внимание должно
быть уделено изучению влияния
инженерной деятельности
Под техногенными нарушениями природной обстановки следует понимать результаты инженерной деятельности человека на осваиваемой территории, проявляющиеся в изменениях качественного состава атмосферного воздуха, растительного и животного мира, почвенного и снежного покрова, в отсыпке и срезке грунтов, возведении наземных сооружений, укладке трубопроводов, устройстве карьеров, отводе водотоков, устройстве искусственных покрытий, организованных и неорганизованных выбросах загрязняющих веществ.
Если почвы и нижележащие
горные породы рассматриваются
как объекты инженерной
Интенсивному развитию
оползней весьма
Сплошным чехлом они
покрывают все более древние
отложения, образуя основу
В последние годы
был обнаружен новый тип
С другой стороны,
деформации сооружений
Согласно современным
представлениям, грунт - это многокомпонентная
динамичная система,
Приведенные примеры
свидетельствуют о
В последние годы все большее внимание обращают на проявление тех факторов изменения силы тяжести, которые обусловлены инженерной деятельностью человека - извлечение из недр Земли значительного количества ископаемого сырья, искусственное снижение уровня или восполнение подземных вод, создание обширных водохранилищ, строительство больших городских агломераций.

- Современное изучение бесплодного брака
- Современное инвестиционное законодательство РФ
- Современное индусское право
- Современное информационное общество и ДОУ
- Современное искусство
- Современное искусство
- Современное искусство Германии
- Современное делопроизводство
- Современное делопроизводство: цели, задачи
- Современное европейское налогообложение
- Современное естествознание
- Современное естествознание и будущее науки
- Современное естествознание и методология научного познания
- Современное законодательство в области архивного дела