0 просмотров

Что заставляет наш климат так быстро меняться сейчас?

Я физик с докторской степенью. Во время работы над диссертацией я работал над моделированием сложных процессов, происходящих внутри облаков. Их представление в моделировании климата очень важно и имеет решающее значение для понимания будущего климата. Сейчас я сосредоточусь на экстремальных явлениях, связанных с изменением климата, таких как наводнения и пожары. Наука, путешествия, книги и маленькие приключения — моя страсть. Я также люблю делиться тем, что узнаю, и продвигать научное мышление. *nogherotto@gmail.com † https://orcid.org/0000-0003-1718-542X

Клара Бургард

Клара Бургард

Клара Бургард

Я ученый-климатолог, меня особенно интересует климат холодных регионов, где много льда и снега, таких как Арктика и Антарктика. В частности, мне нравится исследовать взаимодействие между льдом, плавающим в океане, и океаном под ним. Чтобы лучше понять последствия изменения климата для льдов и океана на полюсах, я использую расчеты, сделанные большими суперкомпьютерами, и снимки, сделанные спутниками из космоса. † https://orcid.org/0000-0003-3847-3172

Крис Д. Джонс

Крис Д. Джонс

Крис Д. Джонс

Крис Д. Джонс — исследователь климата в Центре Хэдли Метеобюро в Эксетере, Великобритания. Он имеет более чем 25-летний опыт написания компьютерных программ для моделирования того, как климат влияет на наши естественные экосистемы и как углеродный цикл помогает уменьшить количество CO.2 загрязнения в атмосфере. Он возглавляет исследовательскую программу с партнерами в Бразилии и посещал исследовательские участки в тропических лесах Амазонки. Фотография здесь на вершине вулкана Мауна-Лоа на Гавайях, где CO2 измеряется. † https://orcid.org/0000-0002-7141-9285

Статья в тему:  Как долго происходило глобальное потепление в голоцене?

Молодые рецензенты

Эдди

Эдди

Эдди

Возраст: 13 лет

Я учусь в 7-м классе и мне очень нравится работать волонтером в местном музее. Мне очень нравится помогать животным, и я надеюсь стать ветеринаром, когда стану старше. Мой любимый урок в школе — это урок танцев (я очень гибкий), и я люблю путешествовать.

Тедди

Тедди

Тедди

Возраст: 10 лет

Я хочу быть инженером. Мне очень понравилось пытаться и изо всех сил пытаться научиться проектировать и кодировать вещи. Я дислектик. Я очень люблю математику (особенно алгебру и геометрию). Мне нравится путешествовать. Я езжу на велосипеде 30 миль в неделю большую часть недели.

Абстрактный

Климат нашей планеты за последние 100 лет нагревался намного быстрее, чем за 10 000 лет до этого. В этой статье мы рассмотрим, откуда мы знаем, что климат изменился так быстро за последнее столетие, что углекислый газ (CO2) имеет отношение к изменению климата и тому, почему люди несут ответственность за недавнее увеличение выбросов CO.2 в атмосфере. Понимание проблемы — лучший способ найти решение!

Глобальное потепление или изменение климата?

Сегодня на Земле примерно на 1°С теплее, чем 60 лет назад. 1°C может показаться очень небольшим изменением. Ведь разница температур между зимой и летом в некоторых регионах может достигать 30°С! Так почему же глобальное потепление на несколько градусов так беспокоит ученых?

Статья в тему:  Как деньги помогут островным государствам противостоять глобальному потеплению

Вы помните, когда в последний раз у вас была лихорадка? Обычная температура человеческого тела составляет около 37°C. Когда у вас жар, ваше тело нагревается на 1 или 2°C, но вы больше не можете хорошо концентрироваться, ваше тело не работает, как обычно, и вам нужно отдохнуть. В случае с вашим телом, это вопрос нескольких степеней между здоровьем и болезнью. Влияние глобального потепления на Землю похоже на лихорадку: когда воздух у поверхности становится теплее, вся планета работает не так, как обычно. Океаны тоже теплые. Толстый лед тает в холодных и горных районах. По всей планете живым существам необходимо привыкнуть к новым условиям или переселиться в другие регионы.Потепление планеты влияет на все, что находится внутри нее, поэтому мы предпочитаем говорить об изменении климата, а не о глобальном потеплении. Это не только проблема температуры воздуха — изменения происходят во всех элементах окружающей нас среды.

Изменение климата в настоящее время

В прошлом Земля была теплее и холоднее, чем сегодня. Эти температурные различия были вызваны изменениями положения Земли по отношению к Солнцу или крупными природными явлениями, такими как извержения вулканов. Эти периоды потепления и похолодания происходили в течение нескольких тысяч лет. Таким образом, природа и люди могли медленно адаптироваться к изменяющимся климатическим условиям.

На этот раз все иначе: изменение климата происходит очень быстро. На рисунке 1 вы можете увидеть реконструкцию средней температуры поверхности Земли за последние 11 400 лет. Вы можете легко увидеть, что температура повышалась намного быстрее в последние десятилетия по сравнению с температурами, которые Земля испытывала ранее. Потребовалось всего 60 лет, чтобы нагреть Землю примерно на 1°C. Ученые подсчитали, что через 80 лет Земля может стать на 3°C теплее или даже больше, если мы продолжим жить так, как живем сейчас. Имейте в виду, что ледниковые периоды были всего на 4°C ниже, чем сегодняшние температуры, так что это действительно большое дело! Но… в чем разница между сегодняшним изменением климата и прошлыми изменениями климата? И при чем тут люди?

Статья в тему:  Как индустриализация ведет к глобальному потеплению

Рисунок 1 – Изменения средней температуры поверхности Земли за последние 11 400 лет.

Чтобы ответить на эти вопросы, вернемся на несколько лет назад. В 1950-х годах молодой ученый по имени Чарльз Килинг задавался вопросом, почему Земля так сильно нагревалась за последние 100 лет. Он решил измерить количество углекислого газа ( CO2) в атмосфере, или то, что ученые называют атмосферной концентрацией CO2. Почему СО2? Чарльз знал, что этот газ является парниковым, а это означает, что он играет роль в регулировании температуры атмосферы Земли. Чем больше CO2 в атмосфере, тем больше тепла атмосфера может поглотить и отправить обратно на поверхность Земли, что приведет к глобальному потеплению.

С этого момента Чарльз измерял содержание CO в атмосфере.2 концентрации каждый день — годами. С каждым годом он видел больше CO в атмосфере.2 чем годом ранее (рис. 2). Этот рост продолжается и сегодня: в 2019 г. атмосферный CO2 концентрации были выше, чем когда-либо за последние 2 миллиона лет [4].

Рис. 2. Концентрация CO2 в атмосфере, измеренная на Мауна-Лоа, растет с момента первого измерения в 1958 г. (данные из [3]).

Почему все больше и больше CO2 в Атмосфере?

Чарльз обсудил свои выводы с другими учеными. Они знали, что больше CO2 в атмосфере означало, что Земля нагревалась. И они знали, что такое потепление может иметь драматические последствия для всего климата. Они решили выяснить, что вызывает такое увеличение CO.2. Они надеялись, что выяснение причины может помочь предотвратить увеличение выбросов CO.2 от попадания в атмосферу.

Статья в тему:  Как сжигание мусора влияет на глобальное потепление

В качестве первого шага ученые изучили количество CO.2 в атмосфере в прошлом. Они обнаружили, что, по крайней мере, за последние 10 000 лет (и, возможно, за последний миллион лет!), количество CO2 в атмосфере никогда не было выше, чем количество, измеренное Чарльзом!

В прошлом СО2 добавлялся и удалялся из атмосферы в результате естественных процессов. Например, растения и океаны могут хранить CO.2 и регулярно обмениваться им с атмосферой. Иногда растения и океаны поглощают CO.2 из атмосферы, уменьшая атмосферный CO2 концентрация, а иногда растения и океаны выделяют CO2, увеличивая атмосферный CO2 опять таки.

Эти естественные процессы очень медленные — им могут потребоваться тысячи лет, чтобы поглотить или выделить большое количество CO.2. Вот почему естественные процессы никак не могут объяснить быстрое накопление CO.2 в атмосфере за последнее столетие. Если СО2 исходит не от природы, то откуда оно исходит?

Совместно2 концентрация начала очень быстро расти около 150 лет назад, когда мы начали использовать машины для выполнения большего объема работы за более короткое время.Чтобы запустить эти машины, нам нужна была энергия. Мы получили эту энергию от сжигания нефти, угля и природного газа, которые называются ископаемым топливом. Когда мы сжигаем ископаемое топливо, CO2 и другие парниковые газы, включая метан и диоксид азота, выбрасываются (выбрасываются) в атмосферу.

Со временем нам понадобилось больше энергии для питания автомобилей, обогрева домов, зарядки смартфонов и так далее. Таким образом, мы сжигаем больше ископаемого топлива, что приводит к увеличению выбросов парниковых газов. Параллельно с промышленным развитием быстро росла человеческая популяция. Чтобы прокормить все больше и больше людей, приходилось вырубать леса, чтобы создать большие поля для сельского хозяйства. В результате меньше CO2 могут быть поглощены деревьями. Следовательно, именно мы, люди, стояли за быстрым увеличением содержания CO в атмосфере.2 за последнее столетие. И, поскольку мы еще не прекратили сжигание ископаемого топлива, мы по-прежнему несем ответственность за добавление все большего количества CO.2 в атмосферу!

Статья в тему:  Как быстро произойдет глобальное потепление

Количество CO2 мы излучаем, очень мало по сравнению с тем, что естественным образом обменивается между растениями, океанами и атмосферой. Так почему же это небольшое количество, выбрасываемое людьми, оказывает такое большое влияние на температуру нашей планеты? Не могут ли растения и океаны просто поглощать больше CO2? Давайте бросим беглый взгляд на природный «CO2— контрольная рабочая группа» и как атмосфера, растения и океаны делят между собой работу.

Люди внесли дисбаланс в природный CO2 Обмен

Природа любит баланс между различными элементами. Например, когда зимой вы открываете окно, холодный воздух снаружи и теплый воздух внутри смешиваются до тех пор, пока не достигают общей температуры — внутренняя и наружная температуры уравновешиваются. За тысячи лет природа приспособилась к сохранению такого баланса СО Земли.2. Если количество СО2 в атмосфере было выше, чем обычно, растения и океаны поглощали бы больше CO2 чем обычно, пока CO2 суммы снова были сбалансированы. Атмосфера, растения и океаны образуют то, что можно считать естественным CO.2-управляющая оперативная группа, так как вместе они регулируют обмен СО2.

Когда люди начали сжигать ископаемое топливо, больше CO2 начал накапливаться в атмосфере за короткий промежуток времени. Изменение атмосферного CO2 был настолько быстрым, что CO2— оперативная группа управления не успевала за установлением баланса. Быстрый рост содержания CO в атмосфере2 концентрация и вызванное этим потепление атмосферы оказывают давление на растения и океаны. У оперативной группы не было времени адаптироваться к более высокому количеству CO.2, как это могло быть в прошлом. В результате атмосферный CO2 концентрация увеличилась еще больше, что привело к еще большему потеплению атмосферы, подвергая растения и океаны еще большему давлению, и так далее. Это то, что мы называем порочным кругом углеродного цикла (рис. 3). Этот порочный круг имеет лишь небольшой эффект по сравнению с человеческим CO.2 выбросы от сжигания ископаемого топлива, но ожидается, что в будущем это будет иметь больший эффект! Следует знать, что таких порочных кругов в природе много. Например, различные порочные круги ответственны за очень быстрое потепление в полярных регионах. Другие парниковые газы также увеличиваются в результате деятельности человека, хотя CO2 является главной причиной изменения климата. Метан (СН4) и закись азота ( N2O) также значительно увеличились с доиндустриальных времен из-за сжигания ископаемого топлива и роста сельского хозяйства.

Статья в тему:  Как глобальное потепление повлияет на фрукт угли

Рисунок 3 – Порочный круг в обмене CO2.

В заключение

Количество CO2 которые люди посылают в атмосферу, на первый взгляд могут показаться маленькими. Однако этого достаточно, чтобы нарушить равновесие между атмосферой, океанами и растениями.

Хорошей новостью является то, что измерения Чарльза положили начало научному исследованию изменений содержания CO в атмосфере.2. С тех пор, как Чарльз провел первые измерения в 1950-х годах, количество ученых, пытающихся понять изменение климата, выросло. Сегодня мы знаем гораздо больше, чем знали во времена Чарльза. Мы знаем, что именно люди стоят за повышением содержания CO в атмосфере.2 концентрация.И, следовательно, именно люди смогут остановка изменение климата. За счет снижения CO2 выбросы, мы можем замедлить изменение климата: каждая тонна CO2 то, что не уходит в атмосферу, означает меньшее потепление. Наши действия в настоящее время необходимы для предотвращения изменения климата в будущем [ 5 ]! Нам нужны умные, творческие и полные надежд люди, чтобы думать о новых способах жить нашей жизнью! Может быть, вы будете одним из тех людей?

Краткое содержание

Изменение климата: мы слышим об этом почти каждый день. Мы слышим, что наша планета нагревается и что это потепление вызвано нами. Но почему это проблема? И какие именно механизмы влияют на изменение климата на данный момент? В этой статье мы пытаемся объяснить младшей аудитории (8–11 лет), в чем причины наблюдаемых в последнее время изменений в нашем климате. Эти изменения происходят быстрее, чем прошлые изменения. Они не могут быть вызваны только природными явлениями. Понимание причин изменения климата имеет решающее значение для выяснения того, что происходит и что можно сделать, чтобы ограничить его последствия.

Статья в тему:  Кого больше всего затронет глобальное потепление в Антарктиде

Глоссарий

Глобальное потепление: Потепление мы наблюдаем из-за усиления парникового эффекта.

Изменение климата: Изменение климата Земли из-за усиления парникового эффекта, вызывающего потепление земной поверхности.

Углекислый газ: Газ в атмосфере, который создается, когда мы сжигаем ископаемое топливо. СО2 является парниковым газом и может оставаться в воздухе в течение многих лет. Это главная причина изменения климата.

Атмосферная концентрация CO2: При измерении таких газов, как углекислый газ, термин концентрация используется для описания количества газа в данном объеме воздуха. Обычно он измеряется в ppm (частях на миллион), что является способом выражения очень разбавленных концентраций веществ. Точно так же, как процент означает из ста, миллионная часть означает из миллиона.

Парниковый газ: Газ в атмосфере, который может поглощать тепло и нагревать планету.Они встречаются естественным образом, такие как углекислый газ и водяной пар, но деятельность человека выбрасывает в воздух больше парниковых газов, что приводит к потеплению планеты.

Ископаемое топливо: Топливо, такое как уголь, нефть и природный газ, которые образовались миллионы лет назад, когда растения и животные погибли и были погребены под землей. Сжигание ископаемого топлива создает CO2, который уходит в атмосферу.

порочный круг: Цепь событий, в которой изменение по сравнению с обычной ситуацией приводит к возникновению новых проблем, которые затем заставляют исходное изменение изменяться еще больше, создавая новые проблемы и новые изменения снова и снова.

Статья в тему:  Глобальное потепление, как насчет того, чтобы выбрать

Цикл углерода: Движение углерода в природе — растения поглощают CO.2 из воздуха, когда они растут, и выпускают его снова, когда умирают. Вода в океанах растворяет CO2. Этот цикл называется углеродным циклом.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

использованная литература

[1] Маркотт, С. А., Шакун, Дж. Д., Кларк, П. У., и Микс, А. С. 2013. Реконструкция региональной и глобальной температуры за последние 11 300 лет. Наука. 339: 1198–201. doi: 10.1126/science.1228026

[3] Килинг, К.Д., Бакастоу, Р.Б., Бейнбридж, А.Е., Экдаль, К.А., Гюнтер, П.Р., и Уотерман, Л.С. 1976. Колебания углекислого газа в атмосфере в обсерватории Мауна-Лоа, Гавайи. Расскажи нам. 28: 538–51. дои: 10.3402/tellusa.v28i6.11322

[4] МГЭИК. 2021. «Резюме для политиков», в Изменение климата 2021: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата, редакторы В. Массон-Дельмотт, П. Чжай, А. Пирани, С. Л. Коннорс, К. Пеан, С. Бергер, Н. Кауд, Ю. Чен, Л. Гольдфарб, М. И. Гомис, М. Хуанг, К. Лейцель, Э. Лонной, Дж. Б. Р. Мэтьюз, Т. К. Мэйкок, Т. Уотерфилд, О. Йелекчи, Р. Ю и Б. Чжоу (Кембридж: издательство Кембриджского университета).

[5] Траскаса-Кастро, П., и Смит, К. 2021. Что мы можем сделать для решения проблемы изменения климата? Фронт. Молодые умы. 9:672854. doi: 10.3389/frym.2021.672854

Статья в тему:  Какое ископаемое топливо вызывает игру горения в глобальном потеплении

Информация о статье

Цитата

Ногеротто Р., Бургард С. и Джонс С. (2022) Что заставляет наш климат так быстро меняться сейчас?. Фронт. Молодые умы. 10:668763. doi: 10.3389/frym.2022.668763

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
Adblock
detector