Деятельность человека влияет на климатическую систему.

Преподавание этого принципа поддерживается пятью ключевыми понятиями: а. Подавляющее большинство научных исследований по климату указывает на то, что большая часть наблюдаемого повышения средних глобальных температур со второй половины 20-го века, весьма вероятно, связана с деятельностью человека, в первую очередь с увеличением концентрации парниковых газов в результате сжигания ископаемого топлива.

б. Выбросы от широко распространенного сжигания ископаемого топлива с начала промышленной революции увеличили концентрацию парниковых газов в атмосфере. Поскольку эти газы могут оставаться в атмосфере в течение сотен лет, прежде чем они будут удалены естественными процессами, предполагается, что их согревающее влияние сохранится и в следующем столетии.

в. Деятельность человека повлияла на землю, океаны и атмосферу, и эти изменения изменили глобальные климатические модели.Сжигание ископаемого топлива, выброс химических веществ в атмосферу, сокращение площади лесного покрова и быстрое развитие сельского хозяйства, развитие и промышленная деятельность приводят к выбросу углекислого газа в атмосферу и изменению баланса климатической системы.

д. Все больше данных свидетельствует о том, что изменения во многих физических и биологических системах связаны с глобальным потеплением, вызванным деятельностью человека. Некоторые изменения, вызванные деятельностью человека, уменьшили способность окружающей среды поддерживать различные виды и существенно уменьшили биоразнообразие экосистем и экологическую устойчивость.

е. Ученые и экономисты предсказывают, что глобальное изменение климата будет иметь как положительные, так и отрицательные последствия. Если потепление превысит от 2 до 3 ° C (от 3,6 до 5,4 ° F) в течение следующего столетия, последствия негативных воздействий, вероятно, будут намного больше, чем последствия положительных воздействий.

Эти ключевые идеи касаются причин и последствий антропогенного изменения климата.

Родившаяся 17 июля 1819 года Юнис Ньютон Фут была ученым, впервые опубликовавшим данные о том, что CO2 задерживает тепло. Ее статья «Обстоятельства, влияющие на тепло солнечных лучей» была опубликована в 1856 году. Эксперименты Фут с атмосферными газами и ее понимание прошлого климата игнорировались более века. Рисунок Карлин Айверсон, NOAA Climate.gov.

Потенциал человеческой деятельности по повышению температуры Земли за счет выбросов парниковых газов описывался и подсчитывался более века. Объемы научных исследований по нескольким научным дисциплинам согласны с тем, что люди нагревают климат, и в Четвертом оценочном отчете МГЭИК за 2013 г. говорится: «Человеческое влияние на климатическую систему очевидно. Это видно из увеличения концентрации парниковых газов в атмосфере, положительного радиационного воздействия, наблюдаемого потепления и понимания климатической системы». (Из ДО5 МГЭИК)

Имеются неопровержимые доказательства того, что деятельность человека, особенно сжигание ископаемого топлива, приводит к повышению уровня углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере, что, в свою очередь, усиливает естественный парниковый эффект, вызывая повышение температуры атмосферы, океана и суши Земли. поверхность увеличить. То, что парниковые газы «задерживают» инфракрасное тепло, хорошо известно в ходе лабораторных экспериментов, проводившихся еще в 1856 году, когда Юнис Фут впервые измерила этот эффект.

Хорошо задокументированная тенденция увеличения CO₂ в атмосфере вызвано сжиганием ископаемого топлива и массивными изменениями земного покрова. «Дымящийся пистолет», который ясно показывает, что деятельность человека ответственна за недавнее увеличение содержания углекислого газа в атмосфере, обеспечивается изотопами углерода (атомы углерода с разным атомным весом). Эти изотопы позволяют ученым установить «отпечатки пальцев» источника молекул углекислого газа, которые показывают, что повышенное содержание CO₂ в атмосфере вызвано сжиганием ископаемого топлива (см. ссылки).

Человеческие причины изменения климата являются одними из самых важных концепций для обучения

Из-за базовой физики теплоулавливающих газов и экспоненциального роста населения и потребления энергии люди стали силой природы. Ясно, что это тема с огромным политическим, социально-экономическим и эмоциональным аспектом, но научные результаты ясно показывают, что:

• Деятельность человека, особенно сжигание ископаемого топлива, изменяет климатическую систему.
• Вызванные деятельностью человека изменения в землепользовании и растительном покрове, такие как вырубка лесов, урбанизация и изменение структуры растительности, также изменяют климат, что приводит к изменениям отражательной способности поверхности Земли (альбедо), выбросам от горящих лесов, эффектам городских островов тепла и изменения в природном круговороте воды.
• Поскольку основной причиной недавнего глобального изменения климата является человек, решения также находятся в пределах человеческой компетенции.
• Поскольку мы понимаем причины изменения климата, это открывает путь к разработке и внедрению эффективных решений. (Подробнее об обучении решениям.)

Помочь учащимся понять эти идеи

Вырубка лесов в Мексике. Предоставлено: Джейми Дуайер.

Происхождение: Джейми Двайер на Wikicommons
Повторное использование: Этот элемент предлагается в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ Вы можете повторно использовать этот элемент в некоммерческих целях, если вы указываете авторство и предлагаете любые производные работы под аналогичной лицензией.

Воздействие человека на изменение климата является наиболее часто неправильно понимаемым аспектом науки о климате. Некоторые слои общественности продолжают спорить о том, могут ли эти идеи быть правдой, несмотря на хорошо зарекомендовавшую себя науку. Есть несколько возможных причин, по которым учащиеся могут сопротивляться выводу о том, что люди изменяют климат. Эта концепция может быть неудобной для студентов из-за чувства вины, политического сопротивления или подлинного отсутствия научного понимания. Кроме того, прогнозы воздействия изменения климата на наше общество могут испугать, ошеломить или обескуражить учащихся. Это может привести к отрицанию или сопротивлению обучению. Кроме того, даже если учащийся хорошо разбирается в этой теме, почти наверняка в какой-то момент эти знания будут подвергнуты сомнению за пределами класса. Очень важно построить прочную и тщательную научную аргументацию.

Преподавателям предлагается представить эту тему с щедрыми подмостками, которые закладывают основы научного процесса, основополагающие принципы науки о климате и опираются на надежные научные исследования, подтверждающие этот вывод. На этой странице представлено несколько стратегий преподавания спорных экологических проблем, которые подчеркивают аффективные и эмоциональные аспекты обучения учащихся.

Может возникнуть соблазн обсудить эту тему, но это может быть не самый эффективный способ ее охарактеризовать. Дебаты предполагают наличие двух заслуживающих доверия противоположных точек зрения, тогда как на самом деле научное сообщество практически единодушно в отношении антропогенных причин изменения климата. Во-вторых, обсуждение темы может усилить заблуждения и вызвать ненужные споры в классе. Тем не менее, тщательное обсуждение различных точек зрения абсолютно необходимо. Ролевая игра может быть одним из способов представить широкие перспективы, сохраняя при этом научную точность.

Внедрение этих идей в ваш класс

Выбросы углерода выросли с менее чем 5 миллиардов тонн в год в конце 1950-х годов до более 36 миллиардов тонн в год по состоянию на 2019 год. источник: Наш мир в данных https://ourworldindata.org/emissions-by-fuel

Происхождение: Из нашего мира в данных
Повторное использование: Этот элемент предлагается в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ Вы можете повторно использовать этот элемент в некоммерческих целях, если вы указываете авторство и предлагаете любые производные работы под аналогичной лицензией.

Несмотря на то, что эта тема может быть деликатной, она также является важным аспектом для понимания изменения климата. Педагогов призывают не уклоняться от роли человека в формировании климата, а вместо этого подходить к ней обдуманно, с темпом и структурой, намеренно разработанными, чтобы помочь вашим учащимся понять науку и согласовать смысл.

• По возможности используйте объяснения, основанные на данных.
• Избегайте возложения вины или осуждения. Как выразился ученый-атмосферник Скотт Деннинг, CO₂ удерживает тепло «из-за своей молекулярной структуры, а не потому, что капитализм — это зло. Это просто невезение!» (Исследовательская группа Скотта Деннинга, стр. «Вовлечение враждебной аудитории»)
• Вплетайте решения в обсуждение на каждом этапе пути. Это предотвращает чувство безнадежности, а также демонстрирует научно-технические меры, необходимые для сдерживания наихудших последствий изменения климата.
• Создайте в классе атмосферу, в которой приветствуются все точки зрения. Предложите студентам высказать свои сомнения, страхи или неуверенность. (Узнайте больше о создании проверяющей среды в классе.)

Учебные материалы из коллекции CLEAN

Средняя школа

• Использование очень, очень простой климатической модели в классе помогает учащимся узнать о связи между CO₂ выбросы, СО₂ концентрация и средние глобальные температуры.
• Учащиеся могут узнать о кривой Килинга и ее знаменитых данных с помощью этого графического упражнения: Наша меняющаяся атмосфера.
• Анимации НАСА «Вырубка лесов в Амазонке» и «Мир перемен» показывают вырубку лесов в Бразилии. Утрата продуктивных лесов является еще одним фактором антропогенного изменения климата.
• Видео «Основы изменения климата» предлагает простой и понятный обзор изменения климата и его причин.
• В Национальном отчете об оценке климата за 2014 год обобщаются последствия изменения климата для Соединенных Штатов в настоящее время и в будущем. Отчет можно изучить по регионам, и в нем используются четкие и простые сообщения для упрощения выводов.

Средняя школа

• Разогрев: химия парникового эффекта — это последовательность заданий, которые помогают учащимся понять, почему парниковые газы задерживают тепло.
• Ученый-климатолог Ричард Элли обобщает аргументы в пользу изменения климата, вызванного деятельностью человека, в этом видеосегменте «Это мы».
• Национальная академия наук предлагает серию коротких видеороликов, описывающих доказательства изменения климата. Увеличение выбросов и насколько сильно потепление? оба имеют отношение к антропогенным изменениям климата.

Родственные педагогические методы:

• — Преподавание процесса науки
• — Обучение с данными
• — Ролевые упражнения
• — Преподавание спорных экологических проблем

Колледж

• В рамках мероприятия «Глобальное изменение климата: последствия глобального потепления» исследуются тенденции выбросов углекислого газа и рассматривается влияние человека на концентрацию углекислого газа в атмосфере..
• Использование модели баланса массы для понимания двуокиси углерода и ее связи с глобальным потеплением позволяет исследовать увеличение выбросов двуокиси углерода и углерода в атмосферу.
• Учащиеся могут исследовать основанные на данных вопросы об экономике, населении, энергетике и выбросах с помощью Gapminder: раскрывая красоту статистики для основанного на фактах мировоззрения.
• Манн и Рамсдорф на конференции IPCC 2013, в которой известные ученые-климатологи обсуждают общественное восприятие науки о климате.
• Поскольку этот конкретный факт изменения климата часто неправильно понимают, такие мероприятия, как «Правда ли это?» и «Эффективное взаимодействие со скептиками климата» может помочь учащимся ориентироваться в дезинформации.

Найдите упражнения и наглядные материалы для преподавания этой темы

использованная литература

Национальная оценка климата, 2017 г., Глава 1: Наш глобально меняющийся климат — ключевой вывод № 3: «Многие линии доказательств демонстрируют, что это очень вероятно что влияние человека было основной причиной наблюдаемого потепления с середины 20 века. Формальные исследования по обнаружению и атрибуции за период с 1951 по 2010 год показывают, что наблюдаемое глобальное потепление средней приземной температуры находится в середине диапазона вероятного вклада человека в потепление за тот же период. Мы не находим убедительных доказательств того, что естественная изменчивость может объяснить масштабы глобального потепления, наблюдаемого в индустриальную эпоху».

Наблюдаемое изменение климата из Национальной оценки климата 2014 года: «Глобальный климат меняется, и это изменение проявляется в широком диапазоне наблюдений. Глобальное потепление за последние 50 лет в основном связано с деятельностью человека». Содержит отличную загружаемую графику.

Более старый, но все еще точный документ МГЭИК от 2007 г. также затрагивает этот вопрос: как деятельность человека способствует изменению климата и как она соотносится с природными воздействиями?

Откуда мы знаем, что недавний CO₂ рост связан с деятельностью человека? — научное резюме от RealClimate.org

Отпечатки пальцев человека на кораллах. Эта страница веб-сайта Skeptical Science дает четкие ответы на распространенные вопросы и заблуждения об изменении климата.

Солнечная изменчивость и глобальное изменение климата. В этом резюме Стэнфордского солнечного центра описывается взаимосвязь между солнечными пятнами, солнечной радиацией и изменением климата.

Причины изменения климата. На этой веб-странице НАСА описывается парниковый эффект, роль человеческой деятельности и доказательства того, что изменения солнечной радиации не связаны с недавним повышением температуры.

Шесть Америк глобального потепления. Этот продолжающийся проект отслеживает мнения и убеждения американцев об изменении климата. Этот подход определяет шесть уникальных аудиторий среди американской общественности, каждая из которых реагирует на проблему по-своему. Это отличный способ узнать о возможной аудитории среди ваших студентов.

Изучение научного консенсуса по изменению климата, П. Доран, М. Циммерман. EOS, Transactions American Geophysical Union, 2009, vol. 90, нет. 3, с. 22, 200. В этой статье сравниваются общепринятые взгляды ученых и широкой общественности на изменение климата.