Анализ проблемы продления механизмов Киотского протокола после окончания первого периода обязательств

дипломная работа

2.1 Причины изменения климата

Причины изменения климата разделяют на естественные и антропогенные. К естественным причинам относятся смещения орбиты и угла наклона Земли (относительно положения ее оси), изменения солнечной активности, вулканические извержения, изменения количества атмосферных аэрозолей (твердых взвешенных частиц) естественного происхождения.

Солнечный цикл и орбита Земли

Интенсивность солнечной радиации меняется, хотя и в относительно небольших пределах. Кроме изменения потока от Солнца, Земля получает разное количество энергии в зависимости от положения ее эллиптической орбиты, которая испытывает колебания. В течение последнего миллиона лет ледниковые и межледниковые периоды менялись в зависимости от орбиты нашей планеты. Меньшие колебания орбиты наблюдались в последние 10 тысяч лет, и климат стал относительно стабильным (ВМО, 2003). Однако в любом случае колебания орбиты -- явление достаточно долгосрочное, оно принципиально важно в тысячелетнем масштабе времени, в то время как антропогенное воздействие на климат имеет гораздо более короткий временной масштаб.

Вулканические извержения

В результате извержений в атмосферу выбрасываются значительные объемы аэрозолей -- взвешенных частиц, они разносятся тропосферными и стратосферными ветрами и не пропускают часть приходящей солнечной радиации. Однако эти изменения не являются долгосрочными, частицы относительно быстро оседают вниз. Заметим, что важна не сила извержения и не количество выброшенного пепла, а то, сколько его было заброшено на большую высоту -- на 10 и более км, -- так как именно это определяет радиационный эффект от извержения. [5]

К антропогенным причинам относится прежде всего повышение концентрации в атмосфере парниковых газов, в основном СО2, что вызвало усиление парникового эффекта. Другие причины -- выброс аэрозольных частиц, сведение лесов, урбанизация и т.п.

В течении ХХ века концентрации парниковых газов (углекислого газа, метана, закиси азота) возрастали и сейчас этот рост продолжается со все большей скоростью. Парниковые газы характеризуются большим сроком нахождения в атмосфере. Половина всех выбросов СО2 остается в атмосфере 50-200 лет, в то время как вторая половина поглощается Океаном, сушей и растительностью. При этом основная роль принадлежит океану, по некоторым оценкам, примерно 80% поглощения СО2 и производства кислорода приходится на фитопланктон. [8]

Парниковый эффект от разных газов можно привести к общему знаменателю, выражающему то, насколько 1 тонна того или иного газа дает больший эффект, чем 1 тонна СО2. Для метана переводной коэффициент равен 21, для закиси азота 310, а для некоторых фторсодержащих газов несколько тысяч. Однако, хотя концентрации метана и выросли примерно в 2,5 раза, это намного меньше, чем эффект от изменения концентрации СО2. Оценки показывают, что именно с CO2 связано примерно 80% антропогенного парникового эффекта, в то время как метан дает 18-19%, а все остальные газы 1-2%. Поэтому во многих случаях, говоря об антропогенном парниковом эффекте, подразумевают именно СО2.[5]

Заметим, что в парниковый эффект в целом вклад еще больший, чем СО2, вносит водяной пар -- главный парниковый газ планеты. Однако изменений его концентрации в атмосфере пока не зарегистрировано (ни антропогенных, ни естественных), поэтому о нем обычно умалчивают, хотя в принципе можно представить себе влияние человека на водяной пар, например -- при сильном изменении процессов испарения на очень большой территории.

Парниковые газы достаточно долго "живут" в атмосфере и хорошо там перемешиваются. В результате парниковый эффект не зависит от места конкретного выброса СО2 или иного газа. Фактически любой локальный выброс оказывает только глобальное действие, и уже глобальный эффект порождает вторичные эффекты, которые сказываются на климате того или иного конкретного места.

Аэрозоли -- мелкие частицы размером в несколько десятых долей микрона, которые находятся в атмосфере во взвешенном состоянии. Они образуются в результате химических реакций между газообразными загрязняющими веществами, от лесных пожаров, сельскохозяйственной деятельности, от выбросов предприятий и транспорта. Аэрозоли делают нижние слои тропосферы (до 10 км) более мутными и рассеивают свет, что понижает температуру приземного слоя атмосферы. Кроме того, аэрозоли усиливают облачный покров, что также приводит к охлаждению. Обычно аэрозоли находятся в атмосфере недолго: при наличии осадков, например, около недели. Поэтому действие аэрозолей достаточно локально.

Изменения в землепользовании и урбанизация

За последние 150-250 лет из-за изменений в землепользовании значительно сократилось количество биомассы и почвенного углерода, а значит, и запас углерода в наземных экосистемах в целом. В результате в атмосферу поступило большое количество СО2. Резко сократилась площадь лесов, прежде всего в тропиках. Выпас все большего количества скота в развивающихся странах, особенно в Африке, привел к деградации пастбищ. Все это повлияло как на местный климат, так и внесло свой отрицательный вклад в глобальные процессы. Для многих территорий угроза опустынивания, связанная с локальными явлениями (вырубка лесов, истощение запасов подземных вод, чрезмерный выпас скота и т.п.), усиливается последствиями глобального изменения климата (например, большей частотой засух, ливневым характером выпадающих осадков).

Способствовала изменению климата и урбанизация. Сейчас в городах живет примерно половина населения планеты. Город с населением в 1 миллион человек в день производит 25 тыс. тонн СО2 и 300 тыс. тонн сточных вод. [2] Кроме этого в больших городах температура выше на несколько градусов из-за большого количества "горячих" объектов -- зданий, машин, и т.п. В развитых странах, находящихся в теплом климате, на кондиционирование воздуха расходуется больше энергии, чем на отопление. То есть борьба с потеплением с помощью кондиционеров приводит к еще большему потеплению.

К главным наблюдаемым изменениям, связанным с парниковым эффектом относятся изменения температуры, осадков, снежного и ледового покровов, уровня моря.

МГЭИК был разработан пакет сценариев развития событий в зависимости от выбросов парниковых газов, роста населения, применения более эффективных технологий и экономического роста в целом. На базе этих сценариев были сделаны модельные расчеты -- проекции сценариев на рост средней температуры на период до 2100 г.

Прежде всего рост температуры будет идти как минимум так же быстро, как и в последние десятилетия ХХ века. Размах прогнозов роста -- от 1,4 до 5,80С к концу текущего столетия. При этом 2-30С выглядят наиболее вероятно (предполагается, что человечество немало предпримет для сдерживания изменений климата). Такое потепление очень значительно, ведь это только средние цифры. Вероятно, это беспрецедентное изменение за последние 10000 лет. [5]

Практически во всех районах суши вероятно большое количество жарких дней и периодов сильной жары. Ожидается рост числа и силы экстремального выпадения осадков. В различных районах мира на местном уровне ожидается значительное повышение и понижение количества осадков. В целом предполагается рост содержания водяного пара, испарения и осадков на глобальном уровне. Ожидается повышение уровня Мирового океана, но пока прогноз весьма неопределен -- от 10 до 90 см. Однако заметим, что повышение уровня на 50-90 см далеко не мало, это вызовет разрушение многих береговых сооружений и прибрежную эрозию, засоление питьевой воды и т.п.

МГЭИК были оценены риски и последствия при разных сценариях. При оценке рисков в целом, они рассматривались для нижнего и верхнего диапазона изменений температуры к концу ХХI века, то есть для общего потепления примерно на 1,5-20С и на 4-50С. [8] В лучшем случае риску вымирания подвергнутся только некоторые уникальные и находящиеся сейчас в опасности экосистемы, а в худшем случае погибнет большинство экосистем. Риск от увеличения числа экстремальных явлений будет в любом случае, но при большем потеплении он многократно возрастает. При меньшем глобальном потеплении проблемы затронут лишь часть регионов планеты, а в худшем случае затронут подавляющее большинство регионов. В лучшем случае экономические последствия могут быть смесью негативных и позитивных (во всяком случае для ряда регионов), а в худшем случае последствия будут строго отрицательными.

Говоря о более конкретных негативных последствиях, МГЭИК прежде всего выделяет продовольственную безопасность. Изменения климата приведут к снижению потенциальной урожайности в большинстве тропических и субтропических регионов. При росте же средней глобальной температуры более, чем на несколько градусов, будет и снижение урожайности в средних широтах (что, увы, не сможет быть скомпенсировано изменениями в высоких широтах). В первую очередь пострадают засушливые земли. Увеличение концентрации СО2 потенциально может быть позитивно, но это может быть с запасом скомпенсировано вторичными негативными эффектами, особенно там, где сельское хозяйство ведется экстенсивными методами.

Другим негативным фактором является недостаток водных ресурсов. Изменения климата приводят к, увы, неблагоприятному перераспределению осадков. Там, где и их и так достаточно (например, в северных и средних широтах), осадков будет больше. А там, где их недостает, будет в целом меньше. Центральные континентальные районы, вероятно, станут еще суше. Резко возрастет межгодовая изменчивость количества осадков.

Наибольшее прямое влияние теплового стресса будет ощущаться в городах, где в наихудшей ситуации окажутся наиболее уязвимые (старики, дети, люди, страдающие кардиологическими заболеваниями и т.д.) и бедные группы населения. Однако изменение климата окажет далеко идущие побочные воздействия -- распространение переносчиков болезней, снижение качества воды, ухудшение качества продовольствия в развивающихся странах. Возможно появление климатических беженцев и значительное переселение. Последнее во многом связано с растущим риском катастрофических наводнений и подъемом уровня моря. Над десятками миллионов людей, проживающих в дельтах рек и низменных прибрежных районах, нависнет большая угроза. Население небольших коралловых островов будет группой особого риска. Уже рассматривается вопрос о расселении жителей ряда островов южной части Тихого океана. На Сейшельских островах, Маврикии и Мальдивских островах уже начато сооружение прибрежной защитной инфраструктуры.

Некоторые природные системы (ледники, коралловые рифы и мангровые заросли, тропические леса, полярные и альпийские районы), вероятно, претерпят значительные изменения, что может вызвать в их экосистемах необратимые потери. Ожидается значительное нарушение экосистем в результате пожаров, засух, наводнений, заражений паразитами, появления новых для данной местности видов. Большее количество сильных осадков приведет к частым оползням, селям и лавинам, что ухудшит условия жизни горных экосистем.

Общее воздействие на дикую природу двояко: ряд наиболее многочисленных видов будет усиленно развиваться, а более редкие и уязвимые виды будут на грани вымирания (в том числе и из-за влияния других видов). В целом изменение климата, безусловно, ведет к потерям биоразнообразия. Рассмотрение реальных возможностей миграции животных и растений показывает, что требуемая скорость миграции выше, чем возможности тех или иных видов, что на их пути могут встретиться естественные и антропогенные барьеры. В результате среднее глобальное потепление на 30С может привести к большой потере биоразнообразия -- так для млекопитающих таежных и горных экосистем потери составят от 10 до 60% видов.[5]

В сводном докладе "Наш будущий климат" Всемирная метеорологическая организация как установленный факт признает само явление изменения климата и его в основном антропогенные причины. Однозначно указывается на опасность для человечества грядущих изменений. Они хотя и краткосрочны в геологическом масштабе времени (не более нескольких сотен лет -- пока мировая энергетика основывается на ископаемом топливе), но за время действия данного эффекта многим экосистемам может быть нанесен необратимый урон, а человечеству придется понести огромные экономические и социальные затраты.[8]

Делись добром ;)