Климат — это множество состояний, которые проходит система океан—суша—атмосфера за периоды времени в несколько десятилетий. При этом важно знать, как часто встречается в этом множестве каждое из возможных состояний,— тогда можно находить среднее значение по всему множеству для любой количественной характеристики этих состояний.

Мгновенное состояние системы океан—суша—атмосфера называют погодой. Она характеризуется некоторым набором глобальных полей, т. е. распределений по земному шару ряда характеристик морской воды, атмосферного воздуха, поверхности Земли и верхнего слоя почвы. Для воды и воздуха нужно брать температуру, давление, концентрации термодинамически активных примесей (для морской воды — соль, для воздуха — парообразная влага, жидкая вода и лед в облаках и туманах, углекислый газ, пыль различной природы) и векторные скорости движения. На поверхности Земли нужно знать потоки тепла и ТАН (прежде всего — испарение и осадки), наличие снежного и ледового покрова (и их толщину), для суши, кроме того,— характер растительности, влажность почвы, сток влаги.

Периоды времени в несколько десятилетий, указанные в определении климата, выбраны так, чтобы определяемые но этим периодам характеристики климата были наиболее устойчивыми, т. е. меньше всего менялись бы при переходе от одного такого периода к другому. Действительно, фактические данные (например, о температуре воздуха) показывают, что при меньших периодах осреднения (скажем, за год или за несколько лет) средние значения оказываются более изменчивыми (это — так называемая между годичная, а также и более коротко-периодная изменчивость погоды). Более интенсивной оказывается и значительно более длиннопериодная изменчивость климата, скажем, с периодами в тысячи лет.

Климат формируется под действием ряда факторов, которые можно разбить на три группы.

1. Внешние, или астрономические, факторы — светимость Солнца, положение и движение планеты и Солнечной системе, наклон ее осп вращения к плоскости орбиты и скорость вращения, определяющие воздействия на планету со стороны других тел Солнечной системы,— ее инсоляцию (облучение солнечной радиацией) и гравитационные воздействия внешних тел, создающие приливы и колебания характеристик орбитального движения и собственного вращения планеты (а потому и колебания в распределении инсоляции по внешней границе атмосферы).

2. Геофизические и географические факторы — ряд особенностей планеты, из которых для климата Земли наиболее важными являются свойства нижней границы атмосферы — подстилающей поверхности — и прежде всего те свойства, которые определяют ее динамическое и тепловое взаимодействие с атмосферой и обмен с нею термодинамически активными примесями. Из этих свойств, по-видимому, па первом месте должно быть названо географическое распределение континентов и океанов.

3. Атмосферные факторы — масса и состав атмосферы (включая и основные ее составные части, и специфические ТЛП).

Мы еще не знаем, определяется ли климат всеми этими факторами однозначно, или же при одних и тех же фиксированных значениях всех климатообразующих факторов могут получаться разные климаты. Второе из этих предположений возникает в связи с тем, что за последние 0,6— 1 млн лет каких-либо резких изменений климатообразующих факторов как будто не происходило, однако имели место резкие колебания климата — чередование ледниковых и межледниковых периодов продолжительностью в десятки тысяч лет. Их мы подробно проанализируем ниже, здесь же рассмотрим изменения климатообразующих факторов, происходившие в течение истории Земли, и порождавшуюся ими эволюцию климата.

Кажется легче всего приписывать изменения климата и даже погоды изменениям солнечной радиации. Действительно, разница в температурах воздуха у поверхности Земли между днем и ночью, экваторами и полюсами, летом и зимой создается разницей в количестве приходящей солнечной радиации: чем больше это количество, тем выше температура; так нельзя ли допустить по аналогии, что в периоды с теплым климатом приходящая на Землю солнечная радиация была повышенной, а во время ледниковых периодов она снижалась (эту гипотезу предложил ирландский астроном Е. Эник). Однако такое простое рассуждение может оказаться неверным, если небольшие повышения солнечной радиации будут приводить на Земле к увеличению испарения, росту облачности, усилению зимних снегопадов, снеготаяния из-за повышенной облачности и, как следствие, к росту ледников и понижению температуры (Г. Симпсон), Впрочем, большинство специалистов по эволюции звезд в противоположность Е. Эпику считает, что Солнце и другие звезды такого же типа («желтые карлики» спектрального класса G-2) имеют весьма стабильное излучение, мало меняющееся в течение времени порядка 10 млрд. лет (времени их пребывания па так называемой главной последовательности звезд на диаграмме светимость—цвет). Отметим, что не наблюдается и короткопериодных колебаний суммарной светимости Солнца — идущий от него поток энергии, на среднем расстоянии Земли от Солнца составляющий 1,952 кал на 1 см2 в минуту, по-видимому, не испытывает сколько-нибудь валютных изменении во времени (и потому эта величина именуется солнечной постоянной).

По изложенным причинам в дальнейшем будут рассматриваться лишь факторы, не связанные с какими-либо изменениями в светимости Солнца. Представляется, что из таковых наиболее медленные изменения климата могли создаваться геохимической эволюцией гидросферы и атмосферы, а также приливной эволюцией системы Земля-Луна.

Масса водяного пара имеет положительную обратную связь с парниковым эффектом, так как насыщающая концентрата водяного пара растет с повышением температуры: «ем больше в атмосфере водяного пара, тем сильнее парниковый эффект, выше температура и поэтому больше допустимое, т. е. насыщающее, содержание водяного пара. Сколько-нибудь падежных расчетов изменений в течение истории Земли масс водяного пара и углекислого газа В атмосфере пока нет, так что возможность соответствующих изменений климата (прежде всего температуры воздуха) еще не исключена. Однако палеонтологические данные, убедительно демонстрирующие непрерывность развития жизни, свидетельствуют о том, что никаких климатических катастроф на Земле не происходило.

Перейдем теперь к возможным климатическим последствиям приливной эволюции системы Земля—Луна. Эту систему можно рассматривать как сложный волчок, состоящий из двух тел, вращающихся вокруг своих осей и вокруг общего центра тяжести (все эти вращения имеют одинаковое направление: если смотреть со стороны Полярной звезды, то против часовой стрелки). Чтобы упростить описание этой системы, пренебрежем воздействием на нее со стороны других небесных тел. Тогда суммарный момент количества движения всех указанных вращений не будет изменяться со временем. С высокой точностью можно считать, что векторная сумма моментов количества движения собственного вращения Земли и орбитального движения Луны постоянна.

Если бы в теле Земли не было никакого трения, то приливные горбы, образующиеся на поверхности Земли из-зa притяжения Луны, были бы направлены точно по линии, соединяющей центры этих тел. Но из-за трения они увлекаются вращением Земли, много более быстрым, чем угловое движение Луны по орбите, так что их ось образует с линией центров Земля—Луна некоторый угол запаздывания б (и в каждой точке Земли максимальный прилив наступает позже момента наибольшей высоты Луны на небе). Ближний к Луне приливный горб притягивается ею сильнее, чем дальний, и это создает на Земле момент сил, стремящийся повернуть планету противоположно ее собственному вращению. Вращение Земли должно замедляться, так что ее собственный момент количества движения будет уменьшаться. Соответственно момент количества движения Луны увеличатся. Но из третьего закона Кеплера вытекает, что момент количества движения планеты на орбите пропорционален квадратному корню из среднего радиуса орбиты (или кубическому корню из периода обращения планеты). Следовательно, Луна додаем отходить от Земли (и ее угловое движение на орбите замедлится).

Расчеты показали, что из-за приливного трения вращение Земли замедляется так, что продолжительность суток увеличивается на 0,0017 с за столетие. Из-за этого крошечного прироста за тысячелетия набегает уже весьма заметная разница. Так, средняя за последние 2000 лет продолжительность суток была на 0,017 с меньше современных, следовательно, набежала разница в 3,5 часа. Значит, если мы рассчитаем время какого-либо солнечного затмения, происходившего 2000 лет тому назад, пользуясь сегодняшней продолжительностью суток, то ошибемся против истинного времени затмения на 3,5 часа. За это время Земля поворачивается на 52,°5 по долготе — столь большой будет наша ошибка в определения места наблюдения данного затмения. Этот расчет показывает, что одного только свидетельства древнего историка о наблюдении солнечного затмения в таком-то году в том или ином пункте, скажем в Древней Греции или в Вавилоне, может быть достаточно для довольно точной оценки приливного замедления вращения Земли. Получающиеся таким способом оценки оказываются очень близкими к приведенной выше цифре 0,0017 с за столетие.

Дж. Уэллс (1963) нашел еще один способ эмпирической оценки приливного замедления вращения Земли — по обнаруженным им на разрезах некоторых ископаемых кораллов микроскопическим годичным в суточным кольцам роста, позволяющим подсчитывать число дней в году в соответствующую геологическую эпоху. Согласно астрономическим теориям устойчивости планетных движений длину года можно считать практически неизменной. Поэтому, например, полученная по кораллам среднего девона, возраст которых около 380 млн. лет, цифра 400 дней в году означает, что продолжительность суток в ту эпоху составляла 21,7 часа. Эти оценки очень неплохо согласуются с приведенными выше.

Исключительно большое значение для климата имеет наклон е экватора планеты к плоскости ее орбиты к Солнечной системе. На Земле в прошлом наклон е был меньше современного, так что сезонные изменения погоды оказывались слабее, а разница между экватором и полюсами больше (па полюсы попадало меньше солнечного тепла), широтная зональность выражена резче, общая циркуляция атмосферы была более зональной и интенсивной. Эти условия были благоприятными для развития оледенении в полярных районах, особенно при наличии в них континентов, и этим, по-видимому, можно пытаться объяснять обнаруживаемые геологами следы множества докембрийскнх оледенений.

После геохимической эволюции гидросферы и атмосферы и приливной эволюции Земли следующим по темпам изменений фактором эволюции климата представляется движение континентов и полюсов. Оно происходит со скоростями порядка сантиметров в год, так что изменения глобальных масштабов, т. е. смещения на тысячи километров, образуются за сотни миллионов лет. Без знания распределения континентов в ту пли иную геологическую эпоху невозможно правильно интерпретировать показания палеоклшматических индикаторов о палеоклиматах конкретных регионов.

Вследствие того что суточные суммы приходящего на верхнюю границу земной атмосферы солнечного тепла не зависят от долготы, климат, несмотря на различия, создаваемые континентами и океанами, обладает ярко выраженной широтной зональностью. Раньше, когда массы океана и атмосферы были меньше, Земля вращалась быстрее и наклон экватора к эклиптике был меньше современного, каждый из этих факторов делал широтную зональность климата еще более резкой, чем теперь. Эта зональность выглядит следующим образом. В экваториальной зоне сильный нагрев земной поверхности создает интенсивную конвекцию с образованием мощных кучевых облаков и ливневыми осадками, так что эта зона оказывается влажной. Восходящие движения компенсируются здесь притоком воздуха к экватору в нижних слоях атмосферы (пассатные ветры) и их оттоком в более высоких слоях. В субтропиках оттекающий воздух отклоняется вращением Земли на восток, и ячейки пассатной циркуляции вынужденно замыкаются нисходящими движениями, так что субтропические зоны оказываются засушливыми (аридными). Дальше к полюсам тепло переносится подвижными циклопами, образующимися в западно-восточных течениях ударенных широт и сопровождающимися обильными осадками, так что эти зоны опять оказываются гумидными. Указанными свойствами шпротной зональности климата воспользовался П. М. Страхов при своих фанерозойских палеоклиматических реконструкциях, выявивших движение полюсов (по проделанных еще на фиксистской основе без учета движения коптинептов).

При отсутствии широтной зональности климата не было бы и сезонных колебаний погоды. Поэтому свидетельства о наличии в ту или иную геологическую эпоху сезонных колебаний погоды суть доказательства широтной зональности климата этой эпохи. Такими свидетельствами являются прежде всего породы с годичными слоями, так называемые варвиты, которые обнаружены практически во всех геологических периодах фансрозоя.

Качественными индикаторами климатических зон могут служить многие горные породы. Так, в аридных зонах образуются эвапориты — доломиты, ангидриты, гипсы, калийная и каменная соли, осаждающиеся из растворов в условиях сильного испарения, а также карбонатные красноцветы (продукты выветривания, обедненные кремнеземом и окрашенные окислами железа) и лёссы.

Самыми выдающимися из климатических событий в истории Земли были, конечно, ледниковые периоды, характеризовавшиеся появлением континентальных ледниковых щитов (в настоящее время такие щиты покрывают Антарктиду и Гренландию). Как уже отмечалось, геологами обнаружены многочисленные тиллиты как фаперозойского, так и докембрийского возраста. Самыми древними из них являются, по-видимому, нижнепротерозойские.

В среднем протерозое, нижнем и среднем рифее на всех континентах встречаются многочисленные слон несортированных конгломератов, иногда похожих па тиллиты, но сколько-нибудь ясной картины, как для нижнего протерозоя, здесь не складывается. Зато в верхнем рифее и в венде в разных частях мира найдены многочисленные тиллиты (рис. 59), хорошо коррелирующие друг с другом и группирующиеся в основном по двум возрастам,— нижние около 750—800 млн. лет (верхнерифейское оледенение) и верхние около 650—680 млн. лет (вендское оледенение).

К следующей ледниковой эпохе (карбопа и перми) климат пришел, по-видимому, в результате постепенного похолодания, заметного по кривой рис. 58 (в течение которого южный полюс перемещался из Западной Африки через Бразилию и Аргентину в Антарктиду, оставляя на своем пути упоминавшуюся выше цепочку силуродевопских тиллитов).

Первым крупным районом, на котором сказалось кайпозойское похолодание климата, явилась, естественно, Антарктида. Ныне ледниковый покров на ней, согласно сводке В. И. Бардина и И. А. Суетовой (1967), имеет площадь около 14 млн. км2 и объем 24 млн. км3 (что составляет около 90% объема всех ледников мира; объем Гренландского ледникового щита равен 2,6 млн. км3; на арктические и горные ледники остается менее 1%); растопление всего антарктического льда повысило бы уровень Мирового океана на 55 м. Около 83% антарктического льда сосредоточено в ледниковом куполе Восточной Антарктиды толщиной до 3,6 км, дно которого лежит в основном выше уровня моря, а поверхность в среднем выше 2 км над уровнем моря. Отделенный от него Трансантарктическими горами ледниковый щит Западной Антарктиды лежит в основном на дне океана и на ряде островов в включает огромные плавающие шсльфовые ледники в морях Росса и Уэдделла. Атмосферные осадки над Антарктидой, в среднем всего около 150 мм в год, по некоторым оценкам сейчас немного превышают потери льда (главным образок путем отрыва айсбергов).

Геологические разрезы на островах Кинг-Джорджа и Симора и в Южной Австралии (отделившейся от Антарктиды лишь в конце эоцена), а также материалы колонок донных осадков Южного океана свидетельствуют, что ледниковый щит Антарктиды образовался лишь в миоцене — около 20 млн. лет тому назад — и с тех пор существует до нашего времени (это подтверждают и данные о падении уровня Мирового океана на много десятков метров.

Климат, по определению, есть понятие глобальное, и те или иные проявления каждой ледниковой эпохи, естественно, обнаруживаются во всех районах мира, но, конечно, они отнюдь не везде и не всегда сводились к росту ледников. Всего льдом было покрыто 14% поверхности Земли, вдвое больше, чем теперь. Ледниковые щиты достигали в Европе 48°30", а в Северной Америке 37° широты.

Максимальный объем льдов суши в плейстоцене составлял 56,1 млн. км, в том числе 23,9—в Антарктиде (как сегодня), 23,9 —в Северной Америке, 7,6 —в Европе и 0,7 —в Урало-Сибирской области (60% этих льдов было сосредоточено в северном и 40%—в южном полушарии, тогда как теперь эти цифры равны 8 и 92%).

https://www.сайт/2018-02-14/chlen_korrespondent_ran_o_klimate_zemli_v_proshlom_i_buduchem_globalnom_poholodanii

«Даже Илон Маск, боюсь, изменить этого не способен»

Член-корреспондент РАН о климате Земли в прошлом и будущем глобальном похолодании

Как менялся климат на Земле в древние эпохи и возможно ли по этим накопленным учеными данным предсказать, что будет происходить с планетой в ближайшие сто или тысячу лет? На эти вопросы в рамках цикла «Открытый лекторий РАН» ответил сотрудник лаборатории палеоэкологии Института экологии растений и животных Уральского отделения РАН, член-корреспондент Николай Смирнов. Оказалось, что на Урале бывало и жарче. Каких-то 70 тыс. лет назад в районе нынешнего Екатеринбурга можно было встретить дикобразов, а на Печоре жили выхухоли. Прогноз на будущее тоже неплохой — над затопленным Екатеринбургом будут на льдинах плавать белые медведи, а потом снова вернутся дикобразы. Надо только набраться чуть-чуть терпения.

Наука это «по проезжающим мимо машинам судить об устройстве двигателя»

Насколько вообще прошлое важно для настоящего и будущего? На этот счет существует громадное количество разных высказываний. Но вот вопрос — что нам надо практически знать из прошлого, чтобы понять современную ситуацию и предсказывать будущее? На самом деле ответ отнюдь не очевиден.

Реконструкции отдельных этапов прошлого, которыми занимаемся и мы в том числе, по мере накопления исследованных материалов дают возможность установить закономерности и динамику процессов. В этом случае мы имеем возможность распознавать уже не отдельные периоды, а вычленять закономерности смены этапов, скорость процессов и иногда причины.

Однако известный палеонтолог Джордж Симпсон еще в 40-е годы прошлого века в одной из своих работ высказал интересную мысль: «Генетики, разглядывая, как дрозофилы резвятся в пробирке, думают, что они изучают эволюцию. А палеонтолог похож на человека, стоящего на перекрестке оживленных улиц, и полагает, что по проезжающим мимо машинам может судить об устройстве двигателя внутреннего сгорания». Проще говоря, для того, чтобы разобраться, как устроена живая природа, надо понимать очень много условий, и зачастую ученые переоценивают свои возможности.

Давайте посмотрим, может, действительно Симпсон был прав, и мы правда слишком много хотим от науки?

Что такое «климатический оптимум голоцена»

Для начала немного терминологии. Плейстоцен — это эпоха четвертичного периода, которая началась примерно 2,5 млн лет тому назад и закончилась 15 тыс. лет тому назад. Выделяется поздний плейстоцен — это последний ледниковый период, примерно 120 - 15 тыс. лет тому назад. Далее идет голоцен — межледниковый период. Он начался вслед за плейстоценом и в нем мы сейчас живем. Голоцен, в свою очередь, также подразделяется. Из периодов голоцена чаще всего упоминается атлантик, 9-6 тыс. лет назад — наиболее теплый период голоцена, который еще называют климатическим оптимумом.

Вице-президент РАН о синтетическом мире, в котором живет человек XXI века

Самый сложный вопрос: как разобраться в динамике происходящих процессов? Тем более что они имеют разный масштаб, а разный масштаб, в свою очередь, имеет в своей основе разные механизмы. Итак, историческая динамика. Это изменения, интервалы которых исчисляются сотнями лет. Географическая динамика. Изменения исчисляются тысячами лет. Характеризуются сдвигами границ природных зон. Более крупный масштаб — геологическая динамика, когда возникают новые природные зоны и типы климата, вызывающие массовые вымирания видов и появление новых. В этом масштабе мы имеем дело с изменением конфигурации материков и орбиты Земли.

Были ли леса на Ямале

Сейчас по изотопам льда из проб, взятых на станции «Восток» в Антарктике, мы знаем о всех процессах за последние 360 тыс. лет. Они показывают, что средняя температура там колебалась от плюс 4 до минус 8 градусов Цельсия. И также ясно, что эта изменчивость порождена процессами, связанными с изменениями положения орбиты нашей планеты.

Еще одна зарисовка. Сдвиг северной границы леса, зафиксированный по данным, полученным с полуострова Ямал. В атлантике граница лета распространялась до 68,5 градуса северной широты. И это существенно дальше, чем сейчас. До сих пор на Ямале находят ископаемую древесину. Потом она резко сдвигается на юг и остается такой сейчас.

Теперь о процессах, которые отслеживаются в пределах сотен лет. Кое-что мы можем отследить совершенно элементарно — по фотографиям. В частности, нашими специалистами одно и то же место на Приполярном Урале снималось с 1977 года. И если на снимках тех лет, запечатлена тундра, то на снимках последних лет там уже подрос приличный лесок. Такие же процессы мы фиксируем на Южном Урале по хребту Таганай, где происходит серьезное смещение верхней границы леса в горах.

О чем это все говорит нам? Я не буду углубляться в климатологию, это отдельно развивающаяся отрасль знания. Но некоторых моментов коснусь. Тем более что многие процессы сейчас трактуются излишне упрощенно. Повысилась температура Земли, соответственно, сдвинулась граница леса. На этом часто ставится точка. На самом деле современная климатология — это очень развитые математические модели, учитывающие массу составляющих климата Земли и влияние совершенно разных аспектов и факторов.

Факторы изменения климата. Прежде всего надо упомянуть о таком факторе, как изменение активности Солнца. Изменение параметров орбиты Земли — еще один фактор. Дальше - изменение взаимного расположения и размеров материков и океанов. Изменение прозрачности и газового состава атмосферы. Вулканическая активность. Концентрация газов, в том числе парниковых, и изменение отражательной способности поверхности Земли. Количество тепла, имеющегося в глубине океана.

Сейчас, кстати, все более очевидным становится то, что именно океан играет первостепенную роль в динамике климата. И основное здесь - океанические течения, из которых на слуху только Гольфстрим. Между тем Гольфстрим - это лишь одна из веточек Североатлантического течения, которая много раз меняла свои характеристики. При этом именно Гольфстрим определяет климат всей Европы.

О чем могут рассказать кости тушканчика, лемминга или гиены

Вернемся к палеонтологии. Одним из самых зарекомендовавших себя способов определения изменений климата прошлого является споро-пыльцевой метод. Пыльца растений оседает, попадает в отложения, там прекрасно сохраняется, и, извлекая ее, можно восстановить характеристики древней растительности. Она в свою очередь маркирует природно-климатические условия конкретной местности в конкретном периоде прошлого.

Еще одно направление — палеоэнтомология. По мельчайшим сохранившимся останкам хитина насекомых специалисты определяют их вид и, соответственно, также делают вывод о том, какие природно-климатические условия здесь были в древности. Таких специалистов на весь СССР было четыре, сейчас в стране осталось двое. Один из них работает в нашем институте.

Наконец, многое нам могут сказать кости животных, которые мы находим в древних слоях. Тем более что останки млекопитающих - это один из самых массовых видов находок, которые нам удается делать.

О чем нам могут рассказать кости животных? Классический пример - конец ледниковой эры, когда происходит практически полное вымирание так называемых «гигантов»: мамонтов, шерстистого носорога, северного оленя, гигантских ленивцев, донского зайца. Надо понимать, что есть животные виды, которые морфологически весьма специализированы и их присутствие является индикатором температуры окружающей среды или других природно-климатических условий.

Ясно, что тушканчики в холодном климате жить не смогут. То же самое дикобраз. Напротив, песец не сможет жить в жарком поясе. Один из видов леммингов, к примеру, не может жить без зеленых мхов. А зеленым мхам, в свою очередь, нужна достаточная влажность. Таким образом, эти лемминги являются природным гидрометром. То же самое выхухоль - она живет только в не промерзающей водной среде. Сейчас ареал ее обитания Дон. А когда мы находим останки этого животного в бассейне Печоры, то это уже повод для статьи в серьезный академический журнал РАН. Еще один пример — гиена. Это животное - индикатор насыщенных биосистем, обладающих достаточным количеством пищи для них.

К примеру, в плейстоцене гиены жили здесь, на Урале, на широте Екатеринбурга и существенно севернее. Понять это довольно сложно. Тем более что тогда в одном месте жила крупная плейстоценовая фауна, лемминги и обитатели современных степей. Аналоги такой мозаики, смешанных тундрово-степных сообществ сохранились на северо-востоке нашей страны. Другая версия — это была своеобразная зона, которая не имеет аналогов сейчас. Ее называют сейчас «мамонтовая степь».

Где и когда умер последний мамонт

Я это все к тому, что, разбираясь с ледниковым периодом, мы искали аналоги, которые позволят понять ситуацию нынешнего дня и дать прогноз на будущее, а нашли абсолютно безаналоговый пример. Пример того, как сложно приходится науке.

Еще один пример того же самого. Накопленные нами данные показывают, что на острове Врангеля и Чукотке мамонты жили еще около 3 тыс. лет назад. При том, что в Западной Европе они вымерли около 10 тыс. лет назад. А большерогий олень на Урале дожил до 6 тыс. лет. Это четко свидетельствует о том, что процесс вымирания плейстоценовой фауны шел по Земле не одновременно. Это надо тоже учитывать.

Перспективное направление сейчас - это изучение ДНК ископаемых животных. В нашей стране хорошо работающих в этом направлении лабораторий нет. За рубежом тоже пока немного. Но данные, которые удается получать, очень любопытны. Например, исследования тех же леммингов показали, что 25 тыс. лет назад была масса гаплотипов этого животного. Потом количество гаплотипов сокращалось и к настоящему периоду их осталось совсем ничего.

Особое наше удивление когда-то вызвала находка костей ископаемого дикобраза на Северном Урале с возрастом в несколько десятков тысяч лет. Такая находка способна выбить из седла любого исследователя. Стали разбираться, и пришло понимание, что мы имеем дело с еще одним периодом межледниковья. Помимо дикобраза на Урале в этот период жил такой вид, как красные волки. Сейчас он внесен в «Красную книгу», а встретить его в живой природе можно только в Гималаях и Индии.

Где мы находим этим кости? Прежде всего, в пещерных отложениях. На Южном Урале мы копали известную Игнатьевскую пещеру, где были найдены рисунки древнего человека. В Свердловской области — грот Бобылек. Многое из того, что мы находим, аналогов не имеет.

Интересные результаты дает изотопный анализ кости. Например, мы проводили такой анализ для зубов ископаемого бизона из грота Бобылек. По изотопам кислорода в эмали зубов мы смогли определить разницу между летними и зимними температурами в течение двух лет жизни животного возрастом 20 тыс. лет. Также можно работать и с изотопом углерода. В итоге мы получаем картину смены влажности и температуры в древности.

«Когда-нибудь здешними обитателями будут пингвины»

Итак, данные о прошлом — помогут они нам с пониманием настоящего и будущего или, наоборот, навредят? Предлагаю вам ненаучный экскурс в будущее. Тем более что через 100 лет меня точно не будет, и к ответственности меня уже никто не привлечет (смеется).

Нам точно известно, что Екатеринбург сейчас находится в типичном межледниковье. Совершенно очевидно, что за этим последует очередной ледниковый период. Такова цикличность развития. Вопрос остается, когда это случится. Голоцен уже сейчас длится 10 тыс. лет. Мы пережимаем глобальное потепление сейчас, но от этого только один шаг к глобальному похолоданию. Это невзирая на антропогенное воздействие. Я совсем не удивлюсь, если когда-нибудь здешними обитателями будут пингвины. Они и сейчас в Южном полушарии распространены до Экватора практически. Им до нас осталось дойти совсем чуть-чуть.

Правда, пока речь идет все-таки о потеплении. И самое тяжелое, что может случиться, это таяние полярных льдов и повышение уровня мирового океана. Надеюсь, по крайней мере, что на нашем веку мы не увидим белых медведей, плавающих на льдинах над залитой океаном площадью 1905 года.

Каким будет лето, чего не может даже Илон Маск и что заставит людей покинуть Урал

Вопрос из зала: Могут ли ваши коллеги дать точный прогноз погоды — будет следующий год засушливым или дождливым?

Смирнов: Сейчас без всякого юмора. Руководитель нашей дендрохронологической лаборатории Степан Григорьевич Шиятов занимается проблематикой погоды. Он профессионал высочайшего класса, и для некоторых территорий, где хорошо считываются результаты по кольцам деревьев, имеет опыт точных предсказаний. Например, для Оренбургской области Шиятов неоднократно давал заключения властям о том, что сеять зерно бесполезно, так как будет сильная засуха. Совпадения в прогнозах были всегда очень хорошие. Его прогнозов на будущий год я, правда, не знаю.

Вопрос из зала: Вы сказали о неизбежном переходе от глобального потепления к глобальному похолоданию, какие механизмы это регулируют?

Смирнов: На протяжении 360 тыс. лет потепления всегда сменялись похолоданиями и наоборот. Антропогенное воздействие не способно этого изменить, даже Илон Маск, боюсь, изменить этого не способен.

Вопрос из зала: Мы температурные показатели климатического оптимума, атлантика, перешагнули, климат у нас жарче сейчас или холоднее?

Смирнов: Тонкий вопрос. Климат — это некая обобщающая характеристика за промежуток времени. И говорим мы прежде всего о климате регионов. Самая чувствительная полоса к изменению климатических режимов — высокие широты, Арктика. Там углеводороды, и сейчас эта полоса переходит в сферу геополитических интересов стран. Где начинается политика, наукой уже не пахнет. Да, фиксируется таяние льдов. Но северная граница леса до сих пор особенно никуда не сдвинулась. Важная штука, как ведет себя газовый состав атмосферы в ответ на эти температурные колебания. Было даже несколько скандалов по поводу публикаций на эту тематику. Авторам уже приходилось оправдываться, что никаких политических заказов они не выполняли.

Но если ответить совсем просто, новый атлантик мы по биологическим эффектам, конечно же, не переживаем. Нам до атлантика еще очень далеко. Дубы в Свердловской области у нас растут только в трех дубравах, а тогда в южной части региона они были повсеместно. В Ботаническом саду, конечно, у нас и грецкий орех растет, но это уже другая вещь. И еще один момент. Атлантик, чтобы вы понимали, не самый теплый период всех случавшихся межледниковий. До него, в Микулинском межледниковье (110-70 тыс. лет назад — прим..

Вопрос из зала: При каких условиях возможно резкое глобальное изменение климата, может цикл сбиться?

Смирнов: Есть несколько моделей, которые друг другу противоречат. Все это пока находится в стадии живого исследования и полемики нескольких групп ученых. На цикличную теорию было уже совершено много покушений, и были предложения ее похоронить. Но от такого фактора, как наклон земли, никуда не денешься, прецессия (когда импульс тела меняет свое направление в пространстве — прим.. Фундаментальные закономерности планетарного характера едва ли будут разрушены. Впрочем, есть и идея о том, что после голоцена может смениться существовавшая до сих пор тенденция, когда периоды межледниковья становились все короче и холоднее, а ледниковые этапы были все суровее.

Вопрос из зала: Когда появился древний человек на Среднем Урале и когда для этого сформировался подходящий климат?

Смирнов: Когда я только закончил университет, мне посчастливилось найти стоянки палеолита, то есть стоянки эпохи мамонта возрастом около 14 тыс. лет в нескольких пещерах в районе Багаряка и Сухого Лога. В журнале «Природа» по этому поводу мною совместно с известным уральским археологом Валерием Трофимовичем Петриным была опубликована статья под заголовком «Где искать стоянки эпохи палеолита на Урале?» Этот вопросительный знак остается до сих пор. К примеру, на Алтае в пещерах находят десятки и сотни каменных орудий в одном шурфе. В уральских пещерах будет пара каменных орудий на десять раскопанных пещер. Очевидно, что наши пещеры были для людей того времени некомфортными. Там никто не жил, они их использовали в качестве культовых. Та же Игнатьевская пещера на Южном Урале или Каповая пещера. Остатков пещерных медведей много, а человеческих следов, напротив, мало.

В современном мире все больше человечество волнует вопрос глобального изменения климата на Земле. В последней четверти двадцатого века стали наблюдать резкое потепление. Значительно уменьшилось количество зим с очень низкой температурой, и средняя температура приземного слоя воздуха увеличилась на 0,7 °С. Климат менялся на протяжении миллионов лет естественным путем. Сейчас эти процессы происходят значительно быстрее. Стоит учитывать, что глобальные изменения климата могут привести к опасным последствиям для всего человечества. О том, какие факторы провоцируют изменения климата и какими могут быть последствия, поговорим далее.

Климат Земли

Климат на Земле не был постоянным. Он менялся в течение многих лет. Изменение динамических процессов на Земле, влияние внешних воздействий, солнечного излучения на планету привело к изменениям климата.

Нам известно еще со школьной скамьи, что климат на нашей планете делится на несколько типов. А именно - существует четыре климатических пояса:

• Экваториальный.
• Тропический.
• Умеренный.
• Полярный.

Для каждого типа характерны определенные параметры значений:

• Температуры.
• Количество осадков зимних и летних.

Также известно, что климат существенно влияет на жизнедеятельность растений и животных, а также на почву, водный режим. Именно от того, какой климат преобладает в данном регионе, зависит, какие культуры можно будет выращивать на полях и в подсобных хозяйствах. Неразрывно связано и расселение людей, развитие сельского хозяйства, здоровье и жизнь населения, а также развитие промышленности и энергетики.

Любые изменения климата значительно влияют на нашу жизнь. Рассмотрим, как может меняться климат.

Проявления меняющегося климата

Глобальное изменение климата проявляется в отклонениях погодных показателей от многолетних значений за большой период времени. Сюда входит не только изменение температур, но и частота погодных явлений, которые выходят за рамки нормальных, а считаются экстремальными.

Существуют процессы на Земле, которые непосредственно провоцируют всевозможные изменения климатических условий, а также указывают нам на то, что имеют место глобальные изменения климата.

Стоит отметить, что изменение климата на планете в настоящее время происходит очень быстро. Так, планетарная температура повысилась на полградуса только за каких-то полвека.

Какие факторы влияют на климат

Опираясь на перечисленные выше процессы, которые указывают на изменения климата, можно выделить и несколько факторов, влияющих на эти процессы:

• Смена орбиты и изменение наклона Земли.
• Уменьшение или увеличение количества тепла в глубинах океана.
• Смена интенсивности солнечного излучения.
• Смена рельефа и расположения материков и океанов, а также изменение их размеров.
• Изменение состава атмосферы, существенное повышение количества парниковых газов.
• Изменение альбедо земной поверхности.

На климат планеты все эти факторы оказывают влияние. Изменения климата происходят еще по ряду причин, которые могут носить природный и антропогенный характер.

Причины, которые провоцируют перемену климатических условий

Рассмотрим, какие причины изменения климата рассматривают ученые всего мира.

1. Излучение, идущее от Солнца. Ученые считают, что меняющаяся активность самой горячей звезды может быть одной из главных причин изменения климата. Солнце развивается и от молодого холодного оно медленно переходит в стадию стареющего. Солнечная активность была одной из причин наступления ледникового периода, а также периодов потепления.
2. Парниковые газы. Именно они провоцируют подъем температуры в нижних слоях атмосферы. Основные парниковые газы - это:

3. Изменение орбиты Земли приводит к изменению, перераспределению солнечного излучения на поверхности. На нашу планету влияет притяжение луны и других планет.

4. Воздействие вулканов. Оно заключается в следующем:

• Воздействие на окружающую среду вулканических продуктов.
• Воздействие газов, пепла на атмосферу, как следствие на климат.
• Влияние пепла и газов на снег, лед на вершинах, что приводит к селям, лавинам, наводнениям.

Пассивно дегазирующие вулканы оказывают глобальное влияние на атмосферу, так же как и активное извержение. Может вызвать глобальное понижение температур, а как следствие - неурожай или засуху.

Деятельность человека - одна из причин глобальных перемен климата

Ученые давно нашли главную причину потепления климата. Это увеличение парниковых газов, которые выбрасываются и накапливаются в атмосфере. Как следствие, снижение способности наземных и океанических экосистем поглощать углекислый газ по мере роста его в атмосфере.

Деятельность человека, влияющая на глобальные изменения климата:

Ученые, исходя из своих исследований, сделали вывод, что при влиянии на климат естественных причин температура на земле была бы ниже. Именно человеческое влияние способствует повышению температуры, что приводит к глобальным изменениям климата.

Рассмотрев причины изменения климата, перейдем к последствиям таких процессов.

Существуют ли положительные стороны глобального потепления.

Ищем плюсы в изменившемся климате

Учитывая, насколько прогресс продвинулся вперед, увеличение температурных показателей можно использовать для увеличения урожайности культурных растений. При этом создавая им благоприятные условия. Но это будет возможно только в поясах с умеренным климатом.

К плюсам парникового эффекта можно отнести увеличение продуктивности естественных лесных биогеоценозов.

Глобальные последствия изменения климата

Какими будут последствия в мировом масштабе? Ученые считают что:

Изменение климата Земли окажет существенное влияние и на здоровье человека. Может повыситься количество сердечно-сосудистых и других заболеваний.

• Снижение производства продуктов может привести к голоду, особенно, малообеспеченных слоев населения.
• Проблема глобального изменения климата, конечно же, затронет и политический вопрос. Возможно усиление конфликтов за право обладания источниками пресной воды.

В настоящее время мы уже можем наблюдать некоторые последствия изменения климата. Как будет дальше меняться климат на нашей планете?

Прогнозы развития глобальных изменений климата

Специалисты считают, что может существовать несколько сценариев развития глобальных изменений.

1. Глобальные изменения, а именно повышение температуры, не будет резким. На Земле есть подвижная атмосфера, тепловая энергия за счет движения воздушных масс распределяется по всей планете. Мировой океан накапливает больше тепла, чем атмосфера. На такой большой планете с ее сложной системой изменения не могут происходить слишком быстро. Для существенных изменений понадобятся тысячелетия.
2. Быстрое глобальное потепление. Такой сценарий рассматривается гораздо чаще. Температура увеличилась за последнее столетие на полградуса, количество углекислого газа возросло на 20%, а метана -на 100%. Продолжится таяние Арктических и Антарктических льдов. Существенно выше станет уровень вод в океанах и морях. Возрастет количество катаклизмов на планете. Количество осадков на Земле будет распределяться неравномерно, что увеличит площади, страдающие от засухи.
3. В некоторых частях Земли потепление сменится на кратковременное похолодание. Такой сценарий ученые просчитали, опираясь на то, что теплое течение Гольфстрим стало на 30% медленнее и может полностью остановиться, если температура поднимется на пару градусов. Это может отразиться сильным похолоданием в Северной Европе, а так же в Нидерландах, Бельгии, Скандинавии и в северных районах европейской части России. Но это возможно только на короткий промежуток времени, а потом потепление вернется в Европу. И все будет развиваться по 2 сценарию.
4. На смену глобальному потеплению придет глобальное похолодание. Такое возможно при остановке не только Гольфстрима, но и других океанических течений. Это чревато наступлением нового ледникового периода.
5. Самый жуткий сценарий - это парниковая катастрофа. Увеличение в атмосфере углекислого газа будет способствовать увеличению температуры. Это приведет к тому, что углекислый газ из мирового океана начнет переходить в атмосферу. Будут разлагаться карбонатные осадочные породы с еще большим выделением углекислого газа, что повлечет еще большее повышение температуры и разложение карбонатных пород в более глубоких слоях. Ледники будут быстро таять, при этом снижая альбедо Земли. Повысится количество метана, и температура будет расти, что приведет к катастрофе. Повышение температуры на земле на 50 градусов приведет к гибели человеческой цивилизации, а на 150 градусов - вызовет гибель всех живых организмов.

Глобальное изменение климата Земли, как мы видим, может представлять собой опасность для всего человечества. Поэтому необходимо уделять большое внимание этому вопросу. Необходимо изучать, как мы можем снизить влияние человека на эти глобальные процессы.

Изменение климата в России

Глобальноеизменение климата в России не сможет не затронуть все регионы страны. Оно отразится как положительно, так и отрицательно. Зона проживания передвинется ближе к северу. Расходы на отопление значительно снизятся, и упростится транспортировка грузов вдоль арктического побережья на крупных реках. В северных районах таянье снега в районах, где была многолетняя мерзлота, может привести к серьезному повреждению коммуникаций и строений. Начнется миграция населения. Уже за последние годы значительно повысилось количество таких явлений, как засуха, штормовой ветер, жара, наводнения, сильный холод. Сказать конкретно, как повлияет потепление на разные отрасли, нет возможности. Суть изменения климата должна изучаться всесторонне. Немаловажно снизить влияние деятельности человека на нашу планету. Об этом далее.

Как избежать катастрофы?

Как мы видели ранее, последствия изменения мирового климата могут быть просто катастрофическими. Человечество уже сейчас должно понимать, что мы в силах остановить приближающуюся катастрофу. Что необходимо сделать для спасения нашей планеты:

Нельзя допустить, чтобы глобальное изменение климата вышло из-под контроля.

Большое мировое сообщество на конференции ООН, посвященной изменению климата, приняло Рамочную конвенцию ООН (1992) и Киотский протокол (1999). Как жаль, что свое благосостояние некоторые страны ставят выше решения вопросов глобального изменения климата.

На международное научное сообщество ложится огромная ответственность по определению тенденций изменения климата в будущем и выработка основных направлений последствий этого изменения спасет человечество от катастрофических последствий. А принятие дорогостоящих мер без научного обоснования приведет к огромным экономическим потерям. Проблемы изменения климата касаются всего человечества, и решаться они должны сообща.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ»

Институт управления финансами и налогового администрирования

Кафедра управления инновациями в реальном секторе экономике

По дисциплине «ЕНОИТ»

На тему: Климат Земли в прошлом, настоящем, будущем. Его влияние на развитие цивилизации

Работу выполнила:

Разгуляева Арина Николаевна

Менеджмент 1-1, 1 курс

Москва, 2014

ВВЕДЕНИЕ

КЛИМАТ ДОКЕМБРИЯ

КЛИМАТ ПАЛЕОЗОЯ

КЛИМАТ МЕЗОЗОЯ

КЛИМАТИЧЕСКИЙ ОПТИМУМ

КЛИМАТ СРЕДНЕВЕКОВЬЯ

МАЛЫЙ ЛЕДНИКОВЫЙ ПЕРИОД

КЛИМАТ БЛИЖАЙШЕГО БУДУЩЕГО

ВЛИЯНИЕ КЛИМАТА НА РАЗВИТИЕ ЦИВИЛИЗАЦИИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ПЕРВОИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность

В последнее десятилетие проблема изучения древних климатов приобрела особое значение в связи с возможностью их использования для уточнения прогнозирования климата ближайшего и отдаленного будущего. Особая важность проблемы будущего климата планеты определяется тем, что хозяйственная деятельность человека всецело зависит от климатических условий. Но в последние годы в результате хозяйственной деятельности людей возможны крупные изменения климата. Непреднамеренное глобальное загрязнение окружающей среды продуктами сжигания топлива, происходящее в региональном и глобальном масштабе, мелиоративные и ирригационные работы, строительство гидроэлектростанций и водохранилищ, уничтожение лесов на огромных площадях и т.д. могут вызвать климатические изменения, по своему характеру и размерам сходные с глобальными естественными изменениями климата, происходившими в геологическом прошлом.

Цель работы

Показать:

.Изменения климата Земли в течение её развития

.Взаимосвязь климата прошлого, настоящего и будущего

.Влияние климата на развитие цивилизации

1. Климат докембрия

Когда же возник климат на Земле? Термин "климат" был введен древнегреческим астрономом Гиппрахом из Никеи во 2 веке до нашей эры. По современным представлениям климат возник после того, как недра Земли стали разогреваться, и в них стали образовываться глубинные «реки», несущие тепло. В это время сквозь расплавленные участки земной коры на ее поверхность стали поступать различные соединения газа. Так образовывалась первая атмосфера. Она состояла из смеси углекислого газа, аммиака, азота, водяного пара, водорода, соединений серы и паров сильных кислот. Абсолютное преобладание в ней углекислого газа и большое содержание водяного пара способствовали тому, что такая атмосфера легко пропускала солнечный свет. В результате, это привело к сильному повышению температур, которые могли достигать порядка 500°C. К примеру, аналогичные температуры характерны для поверхности Венеры.

В дальнейшем в результате постепенного уменьшения количества углекислого газа, аммиака и водяного пара в атмосфере и появлением других газов так называемый парниковый эффект начал спадать. Температуры на Земле стали понижаться. Это, в свою очередь, способствовало конденсации паров воды. Возникла гидросфера. С её образованием начался новый этап развития органических веществ. Вода - та первая среда, в которой родилась и развивалась жизнь.

Первые микроскопические организмы появились более 3,8 млрд. лет назад. Это время было довольно неуютным для живых существ. Плотная атмосфера без кислорода, постоянно раскалывающаяся сильнейшими землетрясениями поверхность планеты, огромные потоки глубинного расплавленного вещества и постоянно выделяющиеся из недр газы. В воде не было условий, для развития организмов того времени. Вода постоянно была в кипящем состоянии. В такой среде могли существовать немногие микроскопические организмы.

Со временем внутренняя активность планеты затихала. Все меньше и меньше из глубин выделялось аммиака и углекислого газа, то, что попадало в атмосферу, использовалось на процессы окисления и использовалось микроскопическими организмами на образование кремнистых и карбонатных горных пород. Возможно, в связи с этим и началось снижение температуры на Земле. По геологическим масштабам оно произошло очень стремительно, и уже 2,5-2,6 млрд. лет назад, настолько сильно похолодало, что на земной поверхности началось первое оледенение.

Изучая возникшие в тот период напластования горных пород, геологи не раз замечали присутствие в них образований, похожих на современные морены. Это были хорошо отполированные валуны и скопления галек очень твердых пород с многочисленными штриховками и шрамами, которые могли быть оставлены только острыми краями горных пород, впаянных в лед. Все это свидетельствовало о ледниковой природе рельефа и горных пород, но в то же время противоречило существовавшему мнению о господстве в то далекое время высоких температур и очень теплого климата. Тщательное изучение следов оледенения в докембрийскую эпоху привело к тому, что были найдены неопровержимые доказательства существования в глубокой древности обширных ледниковых покровных оледенений.

В докембрии по развитию древних моренных отложений и связанных с ними образованиями выделяется существование следующих эпох оледенения. Наиболее древнее оледенение произошло 2500-2600 млн. лет назад, и носит название Гуронского. Морены этих лет известны в Европе, Южной Азии, Северной Америке и Западной Австралии.

Следы оледенения с возрастом около 950 млн. лет обнаружены в Гренландии, Норвегии и на острове Шпицберген. Около 750 млн. лет назад в Австралии, Китае, на эго-западе Африки и в Скандинавии произошло Стуртианское оледенение. Наиболее сильно выражено Варангианское оледенение, которое произошло 660-680 млн. лет назад. Данные ледниковые породы найдены в Северной Америке, Гренландии, на Шпицбергене, британских островах, в Скандинавии, во Франции, Китае, Австралии, Африке, Южной Америке и на Северо-востоке России.

Низкие температуры держались довольно длительный период. Затем температуры на земной поверхности повысились, льды растаяли, уровень Мирового океана повысился, и снова наступила благоприятная пора для расцвета микроскопических организмов и сине-зеленых водорослей.

2. Климат палеозоя

Палеозой начался колоссальным разливом морей, последовавшим за появлением обширных частей суши в позднем протерозое. Большинство геологов полагают, что в ту эпоху существовал единый огромный континентальный блок, называемый Пангея (в переводе с греческого - «вся земля»), который был со всех сторон окружен мировым океаном. Позднее этот единый континент распался на части.

Кембрийский период (570-490 млн. лет назад)

О климате Кембрийского периода имеются весьма скудные и отрывочные сведения. После развития покровного оледенения на многих континентах (Южная Америка, Африка, Австралия, Северная Европа) в начале кембрия наступило значительное потепление. Практически на всех континентах создавались тропические условия. Свидетельством этого является наличие богатого теплолюбивого комплекса морской фауны. Тропические побережья материков окаймляли гигантские рифы из строматолитов, во многом напоминавшие коралловые рифы современных тропических вод. Предполагается, что для морей Сибири в раннем кембрии температура воды не опускалась ниже 25° С.

Ордовикский период (490-440 млн. лет назад)

В течение ордовикского периода климат претерпел существенные изменения. На протяжении периода массивы суши смещались все дальше и дальше к югу. Старые ледниковые покровы кембрия растаяли, и уровень моря повысился. Большая часть суши была сосредоточена в теплых широтах. Анализ климатических условий этого периода позволяет считать, что в среднем и позднем ордовике наступило значительное похолодание, охватившее многие материки.

Силурийский период (440-400 млн. лет назад)

В самом начале силурийского периода на континентах продолжали господствовать сравнительно прохладные условия. Для этого времени известны небольшой мощности ледниковые образования в Боливии, на севере Аргентины и на востоке Бразилии. Не исключено, что ледники могла покрывать и некоторые районы Сахары. Гондвана надвинулась на Южный полюс. Массивы суши, образующие Северную Америку и Гренландию, сближались. В конечном итоге они столкнулись, образовав гигантский сверхматерик Лавразию. Это был период бурной вулканической активности и интенсивного горообразования. Похолодание в начале раннего силура сравнительно быстро сменилось потеплением, которое сопровождалось постепенной миграцией к полюсам субтропического климата. Если на северо-востоке Бразилии в начале раннего силура встречаются толщи морен, то позднее среди этих отложений начинают преобладать продукты выветривания, характерные для теплого климата. Потепление привело к возникновению в высоких и средних широтах климата, близкого к субтропическому.

Девонский период (400-350 млн. лет)

Ученые считают, что поскольку в девонский период на материках были широко представлены теплолюбивые виды организмов и осадочных образований, то колебания температурного режима вряд ли выходили за пределы тропического климата. Девонский период был временем величайших катаклизмов на нашей планете. Европа, Северная Америка и Гренландия столкнулись между собой, образовав огромный северный сверхматерик Лавразию. При этом с океанского дна были вытолкнуты кверху огромные массивы осадочных пород, сформировавшие громадные горные системы на востоке Северной Америки и на западе Европы. Эрозия поднимающихся горных хребтов привела к образованию большого количества гальки и песка. Из них сформировались обширные отложения красного песчаника. Реки выносили в моря горы осадков. Образовались обширные болотистые дельты, что создавало идеальные условия для животных, осмелившихся сделать первые, столь важные шаги из воды на сушу. К концу периода уровень моря понизился. Климат со временем потеплел и стал более резким, с чередованием периодов ливневых дождей и жесткой засухи. Обширные районы материков стали безводными.

Каменноугольный период (350-285 млн. лет)

В раннем карбоне на планете господствовал влажный тропический климат. Об этом свидетельствует широкое распространение карбонатных отложений, теплолюбивый тип морской фауны. Влажные тропические условия характерны для значительной части континентов как северного, так и южного полушария. В среднем и особенно позднем карбоне отчетливо проявляется климатическая зональность. Одной из характерных особенностей этого времени является значительное похолодание и появление в южном полушарии крупных ледниковых покровов, что в свою очередь привело к резкому сокращению субтропического и тропического поясов и общему понижению температуры. Даже в экваториальном поясе средние температуры в позднем карбоне понизились на 3-5°C. Также вместе с похолоданием в ряде областей появились признаки иссушения климата.

Пермский период (285-230 млн. лет)

Климат пермского периода характеризовался резко выраженной зональностью и возрастающей засушливостью. В целом можно сказать, что он был близок к современному. Для ранней перми, за исключением западного полушария, выделяются тропический, субтропический и умеренный пояса с различным режимом увлажнения. В начале периода продолжалось оледенение, начавшееся в карбоне. Оно было развито на южных материках. Постепенно климат становится очень сухим. Пермь характеризуется наиболее обширными пустынями в истории планеты: пески покрывали даже территорию Сибири.

3. Климат мезозоя

Триасовый период (230-190 млн. лет)

В триасовый период на Земле господствовал равнинный рельеф, который предопределил широкое распространение однотипных климатов на обширных площадях. Климат позднего триаса характеризовался высокими температурами и резко возросшей степенью испаряемости. Для эпохи раннего и среднего триаса трудно провести термическую зональность, так как практически повсеместно распространены показатели только высоких температур. Относительно прохладные условия существовали на крайнем северо-востоке Евразии и на северо-западе Североамериканского континента. Ландшафты суши оставались опустыненными, а растительность произрастала только на обводненных низменностях. Мелкие моря и озёра интенсивно испарялись, из-за чего вода в них стала очень солёной.

Юрский период (190-135 млн. лет)

В течение ранней и средней юры существовала не только термическая зональность, но и зональность, вызванная различием во влажности. В среднеюрскую эпоху существовали тропический, субтропический и умеренный пояса с различным режимом увлажнения. В пределах тропического и экваториального поясов происходило интенсивное химическое выветривание, произрастала теплолюбивая растительность, а в мелководных морях обитала тропическая фауна. В позднеюрскую эпоху по характеру температурного режима выделяются тропические, субтропические и умеренные пояса. Температура для позднеюрской эпохи колебалась в пределах 19-31,5°C. Для позднеюрской эпохи отсутствуют достоверные индикаторы, позволяющие выделить экваториальный пояс. Вероятно, экваториальные условия с сезонным увлажнением существовали в основном в Бразилии и Перу. На Африканском континенте и в Южной Евразии в экваториальной части, вероятно, преобладали пустынные ландшафты.

Меловой период (135-65 млн. лет)

В течение меловой эпохи на Земле существовали экваториальный, обширный тропический, субтропический и умеренный пояса.70 миллионов лет назад Земля охлаждалась. На полюсах сформировались ледяные шапки. Зимы становились суровее. Температура падала местами ниже +4 градусов. Для динозавров мелового периода этот перепад был резким и весьма ощутимым. Такие колебания температуры были вызваны расколом Пангеи, а затем Гондваны и Лавразии. Уровень моря поднялся и опустился. Струйные течения в атмосфере изменились, вследствие чего изменились и течения в океане. В конце мелового периода температура стала резко подниматься. Существует гипотеза, согласно которой причиной этих изменений являлись океаны: вместо того, чтобы поглощать тепло они, возможно, отражали его обратно - в атмосферу. Тем самым они вызвали парниковый эффект.

4. Климатический оптимум

Около 15 тыс. лет назад началось потепление. Ледниковый покров стал уменьшаться и отступать. Вслед за ним перемещались растения, которые постепенно осваивала все новые и новые ареалы. На протяжении климатического оптимума площадь морских полярных льдов в Северном Ледовитом океане значительно уменьшилась. Средняя температура вод в Арктике была на несколько градусов выше, чем в настоящее время. О наличии сравнительно высоких температур в то время свидетельствует существенное расширение ареала обитания некоторых животных. Теплый климат в Европе способствовал перемещению на север многих видов растений. В течение климатического оптимума сильно повысилась граница линии снегов. В горах леса поднялись почти на 400-500 м выше современного уровня. Если температура в период климатического оптимума в средних широтах повсеместно повысилась, то влажность менялась очень неравномерно. Она увеличивалась на севере европейской части России, а южнее 50-х широт она, наоборот, снижалась. В связи с этим ландшафты степей, полупустынь и пустынь располагались севернее современных. В Средней Азии, на Ближнем и Среднем Востоке влажность во время климатического оптимума была намного выше, чем в настоящее время. Теплый и влажный климат всего 10 тыс. лет назад существовал во всех ныне засушливых областях Азии и Африки.

Стоит обратить внимание на историю пустыни Сахара. Примерно 10- 12 тыс. лет назад на юге нынешней Сахары располагались два огромных пресных озера с густой тропической растительностью на берегах, не уступавшие по своим размерам современному Каспийскому морю. Однако благоприятный период климатического оптимума быстро подошел к концу. Все чаще стала появляться засуха, и наконец, под напором песков растительность исчезла, реки и озера высохли.

Следы потепления хорошо сохранились даже в Антарктиде. В частности, это следы водной эрозии, показывающие, что временами лед в Антарктиде оттаивал, и потоки воды размывали талый грунт.

Во время климатического оптимума было не только тепло, но и влажно, особенно в тех районах, которые в настоящее время принято считать засушливыми. Общее потепление привело к смещению к полюсам климатических поясов, изменилась атмосферная циркуляция. На ныне засушливые области выпадало большое количество осадков. Если внимательно изучить на карте поверхность современных пустынь, хорошо заметны сухие русла, по которым ранее протекали реки, и блюдцеобразной формы низины, бывшие в прошлом озерами.

Климат оказывал прямое воздействие на хозяйственную деятельность людей. С началом климатического оптимума наступает один из самых благоприятных этапов в жизни человечества. Для этого периода характерен не только высокий уровень изготовления орудий из камня, но и переход на оседлый образ жизни. Возникновение земледелия и скотоводства было связано не только с изменением климатических условий, но и с неразумной хозяйственной деятельностью. Благоприятный климат способствовал широкому распространению лесов и диких животных. Люди искали, добывали и потребляли в пищу то, что было не сложно достать, что давала природа. Но взамен ничего не создавали. С течением времени количество животных, особенно крупных, стало сокращаться. Людям проще было вместе убить крупное животное, чем долго выслеживать несколько мелких. Кроме того, охотники убивали наиболее сильных и приспособленных животных, а больные и старые доставались хищникам. Тем самым первобытные люди подрывали основу воспроизводства животных.

Неуспешная охота, длительные переходы в поисках животных, количество которых сильно сокращалась, побудили древних людей начать одомашнивать животных. Древнейшими районами одомашнивания были территории нынешней пустыни Сахары, междуречье Тигра и Евфрата, Инда и Ганга. Племена скотоводов в первое время кочевали, чтобы найти пригодные пастбища. Численность скота увеличивалась, стало тяжелее находить открытые участки. Скотоводы, как и земледельцы, стали жечь леса и использовать свободную землю для пастбищ и пашен. Освоение земель в зонах, подверженных климатическим изменениям, приводило к нарушению веками сложившегося равновесия. Изменялся влагооборот и температурный режим Земли. Массовый выпас скота способствовал быстрой деградации почвенного покрова. Уничтоженные леса, саванны и пастбища не восстанавливались. При наступлении засухи в связи с наступающим похолоданием в областях некогда пышных лесов и саванн возникли полупустынные и пустынные ландшафты.

Этот период можно назвать первым экологическим кризисом. В дальнейшем неразумное хозяйствование и вмешательство человека во многие природные процессы не раз приводили к весьма нежелательным результатам, некоторые заканчивались катастрофами.

5. Климат средневековья

Климатический оптимум окончился во II тыс. до н. э. Наступило похолодание, которое продолжалось вплоть до IV в. н. э. После этого на Земле вновь стало теплее. Теплый период продолжался с IV по XIII в., т. е. охватил раннее средневековье.

В Европе растительность средиземноморья уже не смогла преодолеть Альпы. Но все-таки почти на сотню километров к северу переместились границы произрастания теплолюбивой растительности. В Исландии снова стали выращивать зерно. Виноград выращивали на всем южном побережье Балтийского моря и даже в Англии. Самый пик потепления в Исландии пришелся на XI- XII вв. Было тепло везде: в Америке и в Азии. Древние летописи Китая сообщают, что в VII-X вв. в долине Хуанхэ росли мандарины, это означает, что климат этих территорий был субтропическим, а не умеренным, как в настоящее время. В период малого климатического оптимума влажный климат господствовал в Кампучии, Индии, странах Ближнего и Среднего Востока, Египте, Мавритании и странах, расположенных на юге пустыни Сахара.

Развитие человеческого общества, различные события в жизни народов и государств, межгосударственные отношения документально хорошо зафиксированы в Европе. Многие народы населяли этот континент в раннем средневековье, но в качестве примера остановимся на жизни викингов, так как их саги рассказывают много о природных условиях конца I и начала II тыс. Выходцы из Скандинавии, викинги, в России их называли варягами, совершали дальние переходы, захватывали чужие страны и осваивали новые земли. Завоеваниям и переходам викингов способствовало потепление климата. В X в. викинги открыли Гренландию. Своим названием этот остров обязан тем, что в то время он представился викингам в виде безбрежного зеленого ковра. На 25 судах 700 человек со скарбом и скотом переплыли Северную Атлантику и основали в Гренландии несколько крупных поселений. Поселенцы в Гренландии занимались скотоводством и, вероятно, возделывали зерновые. Трудно себе представить, что Гренландия, этот безмолвный и покрытый толстым ледяным панцирем остров, всего тысячу лет назад мог быть цветущим. Однако на самом деле это было так. Викинги пробыли в Гренландии недолго. Под натиском наступающего льда и развивающегося похолодания они вынуждены были покинуть этот огромный остров. Лед хорошо сохранил дома, хозяйственные постройки и предметы утвари викингов, а также следы пребывания скота и даже остатки зерновых.

На небольших деревянных судах, которые обладали прекрасными мореходными качествами, викинги совершали плавание не только в западном направлении и доплывали до берегов Канады, но и плавали далеко на север. Они открыли Шпицберген, неоднократно входили в Белое море и достигали устья Северной Двины. Все это дает основание считать, что в начале II тыс. в Арктике вероятнее всего, многолетний толстый лед отсутствовал. На Шпицбергене недавно обнаружены остатки ископаемой тундровой почвы, имеющей возраст всего 1100 лет. Следовательно, в X-XI вв. и даже раньше на Шпицбергене не только отсутствовал ледниковый покров, но и располагались тундровые и лесотундровые ландшафты.

Причины малого климатического оптимума средневековья:

1.Повышенная солнечная активность

.Редкие извержения вулканов

.Периодические колебания Гольфстрима, связанные с изменением солености океанской воды, которая в свою очередь зависит от изменений объемов ледников

6. Малый ледниковый период

После теплой эпохи наступило новое похолодание, которое получило название малого ледникового периода. Этот период продолжался с XIV до конца XIX в. Малый ледниковый период делится на три фазы.

Первая фаза (XIV-XV века)

Исследователи полагают, что наступление малого ледникового периода было связано с замедлением течения Гольфстрима около 1300 года. В 1310-х годах Западная Европа пережила настоящую экологическую катастрофу. После традиционно тёплого лета 1311 года последовали четыре хмурых и дождливых лета 1312-1315 годов. Сильные дожди и необыкновенно суровые зимы привели к гибели нескольких урожаев и вымерзанию фруктовых садов в Англии, Шотландии, северной Франции и Германии. Зимние заморозки стали поражать даже северную Италию. Прямым следствием первой фазы малого ледникового периода стал массовый голод первой половины XIV века.

Примерно с 1370-х годов температура в Западной Европе стала медленно повышаться, массовый голод и неурожаи прекратились. Однако холодное, дождливое лето было частым явлением на протяжении всего XV века. Зимой часто наблюдались снегопады и заморозки на юге Европы. Относительное потепление началось только в 1440-е годы, и оно сразу привело к подъёму сельского хозяйства. Однако температуры предшествовавшего климатического оптимума восстановлены не были. Для Западной и Центральной Европы снежные зимы стали обычным явлением.

Существенным было влияние малого ледникового периода и на Северную Америку. На восточном побережье Америки было чрезвычайно холодно, в то время как центральные и западные районы территории современных нам США стали настолько сухими, что Средний Запад превратился в регион пыльных бурь; горные леса полностью выгорели.

В Гренландии стали наступать ледники, летнее оттаивание грунтов становилось всё более кратковременным, и к концу века здесь прочно установилась вечная мерзлота. Выросло количество льда в северных морях, и предпринимавшиеся в последующие века попытки достигнуть Гренландии обычно заканчивались неудачей.

Вторая фаза (XVI век)

Вторая фаза ознаменовалась временным повышением температуры. Возможно, это было связано с некоторым ускорением течения Гольфстрима. Другое объяснение «межледниковой» фазы XVI века - максимальная солнечная активность. В Европе вновь было зафиксировано повышение среднегодовых температур, хотя уровень предшествовавшего климатического оптимума достигнут не был. В некоторых летописях даже упоминаются факты «бесснежных зим» середины XVI века. Однако приблизительно с 1560 года температура начала медленно понижаться. По-видимому, это было связано с началом снижения солнечной активности. 19 февраля 1600 года произошло извержение вулкана Уайнапутина, сильнейшее за всю историю Южной Америки. Считается, что это извержение было причиной больших климатических изменений в начале XVII века.

Третья фаза (условно XVII - начало XIX века)

Третья фаза стала наиболее холодным периодом малого ледникового периода. Пониженная активность Гольфстрима совпала по времени с наиболее низким после V в. до н. э. уровнем солнечной активности. После сравнительно тёплого XVI века в Европе резко снизилась среднегодовая температура. Глобальная температура понизилась на 1-2 градуса по Цельсию. На юге Европы часто повторялись суровые и продолжительные зимы, в 1621-1669 годах замерзал пролив Босфор, а зимой 1708-1709 годов у берегов замерзало Адриатическое море. По всей Европе наблюдался всплеск смертности.

Новую волну похолодания Европа пережила в 1740-е годы. В это десятилетие в ведущих столицах Европы - Париже, Петербурге, Вене, Берлине и Лондоне - отмечались регулярные метели и снежные заносы. Во Франции неоднократно наблюдалась снежная пурга. В Швеции и Германии, по свидетельствам современников, сильные метели нередко заметали дороги. Аномальные морозы отмечались в Париже в 1784 году. До конца апреля город находился под устойчивым снежным и ледовым покровом. Температура колебалась от -7 до -10 °C.

Причины малого ледникового периода:

1.Усиление активности вулканов, пепел которых затмевал солнечный свет

.Понижение солнечной активности

.Замедление Гольфстрима

7. Климат ближайшего будущего

Каким же будет климат? Одни считают, что на планете будет похолодание. Конец XIX и XX столетие - это передышка, подобная той, какая была в средние века. После потепления температура вновь понизится и наступит новый ледниковый период. Другие говорят, что температуры будут непрерывно повышаться.

В результате хозяйственной деятельности человека в атмосферу во все возрастающем количестве поступает углекислый газ, создающий тепличный эффект; Окислы азота вступают в химические реакции с озоном, разрушают преграду, благодаря которой существует на Земле не только человечество, но и все живое. Хорошо известно, что озоновый экран препятствует проникновению ультрафиолетового излучения, которое пагубно воздействует на живой организм. Уже сейчас в крупных городах и промышленных центрах повышена тепловая радиация. В ближайшем будущем этот процесс усилится. Тепловые выбросы, в настоящее время оказывающие влияние на погоду, в будущем будут интенсивнее воздействовать на климат.

Установлено, что в земной атмосфере прогрессивно снижается количество углекислого газа. В течение всей геологической истории содержание этого газа в атмосфере довольно сильно менялось. Было время, когда углекислого газа в атмосфере было в 15-20 раз больше, чем в настоящее время. Температура Земли в этот период была довольно высокой. Но стоило количеству углекислоты в атмосфере снизиться, как температуры понижались.

Прогрессивное снижение углекислого газа в атмосфере началось около 30 млн. лет назад и продолжается ныне. Расчеты показывают, что уменьшение атмосферной углекислоты будет происходить и в будущем. В результате снижения количества углекислого газа произойдет новое сильнейшее похолодание, наступит оледенение. Это может случиться через несколько сотен тысяч лет.

Это достаточно пессимистическая картина будущего нашей Земли. Но здесь не учитывается влияние хозяйственной деятельности человечества на климат. А оно настолько велико, что равноценно некоторым природным явлениям. В предстоящие десятилетия основное воздействие на климат будут оказывать, по крайней мере, три фактора: скорость роста выработки различных видов энергетики, главным образом тепловой; увеличение содержания углекислого газа в атмосфере в результате активной хозяйственной деятельности людей; изменение концентрации атмосферного аэрозоля.

В наше столетие естественная убыль атмосферной углекислоты не только была приостановлена в результате хозяйственной деятельности человечества, но в 50-е и 60-е годы начали медленно повышаться концентрации углекислого газа в атмосфере. Это было обусловлено развитием промышленности, резко возросшим количеством сжигаемого топлива, необходимого для выработки тепла и энергии.

Значительное влияние на содержание атмосферной углекислоты и формирование климата оказывают вырубки лесных массивов, продолжающиеся во все возрастающих размерах, как в тропических странах, так и в умеренном поясе. Уменьшение площади лесных массивов приводит к двум весьма нежелательным для человечества последствиям. Во-первых, сокращается процесс переработки углекислого газа и выделение растениями свободного кислорода в атмосферу. Во-вторых, при вырубке лесов, как правило, оголяется земная поверхность, а это приводит к тому, что солнечная радиация отражается сильнее и вместо нагревания и сохранения тепла в приземной части поверхность, наоборот, охлаждается.

Однако при прогнозе климата будущего надо исходить из реально существующих тенденций, вызванных хозяйственной деятельностью человека. Анализ многочисленных материалов по антропогенным факторам, воздействующим на климат, позволил советскому ученому М.И. Будыко еще в начале 70-х годов дать достаточно реалистический прогноз, согласно которому увеличивающаяся концентрация атмосферной углекислоты приведет к повышению средних температур приземной части воздуха к началу XXI в. Этот прогноз в то время был практически единственным, так как многие климатологи считали, что процесс похолодания, начавшийся в 40-е годы нынешнего столетия, будет продолжаться. Время подтвердило правильность прогноза. Еще 25 лет назад содержание углекислого газа в атмосфере составляло 0,029 %, но за прошедшие годы оно увеличилось на 0,004%. Эта, в свою очередь, привело к возрастанию средних глобальных температур почти на 0,5°C.

Каким образом распределятся температуры на земном шаре после повышения? Наибольшие изменения температуры приземной части воздуха будут происходить в современных арктическом и субарктическом поясах в зимний и осенний сезон. В Арктике средняя температура воздуха в зимний сезон возрастет почти на 2,5- 3°C. Такое потепление в области развития морских арктических льдов приведет к их постепенной деградации. Таяние начнется в периферических частях ледникового щита и медленно будет смещаться в центральные районы. Постепенно толщина льда и площадь ледяного покрова будут уменьшаться.

В связи с изменением температурного режима в ближайшие десятилетия должен стать другим и характер водного режима земной поверхности. Глобальное потепление на планете всего на 1° приведет к уменьшению количества осадков в значительной части степной и лесостепной зон умеренного климатического пояса примерно на 10-15 % и к увеличению примерно на такую же величину увлажненной зоны в субтропическом поясе. Причины такого глобального изменения заключаются в существенном изменении атмосферной циркуляции, которая происходит в результате уменьшения разности температур между полюсами и экватором, между океаном и континентами. В период потепления таяние льдов в горах и особенно в полярных областях вызовет повышение уровня Мирового океана. Увеличившаяся площадь зеркала водной поверхности будет оказывать сильное влияние на формирование атмосферных фронтов, облачности, увлажненности и в значительной степени повлияет на рост испаряемости с поверхности морей и океанов.

Предполагается, что в первой четверти XXI в. в тундровой зоне, которая к тому времени полностью исчезнет и заменится таежной, осадки в основном будут выпадать в виде дождей и общая сумма осадков намного превысит современные. Она достигнет величины 500-600 мм в год. Учитывая, что средние летние температуры в современной тундровой зоне повысятся до 15-20°С, а средние зимние - до минус 5-8 °С, эти области перейдут в пояс умеренного климата. Здесь возникнут ландшафты хвойных лесов (таежная область), но не исключена возможность появления зоны смешанных лесов.

При развитии потепления в Северном полушарии расширение географических или ландшафтно-климатических областей будет происходить в северном направлении. Сильно расширятся области равномерного и переменного увлажнения. Что же касается областей с недостаточным увлажнением, то смена температурного режима отразится на миграции областей пустынь и полупустынь. Увеличивающееся увлажнение в тропических и экваториальных областях вызовет постепенно сокращение пустынных и полупустынных ландшафтов. Они будут сокращаться на южных границах. Однако взамен этого произойдет расширение их к северу. Засушливые области как бы будут мигрировать к северу. Предполагается также расширение в пределах умеренного пояса лесостепных и степных областей за счет сокращения зоны широколиственных лесов.

8. Влияние климата на развитие цивилизации

климат ледниковый докембрийский

Хозяйственная деятельность человека во многом зависит от климата и определяется им. На заре развития человеческого общества климат был одним из главных факторов, который определял выбор человеком мест обитания и охоты, мест собирания, а в дальнейшем и выращивание определенных продуктов питания и т.д. Климат оказывал влияние даже на развитие цивилизации. Так, в период потепления исландские поселенцы посылали своих колонистов на запад Гренландии. В результате похолодания колония в Гренландии пришла в упадок, а в дальнейшем усиление холода привело к уничтожению и основных колоний норманнов в Исландии.

Последовательное усиление засухи на территории Ближнего и Среднего Востока, происходившее в 1 тысячелетии до н.э., привело к уничтожению многих крупнейших для своего времени городов и поселений. Многие из них в дальнейшем оказались погребенными под слоем песка наступающих пустынь. Следовательно, изменение климата в ту или иную сторону приводило к весьма серьезным последствиям для развития цивилизаций.

Исторические данные дают огромный материал, свидетельствующий о том, что похолодание или засуха в древности приводили к резкому сокращению сельскохозяйственной продукции и в связи с этим периодически наступали голодные годы.

Согласно многочисленным оценкам климатологов, изменяющийся климат может оказать влияние на производство продовольствия, как в региональном, так и в глобальном масштабе. Так, например, после второй мировой войны урожайность зерновых культур возросла вследствие внедрения новой технологии в обработке почвы, возделывания, правильного внесения необходимого количества удобрений, вывода новых засухоустойчивых и морозоустойчивых сортов и т.д. В последнее десятилетие мировое продовольственное производство росло на 3% в год главным образом за счет ввода новых площадей под сельскохозяйственные угодья. Но вместе с тем прирост продовольственного производства, происходивший в течение 60-х годов 20 в., резко снизился в начале 70-х годов и главным образом в 1972 г. в результате неблагоприятного влияния климатических аномалий.

Большое влияние оказывает климат на распределение водных и энергетических ресурсов. Не вызывает сомнения тот факт, что колебания климата выражаются и в изменении циркуляции атмосферы, общего количества атмосферных осадков, режима выпадения осадков и общего количества речного стока. Несмотря на то, что системы водоснабжения и водохранилища спроектированы с определенными запасами, учитывающими погодные изменения в связи с возможными изменениями режима выпадения атмосферных осадков в будущем, в регионах, расположенных в засушливом климате, могут возникнуть большие проблемы с водоснабжением населенных пунктов и промышленных объектов.

В определенной мере изменения климата, как в сторону похолодания, так и потепления в будущем внесут свои коррективы в выработку и потребление энергии. Невозобновляемость топливных ресурсов и неуклонное их сокращение с течением времени создают дополнительные проблемы, которые особенно рельефно выражаются при наступлении похолоданий.

Несмотря на столь очевидную зависимость хозяйственной деятельности человека от климата, технические средства, уровень развития науки и особенно рост технических возможностей в обозримом будущем могут сильно изменить характер воздействия климатических изменений.

Заключение

Рассматривая процесс формирования и развития климата Земли с исторической стороны, можно прийти к выводу о том, что в течение последних 600 млн. лет климат неоднократно с определенной периодичностью менялся. В соответствии с климатическими колебаниями происходило изменение природных условий, менялся состав атмосферы, развивалась органическая жизнь, расширялись ареалы обитания растений и животных. С течением времени возникали новые типы климата и неизвестные раннее ландшафтно-климатические условия.

Многочисленные исследования климатологов разных стран свидетельствуют о том, что хозяйственная деятельность человека, связанная с сжиганием ископаемого топлива во все возрастающем количестве, а также сокращение лесных массивов в конечном счете приведут к изменению химического состава атмосферы. Можно ожидать, что в ближайшие десятилетия концентрация углекислого газа в атмосфере возрастет до полутора, а в первой четверти 21 века - почти в 2 раза по сравнению с современной эпохой. Для надежного прогнозирования, и, главное, для определения генерального направления хозяйственной деятельности человека в ближайшие десятилетия необходимо правильно представить себе не только характер или тенденцию изменения температуры, но и дать объективную характеристику ожидаемых изменений в природных условиях. Этому неоценимую помощь оказывает определение времени существования аналогичных климатических условий в геологическом прошлом и сопоставлении природных условий с предполагаемым в будущем.

Список первоисточников

1. Ясаманов Н.А. Занимательная климатология. 1989.

Ясаманов Н.А. Древние климаты Земли. 1985

Википедия - свободная энциклопедия. http://ru.wikipedia.org/wiki/Малый_ледниковый_период

Http://www.fio.vrn.ru/2004/7/index.htm

BBC «Климатические войны» (документальный фильм) 2008

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ»

Институт управления финансами и налогового администрирования

Кафедра управления инновациями в реальном секторе экономике

По дисциплине «ЕНОИТ»

На тему: Климат Земли в прошлом, настоящем, будущем. Его влияние на развитие цивилизации

Работу выполнила:

Разгуляева Арина Николаевна

Менеджмент 1-1, 1 курс

Москва, 2014

ВВЕДЕНИЕ

КЛИМАТ ДОКЕМБРИЯ

КЛИМАТ ПАЛЕОЗОЯ

КЛИМАТ МЕЗОЗОЯ

КЛИМАТИЧЕСКИЙ ОПТИМУМ

КЛИМАТ СРЕДНЕВЕКОВЬЯ

МАЛЫЙ ЛЕДНИКОВЫЙ ПЕРИОД

КЛИМАТ БЛИЖАЙШЕГО БУДУЩЕГО

ВЛИЯНИЕ КЛИМАТА НА РАЗВИТИЕ ЦИВИЛИЗАЦИИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ПЕРВОИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность

В последнее десятилетие проблема изучения древних климатов приобрела особое значение в связи с возможностью их использования для уточнения прогнозирования климата ближайшего и отдаленного будущего. Особая важность проблемы будущего климата планеты определяется тем, что хозяйственная деятельность человека всецело зависит от климатических условий. Но в последние годы в результате хозяйственной деятельности людей возможны крупные изменения климата. Непреднамеренное глобальное загрязнение окружающей среды продуктами сжигания топлива, происходящее в региональном и глобальном масштабе, мелиоративные и ирригационные работы, строительство гидроэлектростанций и водохранилищ, уничтожение лесов на огромных площадях и т.д. могут вызвать климатические изменения, по своему характеру и размерам сходные с глобальными естественными изменениями климата, происходившими в геологическом прошлом.

Цель работы

Показать:

.Изменения климата Земли в течение её развития

.Взаимосвязь климата прошлого, настоящего и будущего

.Влияние климата на развитие цивилизации

1. Климат докембрия

Когда же возник климат на Земле? Термин "климат" был введен древнегреческим астрономом Гиппрахом из Никеи во 2 веке до нашей эры. По современным представлениям климат возник после того, как недра Земли стали разогреваться, и в них стали образовываться глубинные «реки», несущие тепло. В это время сквозь расплавленные участки земной коры на ее поверхность стали поступать различные соединения газа. Так образовывалась первая атмосфера. Она состояла из смеси углекислого газа, аммиака, азота, водяного пара, водорода, соединений серы и паров сильных кислот. Абсолютное преобладание в ней углекислого газа и большое содержание водяного пара способствовали тому, что такая атмосфера легко пропускала солнечный свет. В результате, это привело к сильному повышению температур, которые могли достигать порядка 500°C. К примеру, аналогичные температуры характерны для поверхности Венеры.

В дальнейшем в результате постепенного уменьшения количества углекислого газа, аммиака и водяного пара в атмосфере и появлением других газов так называемый парниковый эффект начал спадать. Температуры на Земле стали понижаться. Это, в свою очередь, способствовало конденсации паров воды. Возникла гидросфера. С её образованием начался новый этап развития органических веществ. Вода - та первая среда, в которой родилась и развивалась жизнь.

Первые микроскопические организмы появились более 3,8 млрд. лет назад. Это время было довольно неуютным для живых существ. Плотная атмосфера без кислорода, постоянно раскалывающаяся сильнейшими землетрясениями поверхность планеты, огромные потоки глубинного расплавленного вещества и постоянно выделяющиеся из недр газы. В воде не было условий, для развития организмов того времени. Вода постоянно была в кипящем состоянии. В такой среде могли существовать немногие микроскопические организмы.

Со временем внутренняя активность планеты затихала. Все меньше и меньше из глубин выделялось аммиака и углекислого газа, то, что попадало в атмосферу, использовалось на процессы окисления и использовалось микроскопическими организмами на образование кремнистых и карбонатных горных пород. Возможно, в связи с этим и началось снижение температуры на Земле. По геологическим масштабам оно произошло очень стремительно, и уже 2,5-2,6 млрд. лет назад, настолько сильно похолодало, что на земной поверхности началось первое оледенение.

Изучая возникшие в тот период напластования горных пород, геологи не раз замечали присутствие в них образований, похожих на современные морены. Это были хорошо отполированные валуны и скопления галек очень твердых пород с многочисленными штриховками и шрамами, которые могли быть оставлены только острыми краями горных пород, впаянных в лед. Все это свидетельствовало о ледниковой природе рельефа и горных пород, но в то же время противоречило существовавшему мнению о господстве в то далекое время высоких температур и очень теплого климата. Тщательное изучение следов оледенения в докембрийскую эпоху привело к тому, что были найдены неопровержимые доказательства существования в глубокой древности обширных ледниковых покровных оледенений.

В докембрии по развитию древних моренных отложений и связанных с ними образованиями выделяется существование следующих эпох оледенения. Наиболее древнее оледенение произошло 2500-2600 млн. лет назад, и носит название Гуронского. Морены этих лет известны в Европе, Южной Азии, Северной Америке и Западной Австралии.

Следы оледенения с возрастом около 950 млн. лет обнаружены в Гренландии, Норвегии и на острове Шпицберген. Около 750 млн. лет назад в Австралии, Китае, на эго-западе Африки и в Скандинавии произошло Стуртианское оледенение. Наиболее сильно выражено Варангианское оледенение, которое произошло 660-680 млн. лет назад. Данные ледниковые породы найдены в Северной Америке, Гренландии, на Шпицбергене, британских островах, в Скандинавии, во Франции, Китае, Австралии, Африке, Южной Америке и на Северо-востоке России.

Низкие температуры держались довольно длительный период. Затем температуры на земной поверхности повысились, льды растаяли, уровень Мирового океана повысился, и снова наступила благоприятная пора для расцвета микроскопических организмов и сине-зеленых водорослей.

2. Климат палеозоя

Палеозой начался колоссальным разливом морей, последовавшим за появлением обширных частей суши в позднем протерозое. Большинство геологов полагают, что в ту эпоху существовал единый огромный континентальный блок, называемый Пангея (в переводе с греческого - «вся земля»), который был со всех сторон окружен мировым океаном. Позднее этот единый континент распался на части.

Кембрийский период (570-490 млн. лет назад)

О климате Кембрийского периода имеются весьма скудные и отрывочные сведения. После развития покровного оледенения на многих континентах (Южная Америка, Африка, Австралия, Северная Европа) в начале кембрия наступило значительное потепление. Практически на всех континентах создавались тропические условия. Свидетельством этого является наличие богатого теплолюбивого комплекса морской фауны. Тропические побережья материков окаймляли гигантские рифы из строматолитов, во многом напоминавшие коралловые рифы современных тропических вод. Предполагается, что для морей Сибири в раннем кембрии температура воды не опускалась ниже 25° С.

Ордовикский период (490-440 млн. лет назад)

В течение ордовикского периода климат претерпел существенные изменения. На протяжении периода массивы суши смещались все дальше и дальше к югу. Старые ледниковые покровы кембрия растаяли, и уровень моря повысился. Большая часть суши была сосредоточена в теплых широтах. Анализ климатических условий этого периода позволяет считать, что в среднем и позднем ордовике наступило значительное похолодание, охватившее многие материки.

Силурийский период (440-400 млн. лет назад)

В самом начале силурийского периода на континентах продолжали господствовать сравнительно прохладные условия. Для этого времени известны небольшой мощности ледниковые образования в Боливии, на севере Аргентины и на востоке Бразилии. Не исключено, что ледники могла покрывать и некоторые районы Сахары. Гондвана надвинулась на Южный полюс. Массивы суши, образующие Северную Америку и Гренландию, сближались. В конечном итоге они столкнулись, образовав гигантский сверхматерик Лавразию. Это был период бурной вулканической активности и интенсивного горообразования. Похолодание в начале раннего силура сравнительно быстро сменилось потеплением, которое сопровождалось постепенной миграцией к полюсам субтропического климата. Если на северо-востоке Бразилии в начале раннего силура встречаются толщи морен, то позднее среди этих отложений начинают преобладать продукты выветривания, характерные для теплого климата. Потепление привело к возникновению в высоких и средних широтах климата, близкого к субтропическому.

Девонский период (400-350 млн. лет)

Ученые считают, что поскольку в девонский период на материках были широко представлены теплолюбивые виды организмов и осадочных образований, то колебания температурного режима вряд ли выходили за пределы тропического климата. Девонский период был временем величайших катаклизмов на нашей планете. Европа, Северная Америка и Гренландия столкнулись между собой, образовав огромный северный сверхматерик Лавразию. При этом с океанского дна были вытолкнуты кверху огромные массивы осадочных пород, сформировавшие громадные горные системы на востоке Северной Америки и на западе Европы. Эрозия поднимающихся горных хребтов привела к образованию большого количества гальки и песка. Из них сформировались обширные отложения красного песчаника. Реки выносили в моря горы осадков. Образовались обширные болотистые дельты, что создавало идеальные условия для животных, осмелившихся сделать первые, столь важные шаги из воды на сушу. К концу периода уровень моря понизился. Климат со временем потеплел и стал более резким, с чередованием периодов ливневых дождей и жесткой засухи. Обширные районы материков стали безводными.

Каменноугольный период (350-285 млн. лет)

В раннем карбоне на планете господствовал влажный тропический климат. Об этом свидетельствует широкое распространение карбонатных отложений, теплолюбивый тип морской фауны. Влажные тропические условия характерны для значительной части континентов как северного, так и южного полушария. В среднем и особенно позднем карбоне отчетливо проявляется климатическая зональность. Одной из характерных особенностей этого времени является значительное похолодание и появление в южном полушарии крупных ледниковых покровов, что в свою очередь привело к резкому сокращению субтропического и тропического поясов и общему понижению температуры. Даже в экваториальном поясе средние температуры в позднем карбоне понизились на 3-5°C. Также вместе с похолоданием в ряде областей появились признаки иссушения климата.

Пермский период (285-230 млн. лет)

Климат пермского периода характеризовался резко выраженной зональностью и возрастающей засушливостью. В целом можно сказать, что он был близок к современному. Для ранней перми, за исключением западного полушария, выделяются тропический, субтропический и умеренный пояса с различным режимом увлажнения. В начале периода продолжалось оледенение, начавшееся в карбоне. Оно было развито на южных материках. Постепенно климат становится очень сухим. Пермь характеризуется наиболее обширными пустынями в истории планеты: пески покрывали даже территорию Сибири.

3. Климат мезозоя

Триасовый период (230-190 млн. лет)

В триасовый период на Земле господствовал равнинный рельеф, который предопределил широкое распространение однотипных климатов на обширных площадях. Климат позднего триаса характеризовался высокими температурами и резко возросшей степенью испаряемости. Для эпохи раннего и среднего триаса трудно провести термическую зональность, так как практически повсеместно распространены показатели только высоких температур. Относительно прохладные условия существовали на крайнем северо-востоке Евразии и на северо-западе Североамериканского континента. Ландшафты суши оставались опустыненными, а растительность произрастала только на обводненных низменностях. Мелкие моря и озёра интенсивно испарялись, из-за чего вода в них стала очень солёной.

Юрский период (190-135 млн. лет)

В течение ранней и средней юры существовала не только термическая зональность, но и зональность, вызванная различием во влажности. В среднеюрскую эпоху существовали тропический, субтропический и умеренный пояса с различным режимом увлажнения. В пределах тропического и экваториального поясов происходило интенсивное химическое выветривание, произрастала теплолюбивая растительность, а в мелководных морях обитала тропическая фауна. В позднеюрскую эпоху по характеру температурного режима выделяются тропические, субтропические и умеренные пояса. Температура для позднеюрской эпохи колебалась в пределах 19-31,5°C. Для позднеюрской эпохи отсутствуют достоверные индикаторы, позволяющие выделить экваториальный пояс. Вероятно, экваториальные условия с сезонным увлажнением существовали в основном в Бразилии и Перу. На Африканском континенте и в Южной Евразии в экваториальной части, вероятно, преобладали пустынные ландшафты.

Меловой период (135-65 млн. лет)

В течение меловой эпохи на Земле существовали экваториальный, обширный тропический, субтропический и умеренный пояса.70 миллионов лет назад Земля охлаждалась. На полюсах сформировались ледяные шапки. Зимы становились суровее. Температура падала местами ниже +4 градусов. Для динозавров мелового периода этот перепад был резким и весьма ощутимым. Такие колебания температуры были вызваны расколом Пангеи, а затем Гондваны и Лавразии. Уровень моря поднялся и опустился. Струйные течения в атмосфере изменились, вследствие чего изменились и течения в океане. В конце мелового периода температура стала резко подниматься. Существует гипотеза, согласно которой причиной этих изменений являлись океаны: вместо того, чтобы поглощать тепло они, возможно, отражали его обратно - в атмосферу. Тем самым они вызвали парниковый эффект.

4. Климатический оптимум

Около 15 тыс. лет назад началось потепление. Ледниковый покров стал уменьшаться и отступать. Вслед за ним перемещались растения, которые постепенно осваивала все новые и новые ареалы. На протяжении климатического оптимума площадь морских полярных льдов в Северном Ледовитом океане значительно уменьшилась. Средняя температура вод в Арктике была на несколько градусов выше, чем в настоящее время. О наличии сравнительно высоких температур в то время свидетельствует существенное расширение ареала обитания некоторых животных. Теплый климат в Европе способствовал перемещению на север многих видов растений. В течение климатического оптимума сильно повысилась граница линии снегов. В горах леса поднялись почти на 400-500 м выше современного уровня. Если температура в период климатического оптимума в средних широтах повсеместно повысилась, то влажность менялась очень неравномерно. Она увеличивалась на севере европейской части России, а южнее 50-х широт она, наоборот, снижалась. В связи с этим ландшафты степей, полупустынь и пустынь располагались севернее современных. В Средней Азии, на Ближнем и Среднем Востоке влажность во время климатического оптимума была намного выше, чем в настоящее время. Теплый и влажный климат всего 10 тыс. лет назад существовал во всех ныне засушливых областях Азии и Африки.

Стоит обратить внимание на историю пустыни Сахара. Примерно 10- 12 тыс. лет назад на юге нынешней Сахары располагались два огромных пресных озера с густой тропической растительностью на берегах, не уступавшие по своим размерам современному Каспийскому морю. Однако благоприятный период климатического оптимума быстро подошел к концу. Все чаще стала появляться засуха, и наконец, под напором песков растительность исчезла, реки и озера высохли.

Следы потепления хорошо сохранились даже в Антарктиде. В частности, это следы водной эрозии, показывающие, что временами лед в Антарктиде оттаивал, и потоки воды размывали талый грунт.

Во время климатического оптимума было не только тепло, но и влажно, особенно в тех районах, которые в настоящее время принято считать засушливыми. Общее потепление привело к смещению к полюсам климатических поясов, изменилась атмосферная циркуляция. На ныне засушливые области выпадало большое количество осадков. Если внимательно изучить на карте поверхность современных пустынь, хорошо заметны сухие русла, по которым ранее протекали реки, и блюдцеобразной формы низины, бывшие в прошлом озерами.

Климат оказывал прямое воздействие на хозяйственную деятельность людей. С началом климатического оптимума наступает один из самых благоприятных этапов в жизни человечества. Для этого периода характерен не только высокий уровень изготовления орудий из камня, но и переход на оседлый образ жизни. Возникновение земледелия и скотоводства было связано не только с изменением климатических условий, но и с неразумной хозяйственной деятельностью. Благоприятный климат способствовал широкому распространению лесов и диких животных. Люди искали, добывали и потребляли в пищу то, что было не сложно достать, что давала природа. Но взамен ничего не создавали. С течением времени количество животных, особенно крупных, стало сокращаться. Людям проще было вместе убить крупное животное, чем долго выслеживать несколько мелких. Кроме того, охотники убивали наиболее сильных и приспособленных животных, а больные и старые доставались хищникам. Тем самым первобытные люди подрывали основу воспроизводства животных.

Неуспешная охота, длительные переходы в поисках животных, количество которых сильно сокращалась, побудили древних людей начать одомашнивать животных. Древнейшими районами одомашнивания были территории нынешней пустыни Сахары, междуречье Тигра и Евфрата, Инда и Ганга. Племена скотоводов в первое время кочевали, чтобы найти пригодные пастбища. Численность скота увеличивалась, стало тяжелее находить открытые участки. Скотоводы, как и земледельцы, стали жечь леса и использовать свободную землю для пастбищ и пашен. Освоение земель в зонах, подверженных климатическим изменениям, приводило к нарушению веками сложившегося равновесия. Изменялся влагооборот и температурный режим Земли. Массовый выпас скота способствовал быстрой деградации почвенного покрова. Уничтоженные леса, саванны и пастбища не восстанавливались. При наступлении засухи в связи с наступающим похолоданием в областях некогда пышных лесов и саванн возникли полупустынные и пустынные ландшафты.

По сохранившимся эрозионным отметкам в речных долинах установлено, что полноводность Нила, Тигра, Евфрата, Инда, Ганга и других рек в прошлом довольно сильно изменялась. Почти на 3 м опустился после климатического оптимума уровень Мирового океана. В условиях засушливости людям необходимо было развивать орошаемое земледелие. Сохранились сложные ирригационные сооружения, созданные руками древнего человека. Развитие поливного земледелия не помогло, а только отдалило полное истощение почвы. Под напором наступающих песков перестали существовать многие древние поселения.

Этот период можно назвать первым экологическим кризисом. В дальнейшем неразумное хозяйствование и вмешательство человека во многие природные процессы не раз приводили к весьма нежелательным результатам, некоторые заканчивались катастрофами.

5. Климат средневековья

Климатический оптимум окончился во II тыс. до н. э. Наступило похолодание, которое продолжалось вплоть до IV в. н. э. После этого на Земле вновь стало теплее. Теплый период продолжался с IV по XIII в., т. е. охватил раннее средневековье.

В Европе растительность средиземноморья уже не смогла преодолеть Альпы. Но все-таки почти на сотню километров к северу переместились границы произрастания теплолюбивой растительности. В Исландии снова стали выращивать зерно. Виноград выращивали на всем южном побережье Балтийского моря и даже в Англии. Самый пик потепления в Исландии пришелся на XI- XII вв. Было тепло везде: в Америке и в Азии. Древние летописи Китая сообщают, что в VII-X вв. в долине Хуанхэ росли мандарины, это означает, что климат этих территорий был субтропическим, а не умеренным, как в настоящее время. В период малого климатического оптимума влажный климат господствовал в Кампучии, Индии, странах Ближнего и Среднего Востока, Египте, Мавритании и странах, расположенных на юге пустыни Сахара.

Развитие человеческого общества, различные события в жизни народов и государств, межгосударственные отношения документально хорошо зафиксированы в Европе. Многие народы населяли этот континент в раннем средневековье, но в качестве примера остановимся на жизни викингов, так как их саги рассказывают много о природных условиях конца I и начала II тыс. Выходцы из Скандинавии, викинги, в России их называли варягами, совершали дальние переходы, захватывали чужие страны и осваивали новые земли. Завоеваниям и переходам викингов способствовало потепление климата. В X в. викинги открыли Гренландию. Своим названием этот остров обязан тем, что в то время он представился викингам в виде безбрежного зеленого ковра. На 25 судах 700 человек со скарбом и скотом переплыли Северную Атлантику и основали в Гренландии несколько крупных поселений. Поселенцы в Гренландии занимались скотоводством и, вероятно, возделывали зерновые. Трудно себе представить, что Гренландия, этот безмолвный и покрытый толстым ледяным панцирем остров, всего тысячу лет назад мог быть цветущим. Однако на самом деле это было так. Викинги пробыли в Гренландии недолго. Под натиском наступающего льда и развивающегося похолодания они вынуждены были покинуть этот огромный остров. Лед хорошо сохранил дома, хозяйственные постройки и предметы утвари викингов, а также следы пребывания скота и даже остатки зерновых.

На небольших деревянных судах, которые обладали прекрасными мореходными качествами, викинги совершали плавание не только в западном направлении и доплывали до берегов Канады, но и плавали далеко на север. Они открыли Шпицберген, неоднократно входили в Белое море и достигали устья Северной Двины. Все это дает основание считать, что в начале II тыс. в Арктике вероятнее всего, многолетний толстый лед отсутствовал. На Шпицбергене недавно обнаружены остатки ископаемой тундровой почвы, имеющей возраст всего 1100 лет. Следовательно, в X-XI вв. и даже раньше на Шпицбергене не только отсутствовал ледниковый покров, но и располагались тундровые и лесотундровые ландшафты.

Причины малого климатического оптимума средневековья:

1.Повышенная солнечная активность

.Редкие извержения вулканов

.Периодические колебания Гольфстрима, связанные с изменением солености океанской воды, которая в свою очередь зависит от изменений объемов ледников

6. Малый ледниковый период

После теплой эпохи наступило новое похолодание, которое получило название малого ледникового периода. Этот период продолжался с XIV до конца XIX в. Малый ледниковый период делится на три фазы.

Первая фаза (XIV-XV века)

Исследователи полагают, что наступление малого ледникового периода было связано с замедлением течения Гольфстрима около 1300 года. В 1310-х годах Западная Европа пережила настоящую экологическую катастрофу. После традиционно тёплого лета 1311 года последовали четыре хмурых и дождливых лета 1312-1315 годов. Сильные дожди и необыкновенно суровые зимы привели к гибели нескольких урожаев и вымерзанию фруктовых садов в Англии, Шотландии, северной Франции и Германии. Зимние заморозки стали поражать даже северную Италию. Прямым следствием первой фазы малого ледникового периода стал массовый голод первой половины XIV века.

Примерно с 1370-х годов температура в Западной Европе стала медленно повышаться, массовый голод и неурожаи прекратились. Однако холодное, дождливое лето было частым явлением на протяжении всего XV века. Зимой часто наблюдались снегопады и заморозки на юге Европы. Относительное потепление началось только в 1440-е годы, и оно сразу привело к подъёму сельского хозяйства. Однако температуры предшествовавшего климатического оптимума восстановлены не были. Для Западной и Центральной Европы снежные зимы стали обычным явлением.

Существенным было влияние малого ледникового периода и на Северную Америку. На восточном побережье Америки было чрезвычайно холодно, в то время как центральные и западные районы территории современных нам США стали настолько сухими, что Средний Запад превратился в регион пыльных бурь; горные леса полностью выгорели.

В Гренландии стали наступать ледники, летнее оттаивание грунтов становилось всё более кратковременным, и к концу века здесь прочно установилась вечная мерзлота. Выросло количество льда в северных морях, и предпринимавшиеся в последующие века попытки достигнуть Гренландии обычно заканчивались неудачей.

Вторая фаза (XVI век)

Вторая фаза ознаменовалась временным повышением температуры. Возможно, это было связано с некоторым ускорением течения Гольфстрима. Другое объяснение «межледниковой» фазы XVI века - максимальная солнечная активность. В Европе вновь было зафиксировано повышение среднегодовых температур, хотя уровень предшествовавшего климатического оптимума достигнут не был. В некоторых летописях даже упоминаются факты «бесснежных зим» середины XVI века. Однако приблизительно с 1560 года температура начала медленно понижаться. По-видимому, это было связано с началом снижения солнечной активности. 19 февраля 1600 года произошло извержение вулкана Уайнапутина, сильнейшее за всю историю Южной Америки. Считается, что это извержение было причиной больших климатических изменений в начале XVII века.

Третья фаза (условно XVII - начало XIX века)

Третья фаза стала наиболее холодным периодом малого ледникового периода. Пониженная активность Гольфстрима совпала по времени с наиболее низким после V в. до н. э. уровнем солнечной активности. После сравнительно тёплого XVI века в Европе резко снизилась среднегодовая температура. Глобальная температура понизилась на 1-2 градуса по Цельсию. На юге Европы часто повторялись суровые и продолжительные зимы, в 1621-1669 годах замерзал пролив Босфор, а зимой 1708-1709 годов у берегов замерзало Адриатическое море. По всей Европе наблюдался всплеск смертности.

Новую волну похолодания Европа пережила в 1740-е годы. В это десятилетие в ведущих столицах Европы - Париже, Петербурге, Вене, Берлине и Лондоне - отмечались регулярные метели и снежные заносы. Во Франции неоднократно наблюдалась снежная пурга. В Швеции и Германии, по свидетельствам современников, сильные метели нередко заметали дороги. Аномальные морозы отмечались в Париже в 1784 году. До конца апреля город находился под устойчивым снежным и ледовым покровом. Температура колебалась от -7 до -10 °C.

Причины малого ледникового периода:

1.Усиление активности вулканов, пепел которых затмевал солнечный свет

.Понижение солнечной активности

.Замедление Гольфстрима

7. Климат ближайшего будущего

Каким же будет климат? Одни считают, что на планете будет похолодание. Конец XIX и XX столетие - это передышка, подобная той, какая была в средние века. После потепления температура вновь понизится и наступит новый ледниковый период. Другие говорят, что температуры будут непрерывно повышаться.

В результате хозяйственной деятельности человека в атмосферу во все возрастающем количестве поступает углекислый газ, создающий тепличный эффект; Окислы азота вступают в химические реакции с озоном, разрушают преграду, благодаря которой существует на Земле не только человечество, но и все живое. Хорошо известно, что озоновый экран препятствует проникновению ультрафиолетового излучения, которое пагубно воздействует на живой организм. Уже сейчас в крупных городах и промышленных центрах повышена тепловая радиация. В ближайшем будущем этот процесс усилится. Тепловые выбросы, в настоящее время оказывающие влияние на погоду, в будущем будут интенсивнее воздействовать на климат.

Установлено, что в земной атмосфере прогрессивно снижается количество углекислого газа. В течение всей геологической истории содержание этого газа в атмосфере довольно сильно менялось. Было время, когда углекислого газа в атмосфере было в 15-20 раз больше, чем в настоящее время. Температура Земли в этот период была довольно высокой. Но стоило количеству углекислоты в атмосфере снизиться, как температуры понижались.

Прогрессивное снижение углекислого газа в атмосфере началось около 30 млн. лет назад и продолжается ныне. Расчеты показывают, что уменьшение атмосферной углекислоты будет происходить и в будущем. В результате снижения количества углекислого газа произойдет новое сильнейшее похолодание, наступит оледенение. Это может случиться через несколько сотен тысяч лет.

Это достаточно пессимистическая картина будущего нашей Земли. Но здесь не учитывается влияние хозяйственной деятельности человечества на климат. А оно настолько велико, что равноценно некоторым природным явлениям. В предстоящие десятилетия основное воздействие на климат будут оказывать, по крайней мере, три фактора: скорость роста выработки различных видов энергетики, главным образом тепловой; увеличение содержания углекислого газа в атмосфере в результате активной хозяйственной деятельности людей; изменение концентрации атмосферного аэрозоля.

В наше столетие естественная убыль атмосферной углекислоты не только была приостановлена в результате хозяйственной деятельности человечества, но в 50-е и 60-е годы начали медленно повышаться концентрации углекислого газа в атмосфере. Это было обусловлено развитием промышленности, резко возросшим количеством сжигаемого топлива, необходимого для выработки тепла и энергии.

Значительное влияние на содержание атмосферной углекислоты и формирование климата оказывают вырубки лесных массивов, продолжающиеся во все возрастающих размерах, как в тропических странах, так и в умеренном поясе. Уменьшение площади лесных массивов приводит к двум весьма нежелательным для человечества последствиям. Во-первых, сокращается процесс переработки углекислого газа и выделение растениями свободного кислорода в атмосферу. Во-вторых, при вырубке лесов, как правило, оголяется земная поверхность, а это приводит к тому, что солнечная радиация отражается сильнее и вместо нагревания и сохранения тепла в приземной части поверхность, наоборот, охлаждается.

Однако при прогнозе климата будущего надо исходить из реально существующих тенденций, вызванных хозяйственной деятельностью человека. Анализ многочисленных материалов по антропогенным факторам, воздействующим на климат, позволил советскому ученому М.И. Будыко еще в начале 70-х годов дать достаточно реалистический прогноз, согласно которому увеличивающаяся концентрация атмосферной углекислоты приведет к повышению средних температур приземной части воздуха к началу XXI в. Этот прогноз в то время был практически единственным, так как многие климатологи считали, что процесс похолодания, начавшийся в 40-е годы нынешнего столетия, будет продолжаться. Время подтвердило правильность прогноза. Еще 25 лет назад содержание углекислого газа в атмосфере составляло 0,029 %, но за прошедшие годы оно увеличилось на 0,004%. Эта, в свою очередь, привело к возрастанию средних глобальных температур почти на 0,5°C.

Каким образом распределятся температуры на земном шаре после повышения? Наибольшие изменения температуры приземной части воздуха будут происходить в современных арктическом и субарктическом поясах в зимний и осенний сезон. В Арктике средняя температура воздуха в зимний сезон возрастет почти на 2,5- 3°C. Такое потепление в области развития морских арктических льдов приведет к их постепенной деградации. Таяние начнется в периферических частях ледникового щита и медленно будет смещаться в центральные районы. Постепенно толщина льда и площадь ледяного покрова будут уменьшаться.

В связи с изменением температурного режима в ближайшие десятилетия должен стать другим и характер водного режима земной поверхности. Глобальное потепление на планете всего на 1° приведет к уменьшению количества осадков в значительной части степной и лесостепной зон умеренного климатического пояса примерно на 10-15 % и к увеличению примерно на такую же величину увлажненной зоны в субтропическом поясе. Причины такого глобального изменения заключаются в существенном изменении атмосферной циркуляции, которая происходит в результате уменьшения разности температур между полюсами и экватором, между океаном и континентами. В период потепления таяние льдов в горах и особенно в полярных областях вызовет повышение уровня Мирового океана. Увеличившаяся площадь зеркала водной поверхности будет оказывать сильное влияние на формирование атмосферных фронтов, облачности, увлажненности и в значительной степени повлияет на рост испаряемости с поверхности морей и океанов.

Предполагается, что в первой четверти XXI в. в тундровой зоне, которая к тому времени полностью исчезнет и заменится таежной, осадки в основном будут выпадать в виде дождей и общая сумма осадков намного превысит современные. Она достигнет величины 500-600 мм в год. Учитывая, что средние летние температуры в современной тундровой зоне повысятся до 15-20°С, а средние зимние - до минус 5-8 °С, эти области перейдут в пояс умеренного климата. Здесь возникнут ландшафты хвойных лесов (таежная область), но не исключена возможность появления зоны смешанных лесов.

При развитии потепления в Северном полушарии расширение географических или ландшафтно-климатических областей будет происходить в северном направлении. Сильно расширятся области равномерного и переменного увлажнения. Что же касается областей с недостаточным увлажнением, то смена температурного режима отразится на миграции областей пустынь и полупустынь. Увеличивающееся увлажнение в тропических и экваториальных областях вызовет постепенно сокращение пустынных и полупустынных ландшафтов. Они будут сокращаться на южных границах. Однако взамен этого произойдет расширение их к северу. Засушливые области как бы будут мигрировать к северу. Предполагается также расширение в пределах умеренного пояса лесостепных и степных областей за счет сокращения зоны широколиственных лесов.

8. Влияние климата на развитие цивилизации

климат ледниковый докембрийский

Хозяйственная деятельность человека во многом зависит от климата и определяется им. На заре развития человеческого общества климат был одним из главных факторов, который определял выбор человеком мест обитания и охоты, мест собирания, а в дальнейшем и выращивание определенных продуктов питания и т.д. Климат оказывал влияние даже на развитие цивилизации. Так, в период потепления исландские поселенцы посылали своих колонистов на запад Гренландии. В результате похолодания колония в Гренландии пришла в упадок, а в дальнейшем усиление холода привело к уничтожению и основных колоний норманнов в Исландии.

Последовательное усиление засухи на территории Ближнего и Среднего Востока, происходившее в 1 тысячелетии до н.э., привело к уничтожению многих крупнейших для своего времени городов и поселений. Многие из них в дальнейшем оказались погребенными под слоем песка наступающих пустынь. Следовательно, изменение климата в ту или иную сторону приводило к весьма серьезным последствиям для развития цивилизаций.

Исторические данные дают огромный материал, свидетельствующий о том, что похолодание или засуха в древности приводили к резкому сокращению сельскохозяйственной продукции и в связи с этим периодически наступали голодные годы.

Согласно многочисленным оценкам климатологов, изменяющийся климат может оказать влияние на производство продовольствия, как в региональном, так и в глобальном масштабе. Так, например, после второй мировой войны урожайность зерновых культур возросла вследствие внедрения новой технологии в обработке почвы, возделывания, правильного внесения необходимого количества удобрений, вывода новых засухоустойчивых и морозоустойчивых сортов и т.д. В последнее десятилетие мировое продовольственное производство росло на 3% в год главным образом за счет ввода новых площадей под сельскохозяйственные угодья. Но вместе с тем прирост продовольственного производства, происходивший в течение 60-х годов 20 в., резко снизился в начале 70-х годов и главным образом в 1972 г. в результате неблагоприятного влияния климатических аномалий.

Большое влияние оказывает климат на распределение водных и энергетических ресурсов. Не вызывает сомнения тот факт, что колебания климата выражаются и в изменении циркуляции атмосферы, общего количества атмосферных осадков, режима выпадения осадков и общего количества речного стока. Несмотря на то, что системы водоснабжения и водохранилища спроектированы с определенными запасами, учитывающими погодные изменения в связи с возможными изменениями режима выпадения атмосферных осадков в будущем, в регионах, расположенных в засушливом климате, могут возникнуть большие проблемы с водоснабжением населенных пунктов и промышленных объектов.

В определенной мере изменения климата, как в сторону похолодания, так и потепления в будущем внесут свои коррективы в выработку и потребление энергии. Невозобновляемость топливных ресурсов и неуклонное их сокращение с течением времени создают дополнительные проблемы, которые особенно рельефно выражаются при наступлении похолоданий.

Несмотря на столь очевидную зависимость хозяйственной деятельности человека от климата, технические средства, уровень развития науки и особенно рост технических возможностей в обозримом будущем могут сильно изменить характер воздействия климатических изменений.

Заключение

Рассматривая процесс формирования и развития климата Земли с исторической стороны, можно прийти к выводу о том, что в течение последних 600 млн. лет климат неоднократно с определенной периодичностью менялся. В соответствии с климатическими колебаниями происходило изменение природных условий, менялся состав атмосферы, развивалась органическая жизнь, расширялись ареалы обитания растений и животных. С течением времени возникали новые типы климата и неизвестные раннее ландшафтно-климатические условия.

Многочисленные исследования климатологов разных стран свидетельствуют о том, что хозяйственная деятельность человека, связанная с сжиганием ископаемого топлива во все возрастающем количестве, а также сокращение лесных массивов в конечном счете приведут к изменению химического состава атмосферы. Можно ожидать, что в ближайшие десятилетия концентрация углекислого газа в атмосфере возрастет до полутора, а в первой четверти 21 века - почти в 2 раза по сравнению с современной эпохой. Для надежного прогнозирования, и, главное, для определения генерального направления хозяйственной деятельности человека в ближайшие десятилетия необходимо правильно представить себе не только характер или тенденцию изменения температуры, но и дать объективную характеристику ожидаемых изменений в природных условиях. Этому неоценимую помощь оказывает определение времени существования аналогичных климатических условий в геологическом прошлом и сопоставлении природных условий с предполагаемым в будущем.

Список первоисточников

1. Ясаманов Н.А. Занимательная климатология. 1989.

Ясаманов Н.А. Древние климаты Земли. 1985

Википедия - свободная энциклопедия. http://ru.wikipedia.org/wiki/Малый_ледниковый_период

Http://www.fio.vrn.ru/2004/7/index.htm

BBC «Климатические войны» (документальный фильм) 2008

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.