Klimats un cilvēks

Vai Zemes klimats mainās? Šis jautājums jau sen uztrauc ne tikai zinātniekus. Kā rāda meteoroloģiskie novērojumi, kopš deviņpadsmitā gadsimta beigām vidējā gaisa temperatūra visos ziemeļu puslodes platuma grādos ir pieaugusi. Sasilšana sasniedza maksimumu divdesmitā gadsimta trīsdesmito gadu beigās, kad vidējā gaisa temperatūra bija par 0,6 grādiem augstāka nekā deviņpadsmitā gadsimta beigās. Tad sākās saaukstēšanās. Līdz XX gadsimta sešdesmito gadu vidum gaisa temperatūra pazeminājās par aptuveni 0,3-0,4 grādiem.

Šādas izmaiņas var šķist nenozīmīgas. Bet tiem ir liela praktiska nozīme, jo īpaši Arktikā. Turklāt šeit tie bija vairākas reizes lielāki nekā vidēji visā puslodē. Un vislielākās sasilšanas laikā, piemēram, polārā jūras ledus platība saruka par 10 procentiem, kas ievērojami uzlaboja polārās navigācijas apstākļus.

Gaisa temperatūras svārstībām bija vēl lielāka ietekme uz mitruma apriti atmosfērā un nokrišņu daudzumu. Temperatūra lielos platuma grādos mainījās vairāk nekā zemos platumos, un, sasilstot, tā starpība pie ekvatora un pola samazinās, un, nokrītot temperatūrai, tā palielinās.

Atmosfēra dažos aspektos ir līdzīga siltuma dzinējiem, kurus darbina temperatūras atšķirības. Ar aukstajiem snapiem gaisa masu kustības intensitāte, īpaši mērenā platuma zonā, palielinās. Ūdens tvaiku pārnese no okeāniem uz kontinentiem un attiecīgi nokrišņu daudzums palielinās. No otras puses, sasilšana palielina sausuma biežumu daudzos Eiropas, Āzijas un Ziemeļamerikas reģionos.

Šo izmaiņu cēloņus pēta zinātne par klimatoloģiju. Piemēram, tika konstatēts, ka atmosfēras caurspīdīgums saules starojumam, kas silda zemes virsmu, nav nemainīgs. To būtiski ietekmē vismazāko šķidruma un cieto daļiņu masas izmaiņas gaisā - atmosfēras aerosols. Šīs daļiņas īpaši ilgi kavējas stratosfēras lejasdaļā, 15-25 kilometru augstumā, kur tās galvenokārt sastāv no mazām sērskābes pilieniņām.

Pilieni rodas pašā atmosfērā no sēra dioksīda, kas izdalās dažādu procesu laikā uz zemes virsmas. Stratosfērā tas mijiedarbojas ar ozonu un ūdens tvaikiem, kas tur atrodas, pārvēršoties sērskābē. Tā kā viens no svarīgākajiem sēra dioksīda avotiem ir vulkāna izvirdumi, augstas vulkāniskās aktivitātes periodos atmosfēras caurspīdīgums samazinās un iestājas dzesēšana. Mūsu gadsimta divdesmitajos un trīsdesmitajos gados nebija lielu vulkāna izvirdumu, kas izraisīja ievērojamu atmosfēras caurspīdīguma palielināšanos un klimata sasilšanu.

Ir pamats uzskatīt, ka pēdējās desmitgadēs klimats sāka mainīties cilvēku ekonomiskās darbības rezultātā. Ir trīs zināmi cilvēku ietekmes uz klimatu veidi. Pirmais ir siltums no izmantotās enerģijas, ieskaitot ogles, naftu un kodolenerģiju. Tiesa, šī apkure joprojām ir maza un planētai vidēji ir aptuveni 0,01 grāds. Tomēr lielajās pilsētās tas var sasniegt vairākus grādus.

Otrs veids ir palielināt oglekļa dioksīda koncentrāciju dažādu veidu degvielas sadegšanas rezultātā. Oglekļa dioksīds būtiski ietekmē siltumnīcas efektu atmosfērā: tas labi pārraida saules starojumu uz zemi, bet ievērojami aizkavē ilgviļņu termisko starojumu, kas atstāj zemes virsmu. Oglekļa dioksīda daudzuma palielināšanās izraisa gaisa temperatūras paaugstināšanos zemes virsmas tuvumā.

Kādreiz, ļoti sen, oglekļa dioksīda koncentrācija atmosfērā bija daudz augstāka nekā šodien (tagad tā satur aptuveni 0,03 procentus) un sasniedza vairākas desmitdaļas procentus.Tad arī augu produktivitāte bija lielāka, fotosintēzes procesā radās vairāk organisko vielu. Arī gaisa temperatūra bija manāmi augstāka, īpaši lielos platuma grādos.

Oglekļa dioksīda daudzums atmosfērā sāka samazināties pirms desmitiem miljonu gadu, taču pēdējos pāris miljonos gados šis process ir paātrinājies. Attiecīgi kļuva arvien vēsāks. Rezultāts ir pastāvīgu ledus kārtu veidošanās pie stabiem.

Cilvēka ekonomiskās darbības ietekmē ar lielu ātrumu tiek atjaunots senais atmosfēras sastāvs, kas bagātināts ar oglekļa dioksīdu. Pēdējo desmit gadu laikā tā skaits ir pieaudzis par vairākiem procentiem no kopējās masas. Šī gadsimta beigās tam bija jāpalielina par 15-20 procentiem salīdzinājumā ar 1970. gadu. Aprēķini rāda, ka pēdējās desmitgadēs oglekļa dioksīda koncentrācijas pieaugumam vajadzēja paaugstināt vidējo gaisa temperatūru par vairākām grāda desmitdaļām. Bet šajā laikā tas nevis cēlās, bet krita. Acīmredzot citi faktori būtiski ietekmēja klimatu. Kāda veida?

Kopš trīsdesmito gadu beigām un vēl nesen atmosfēras aerosola palielināšanās dēļ atmosfēras caurspīdīgums saules siltuma starojumam ir samazinājies. Tie ir vulkāniskās un cilvēku saimnieciskās darbības rezultāti - gaisa piesārņojums ar cietām un šķidrajām daļiņām ne tikai pilsētās, bet arī plašās teritorijās.

Kāds būs nākotnes klimats? Daudzi zinātnieki mēģina izvirzīt savas hipotēzes. Pagājušā gadsimta sešdesmitajos gados tika ierosinātas vairāk nekā divdesmit prognozes par klimata pārmaiņām, un autori parasti uzskatīja, ka agrāk notikušais atdzišana turpināsies arī turpmāk. Ir ierosināts, ka šī atdzišana salīdzinoši drīz var izraisīt "mazo ledus laikmetu", tas ir, strauju klimatisko apstākļu pasliktināšanos mērenās un augstās platuma valstīs, kur lauksaimniecība ir īpaši jutīga pret temperatūras kritumu. Tomēr pieejamie dati liecināja, ka dzesēšanas process jau ir beidzies, un tas būtu jāaizstāj ar sasilšanu, kas daudzos ziemeļu puslodes mērenās platuma apgabalos palielinās sausuma biežumu. Viņi arī parādīja, ka pēc perioda, kad vidējā temperatūra tika pazemināta līdz minimumam XX gadsimta sešdesmito gadu vidū, tās izaugsme sākās, paātrinoties sešdesmito gadu beigās - septiņdesmito gadu sākumā. Pēdējo desmit gadu laikā tas ir pieaudzis par 0,3 grādiem, un mūsu puslodes augstajos platuma grādos - aptuveni par vienu grādu.

Tik strauja sasilšana pagājušajā gadsimtā tika novērota tikai vienu reizi - attiecīgi divdesmito gadu sākumā, palielinoties atmosfēras caurspīdīgumam. Ar pašreizējo sasilšanu atmosfēras caurspīdīgums paliek zem normas. Tāpēc galvenais iemesls tam bija oglekļa dioksīda koncentrācijas palielināšanās.

Oglekļa dioksīda masas pieauguma temps visu laiku pieaug, un tāpēc tā ietekme uz klimatu kļūst arvien nozīmīgāka. Līdz sešdesmito gadu vidum tā iedarbību kompensēja atmosfēras aerosola palielināšanās. Bet šis pieaugums ir apstājies, un ir sākusies strauja sasilšana. Un tas jau kļūst arvien pamanāmāks.

Kādas klimatiskās izmaiņas mūs sagaida?

Tā kā oglekļa dioksīda masa pieaug arvien straujāk, visticamāk, turpinās sasilšana. Dažu gadu desmitu laikā tas var izraisīt polārā jūras ledus kušanas pieaugumu, kas būtiski mainīs dabiskos apstākļus ne tikai lielos platuma grādos, bet arī planētas lielākajā daļā.

Notiekošo atmosfēras senā sastāva atjaunošanas procesu var uzskatīt par biosfēras "atjaunošanos". Mēs runājam par dabisko apstākļu atjaunošanu ar siltu klimatu visos platuma grādos, par augu produktivitātes pieaugumu, kas var atbalstīt daudz lielāku dzīvo organismu masu.

Ja šis process noritētu lēni, to varētu uzskatīt par izdevīgu cilvēcei. Bet tā ātrums rada vairākas problēmas, kuras var būt grūti atrisināt.Tomēr ir pamats cerēt, ka laika gaitā klimata regulēšanas jautājumi tiks labāk izpētīti, tas kļūs mums pakļautāks.

M. Budiko

Līdzīgas publikācijas

Un par laika apstākļiem

Alfabētiskās pilsētas un laika apstākļi

Citronu lietus pīrāgs