Suhu global. Penyebab pemanasan global. Pemanasan global

Pemanasan global

Pemanasan global adalah proses peningkatan bertahap rata-rata suhu tahunan atmosfer bumi dan samudra dunia. Planet kita sedang memanas dan ini menimbulkan efek bencana pada lapisan es di bumi. Suhu naik, es mulai mencair, laut mulai naik. Di seluruh dunia, permukaan laut naik 2 kali lebih cepat dari 150 tahun yang lalu. Pada tahun 2005, 315 km3 es dari Greenland dan Antartika mencair ke laut, sebagai perbandingan, kota Moskow menggunakan 6 km3 air per tahun - ini pencairan global. Pada tahun 2001, para ilmuwan memperkirakan bahwa pada akhir abad ini, permukaan laut akan naik 0,9 meter. Kenaikan permukaan air ini cukup untuk mempengaruhi lebih dari 100 juta orang di seluruh dunia, tetapi sekarang banyak ahli khawatir bahwa prediksi mereka mungkin salah.

Penyebab pemanasan global

Sistem iklim berubah baik sebagai hasil dari proses internal alami maupun sebagai respons terhadap pengaruh eksternal, sedangkan data geologi dan paleontologi menunjukkan adanya siklus iklim jangka panjang yang berbentuk glasiasi. Namun, penyebab perubahan iklim tersebut masih belum diketahui, di antara pengaruh eksternal utama: perubahan orbit bumi (siklus Milankovitch), aktivitas matahari (termasuk perubahan konstanta matahari), emisi vulkanik, dan efek rumah kaca. Menurut pengamatan iklim langsung (perubahan suhu selama dua ratus tahun terakhir), suhu rata-rata di Bumi telah meningkat, tetapi alasan peningkatan tersebut tetap menjadi bahan perdebatan, tetapi salah satu yang paling banyak dibahas adalah efek rumah kaca.

Hasil dari dua proyek skala besar untuk mempelajari penyebab pemanasan global sangat sensasional. Penulis studi telah membuktikan bahwa kontribusi manusia terhadap total volume emisi karbon dioksida adalah baik jika 10%. Industri dan pertanian di seluruh dunia terus meningkatkan pelepasan karbon dioksida ke atmosfer, yang bertindak seperti film di rumah kaca dan mencegah panas berlebih larut ke luar angkasa. Dan pembuangan jutaan mobil, produksi logam dan konstruksi

bahan disertai dengan pelepasan karbon dioksida dan gas rumah kaca lainnya.

Peningkatan penyerapan infra merah dimulai bersamaan dengan revolusi industri abad ke-18 dan berlanjut hingga hari ini. Selama 250 tahun terakhir, 1.100 miliar ton karbon dioksida telah dilepaskan ke atmosfer, dan setengah dari jumlah ini terjadi dalam 35 tahun terakhir. Pada era pra industri konsentrasinya setara dengan 280 bagian per juta, pada tahun 1960 mencapai 315 bagian per juta, dan pada tahun 2005 menjadi 380 bagian per juta. Sekarang ini tumbuh lebih cepat, sekitar dua poin setahun. Menurut studi paleoklimatik, planet kita tidak mengalami tingkat akumulasi karbon dioksida di atmosfer selama setidaknya 650 ribu tahun.

Emisi gas rumah kaca

Efek rumah kaca ditemukan oleh Joseph Fourier pada tahun 1824 dan pertama kali diselidiki secara kuantitatif oleh Svante Arrhenius pada tahun 1896. Ini adalah proses di mana penyerapan dan emisi radiasi inframerah oleh gas atmosfer menyebabkan pemanasan atmosfer dan permukaan planet. Di Bumi, gas rumah kaca utama adalah uap air, karbon dioksida (CO2), metana (CH4) dan ozon. Konsentrasi CO2 dan CH4 di atmosfer telah meningkat masing-masing sebesar 31% dan 149%, dibandingkan dengan dimulainya revolusi industri di pertengahan abad ke-18. Tingkat konsentrasi seperti itu telah dicapai untuk pertama kalinya dalam 650 ribu tahun terakhir, suatu periode di mana data yang dapat dipercaya diperoleh dari sampel es kutub. Sekitar setengah dari semua gas rumah kaca yang dipancarkan oleh manusia tetap berada di atmosfer. Sekitar tiga perempat dari seluruh emisi gas rumah kaca dalam 20 tahun terakhir disebabkan oleh penggunaan minyak, gas alam, dan batu bara. Sebagian besar emisi yang tersisa disebabkan oleh perubahan lanskap, terutama deforestasi. Teori ini juga didukung oleh fakta bahwa pemanasan yang diamati lebih signifikan: 1. di musim dingin daripada di musim panas; 2. pada malam hari dibandingkan pada siang hari; 3. di lintang tinggi daripada di lintang menengah dan rendah. Ini juga merupakan fakta bahwa pemanasan cepat lapisan troposfer terjadi dengan latar belakang pendinginan lapisan stratosfer yang tidak terlalu cepat.

Yasamanov N.A., profesor, wakil. Kepala Departemen Ekologi dan Ilmu Bumi, Universitas Dubna

Iklim memainkan peran utama, baik dalam kehidupan individu maupun dalam pembentukan, perkembangan, dan penghancuran seluruh peradaban manusia. Kesejahteraan masyarakat, kesehatan manusia, situasi epidemiologi, produktivitas, keadaan ekonomi, kecepatan dan jenis konstruksi, pekerjaan dan keadaan jalur transportasi dan transportasi, dan banyak lagi bergantung padanya. Sesuai dengan kondisi iklim, material dan sumber keuangan masyarakat, kehidupan spiritual dan budaya masing-masing kelompok etnis ditentukan dan dikembangkan. Iklim berdampak langsung pada peralatan teknis, ilmu pengetahuan dan potensi ekonomi peradaban modern. Peran iklim dalam kecepatan dan arah dampak lingkungan lanskap dari berbagai proses alam sangat besar. Oleh karena itu, perhatian orang-orang biasa, ilmuwan dan politisi diberikan padanya. Perhatian terhadap iklim mulai terlihat secara khusus setelah kecenderungan peningkatan suhu permukaan yang cukup signifikan terjadi pada paruh kedua abad ke-20, dan dalam hal ini, prakiraan iklim dibuat untuk beberapa dekade mendatang.

Modern pemanasan global

Pada akhir 60-an dan awal 70-an abad ke-20, ahli iklim menarik perhatian pada tren yang ada menuju peningkatan suhu global rata-rata lapisan udara permukaan. Hal ini terungkap sebagai hasil dari analisis multipel dan serbaguna dari pengamatan langsung dari akhir abad ke-19. Analisis suhu rata-rata selama lebih dari satu abad interval waktu pengamatan menunjukkan bahwa tidak ada peningkatan suhu yang mulus, tetapi transisi seperti lompatan dengan algoritme ke peningkatan. Tetapi dengan latar belakang pertumbuhan umum, tahun-tahun penurunan suhu yang signifikan dicatat, ketika, setelah perlambatan tertentu, pertumbuhan mereka yang lebih cepat diamati lagi. Pada tahun-tahun yang sama, terlihat bahwa peningkatan suhu dikaitkan dengan efek rumah kaca di atmosfer dan ini disebabkan oleh adanya karbondioksida di dalamnya. Selain itu, banyak peneliti mulai menganggap keberadaan karbon dioksida di atmosfer tidak hanya sebagai yang terdepan, tetapi sebagai faktor dominan dalam peningkatan suhu. Diketahui bahwa, selain karbon dioksida, efek rumah kaca dari atmosfer disediakan oleh uap air, metana, ozon, argon, freon, dll. Namun, bagiannya, selain uap air, dalam efek rumah kaca tidak demikian. besar. Oleh karena itu, ketika membuat landasan teori untuk pemanasan global modern, mereka mulai mengabaikan keberadaan gas rumah kaca lainnya di atmosfer dan mulai hanya memperhitungkan nilai konsentrasi karbon dioksida dalam perhitungan matematis. Selain itu, di masa lalu geologis, peningkatan atau penurunan rezim suhu hingga permulaan suhu subtropis di kutub atau munculnya lapisan es benua yang luas, sebagai suatu peraturan, disertai dengan perubahan konsentrasi karbon dioksida yang terbukti secara geologis. di atmosfer. Konsentrasi tinggi karbondioksida, misalnya, di era Mesozoikum, berhubungan dengan suhu udara permukaan yang tinggi dan, sebaliknya, ketika glasiasi selimut berkembang, misalnya, pada akhir zaman Karbon, konsentrasi karbondioksida di suasananya bahkan jauh lebih rendah daripada suasana modern. Namun, diyakini bahwa di masa lalu geologis, laju pertumbuhan karbon dioksida di atmosfer jauh lebih rendah daripada saat ini, dan sumbernya adalah proses geodinamik (tektonik) yang sangat lambat yang terjadi di interior bumi.

Menurut pendapat mayoritas mutlak ahli iklim, satu-satunya sumber karbon dioksida atmosfer di era modern adalah emisi antropogenik, karena selama letusan gunung berapi di darat, tidak banyak gas rumah kaca yang masuk ke atmosfer seperti aerosol dan abu vulkanik ringan, yang secara signifikan mengurangi transparansi atmosfer. Luasnya yang luar biasa dan banyaknya studi di bidang pemanasan global modern, yang dilakukan sejak paruh kedua abad kedua puluh, mengarah pada fakta bahwa semacam tanda kesetaraan diletakkan antara pemanasan modern dan emisi karbon dioksida antropogenik. Berbicara tentang penyebab pemanasan global modern, mereka langsung mengasumsikan faktor antropogenik. Dan ini untuk semua, terlepas dari kenyataan bahwa rumusan masalah sumber karbon dioksida atmosfer bertentangan dengan sejumlah faktor fisik dan geologi. Di antara banyak kesalahan perhitungan dari inkonsistensi yang mencolok, setidaknya ada dua. Inkonsistensi pertama adalah tidak mungkin membayangkan pendakian ke bagian atas atmosfer dan difusi karbondioksida, jauh lebih berat daripada udara. Mereka mencoba menjelaskan kontradiksi ini dengan kemungkinan pencampuran cepat karena mobilitas massa udara yang tinggi, terutama selama pergerakan front atmosfer. Perbedaan kedua terungkap saat menganalisis jalannya perubahan rezim suhu dan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer untuk periode mana pun dalam abad terakhir. Pada grafik perubahan suhu dan konsentrasi karbon dioksida atmosfer, periode tahunan, kemudian dialokasikan periodisitas dua-tiga tahun. Selain itu, frekuensi ini saling bergantung dan konsisten. Tetapi mereka mencoba untuk mengabaikannya dan berlalu dalam diam. Namun ini tidak hanya penting, tetapi juga mengandung petunjuk ke sumber karbon dioksida di atmosfer. Jika kita memperhitungkan kebenaran dari sumber antropogenik karbondioksida, maka kita harus berasumsi bahwa sumber ini harus bertindak terus-menerus dan tidak pernah melambat, melainkan terus bertambah cepat. Memang, setiap tahun produksi industri berkembang di dunia, dan pada saat yang sama, kebutuhan untuk membakar bahan bakar mineral dalam volume yang semakin besar terus meningkat dan proses ini tidak pernah melambat atau berhenti. Periode pelepasan karbondioksida ke atmosfer, yang dicatat melalui pengamatan langsung, menyiratkan aksi sumber alam.

Sumber alam global seperti itu kemungkinan besar adalah vulkanisme laut, yang hanya sedikit diketahui pada tahun 60-an dan 70-an abad ke-20, dan lanskap daratan tertentu. Namun, dalam kasus ini, kita tidak dapat berbicara banyak tentang emisi langsung karbondioksida dari permukaan bumi ke atmosfer, yang tidak mungkin terjadi karena kepadatannya yang tinggi, melainkan tentang gas rumah kaca lainnya - metana, yang konsentrasinya ada di atmosfer. , seperti karbon dioksida, terus berkembang. Meskipun metana, menurut para peneliti dari NASA, memiliki efek retensi panas 20 kali lipat dibandingkan dengan karbon dioksida, perannya dalam pemanasan global modern bukanlah partisipasi langsung dalam efek rumah kaca, melainkan metana yang merupakan sumber langsung karbon dioksida di atmosfer. Ketika metana dilepaskan ke atmosfer, ia bereaksi dengan oksigen dan molekul hidrogen. Dan reaksi ini sangat kuat di troposfer atas dan stratosfer bawah. Metana tidak hanya menghancurkan sebagian ozon, tetapi juga, setelah bereaksi dengan oksigen dan hidrogen, menciptakan kembali karbon dioksida dan uap air, yaitu gas dengan efek rumah kaca tertinggi. Jika yang pertama, karena kepadatannya yang tinggi, perlahan turun ke troposfer, sehingga meningkatkan konsentrasi di dalamnya, maka uap air didistribusikan kembali di bagian atas troposfer, menciptakan awan nacreous, yang, selain peran rumah kaca mereka, juga mengubah transparansi atmosfer dan dengan demikian mengatur aliran panas matahari ke permukaan bumi.

Setelah itu, penting untuk menjawab pertanyaan di mana dan bagaimana volume besar metana yang dapat mengubah suhu permukaan dapat memasuki atmosfer. Telah diketahui dengan baik bahwa penghasil utama metana di permukaan bumi adalah sistem rawa-rawa dan lanskap tundra, di mana, dalam kondisi kekurangan oksigen, bahan organik terurai dan gas "rawa" tercipta. Penghasil metana serupa adalah bentang alam bakau tropis, yang umum ditemukan di dataran rendah pesisir di kedua sisi khatulistiwa, serta di daerah di mana terdapat endapan mineral padat, cair, dan gas yang mudah terbakar.

Beberapa tahun yang lalu, sumber metana baru dan terkuat ditemukan, yang terletak di dasar Samudra Dunia. Dalam batas-batasnya, terdapat sistem global pegunungan tengah samudra, yang total panjangnya 60.000 km. Melalui patahan pada bagian aksial pegunungan ini, yang disebut keretakan, material mantel muncul ke permukaan dasar laut dengan periode tertentu, yang berubah ketika bersentuhan dengan air laut. Selama proses hidrasi, metana diproduksi. Gas ringan ini dengan cepat mencapai permukaan laut dan dilepaskan ke atmosfer. Namun, diketahui bahwa selama letusan bawah air, selain metana, karbondioksida dan berbagai material vulkanik tipis juga dilepaskan. Jika karbon dioksida larut dengan baik di perairan dasar yang dingin dan kemudian dikonsumsi dalam proses metabolisme organisme air, maka material vulkanik tipis mengendap di dasar laut di lereng gunung berapi bawah laut dan pegunungan di tengah laut. Fenomena vulkanik di Lautan Dunia juga terjadi di daerah yang disebut subduksi, di daerah tumbukan lempeng litosfer samudera, dan di lokasi busur pulau. Aliran metana di bagian Samudra Dunia ini hanya diatur oleh kondisi dan bagaimana letusan gunung berapi terjadi. Jika mereka berada di bawah air, maka sebagian besar metana yang dikeluarkan, dan selama letusan tanah, seperti, misalnya, terjadi di busur pulau Aleutian, Hawaii, Komandan dan pulau lainnya atau di Kamchatka, sejumlah kecil gas vulkanik diemisikan ke atmosfer, tetapi banyak dan bahan piroklastik. Kehadiran jangka panjang yang terakhir di atmosfer menyebabkan penurunan transparansi atmosfer dan menyebabkan penurunan rezim suhu. Dengan demikian, fenomena vulkanik secara periodik dan jenis serta lokasi letusan bawah air menyebabkan frekuensi metana memasuki atmosfer dan mengatur perubahan suhu dan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer. Dengan kata lain, dominasi fenomena penyebaran (perluasan kerak bumi) yang terjadi di daerah pengembangan pegunungan tengah laut atau daerah subduksi (tempat pertemuan lempeng litosfer), yang ditetapkan oleh busur pulau dan tabrakan dengan Sifat yang sesuai dari letusan gunung berapi bawah laut atau terestrial, terkadang menyebabkan pelepasan metana ke atmosfer, itu adalah abu vulkanik, tetapi terkadang proses vulkanisme bawah air, seperti di permukaan bumi, memudar, mis. ada penghentian sementara proses global ini. Dalam kasus terakhir, atmosfer bumi dalam hubungannya dengan rezim suhu karena bagian sebelumnya dari metana dan karbon dioksida mulai bertindak sebagai "mesin panas" inersia biasa.

Sehubungan dengan pergeseran tertentu dalam penekanan pada asal mula pemanasan global modern, penting untuk mempertimbangkan konsekuensi iklim.

Halaman-halaman masa lalu

Di Rusia, untuk waktu yang lama, gagasan bahwa musim panas itu panas dan badai petir, musim gugur itu keemasan dan hujan, musim dingin itu dingin dan badai salju, dan musim semi yang bersahabat, telah mengakar sejak lama. Kami tahu betul bahwa banyak tanda cuaca terkenal semakin sedikit dikonfirmasi, tetapi kami selalu tanpa sadar mendengarkannya. Tanda cuaca dan iklim memiliki sejarah yang panjang. Seluruh generasi rekan kami dengan cermat mengamati cuaca, mengumpulkan bahan-bahan yang relevan dan membuat kalender atau arloji dengan bantuan yang mereka coba untuk menebak musim yang akan datang tahun ini. Ini hanya bisa dilakukan jika sistem iklim stabil dan beroperasi dengan lancar. Semakin stabil iklimnya, semakin lama ia akan memberikan pengembangan biosfer yang berkelanjutan dan menciptakan kondisi yang paling nyaman bagi keberadaan manusia. Stabilitas iklim memastikan prakiraan cuaca yang benar dan valid.

Stabilitas iklim seperti apa yang dapat kita bicarakan jika kita mengamati bahwa hanya dalam beberapa tahun terakhir sesuatu yang luar biasa telah terjadi pada cuaca. Tiba-tiba, sama sekali tidak terduga, Mei 1999 yang luar biasa dinginnya datang, atau setelah hanya enam bulan, November yang sangat dingin dengan 15-20 derajat es datang ke bagian Eropa Rusia. Dingin dan bersalju yang tidak terduga pada Mei 2001 dan musim gugur yang panjang dan dingin pada tahun 2000 dan 2001 juga tidak dapat diprediksi. Dan pada saat yang sama, dengan latar belakang mata air dingin dan musim gugur, musim dingin tahun 2000, 2001 dan 2002 dengan sedikit salju dengan pencairan yang sering dan panjang tampak sangat aneh.

Di depan mata kita, tanggal kalender musim semakin sering bergeser. Dan tidak hanya di Rusia. Dalam beberapa dekade terakhir, Eropa telah mengalami invasi hujan salju yang belum pernah terjadi sebelumnya, kemudian di tengah musim dingin hujan lebat dan hujan turun di atasnya, lalu tiba-tiba, di bawah pengaruh arus udara hangat, pencairan salju yang cepat dimulai, sungai-sungai muncul dari bank, wilayah yang luas ditutupi dengan air yang mencair. Banjir tidak hanya menyebabkan kerusakan material yang besar, tetapi juga menimbulkan korban jiwa. Dan pada saat yang sama, di belahan bumi barat, panas tak tertahankan melanda Amerika Serikat dan Meksiko setiap musim panas, disertai badai petir dan tornado yang kuat. Cuaca sepertinya sangat ganas. Tapi di benua yang berbeda, itu mengamuk dengan caranya sendiri. Masing-masing dari kita, menyaksikan "kejenakaan" cuaca, tanpa sadar bertanya pada dirinya sendiri dan orang-orang di sekitarnya yang kebingungan. Dari mana datangnya kemarahan alam? Siapa yang harus disalahkan untuk ini? Mengapa ini terjadi? Tetapi semua anomali cuaca harus disalahkan untuk iklim modern. Melainkan, pelanggaran-pelanggaran yang membuat sistem iklim tidak seimbang dan tidak seimbang. Dan ini terkait langsung dengan pemanasan global.

Dalam sejarah iklim bumi, perubahan dan bencana cuaca seperti itu sama sekali tidak unik. Peristiwa cuaca yang lebih luar biasa telah terjadi di masa lalu. Dilihat dari kronik dan kronik lama, di era kerajaan Mesir Kuno, Sungai Nil malah membeku. Dari waktu ke waktu, Laut Hitam sebagian tertutup lapisan es. Gunung es dan masing-masing lapisan es mengapung di Laut Hitam dan bahkan Laut Mediterania. Bosphorus sering kali membeku, sehingga orang bisa menyeberangi es. Dan ini terjadi selama apa yang disebut Zaman Es Kecil, yaitu periode dari X1Y hingga akhir abad XIX. Pada saat yang sama, pemukiman Viking di Greenland musnah. Pulau besar ini ditemukan oleh bangsa Viking, namun tidak bercanda atau ironisnya menyebutnya dengan Pulau Hijau. Pada awal abad ke-1, gletser di Greenland hanya terletak di bagian paling tengah pegunungan. Kebun dan padang rumput tumbuh di dekat pantai. Bangsa Viking berhasil hidup di pulau ini selama lebih dari 300 tahun. Mereka menanam tanaman biji-bijian dan terlibat dalam pembibitan ternak. Tapi ada perubahan iklim lainnya. Di pulau ini, mulai dari paruh kedua abad XY, lapisan es mulai tumbuh dengan cepat, ketebalannya saat ini melebihi 2 km. Greenland sendiri sudah lama sekali, hampir sampai kuartal pertama abad ke-19, terhalang oleh lautan es. Pada tahun yang sama Islandia mengalami blokade es. Sejak akhir abad ke-19, wilayah Atlantik Utara ini tidak lagi membeku. Hanya dari waktu ke waktu, gunung es besar melayang di sepanjang mereka, memisahkan diri dari lapisan es Greenland. Selama Zaman Es Kecil, mis. pada akhir Abad Pertengahan dan hingga akhir abad ke-19, Laut Baltik secara berkala membeku, saluran-saluran di Belanda tertutup es, Sungai Danube, Rhine, Elbe, dan sungai-sungai lain di Eropa sebagian membeku.

Selama tahun-tahun ini, embun beku yang sangat parah menyiksa Rusia, dan tidak hanya di musim dingin. Terkadang hal yang tidak dapat dijelaskan terjadi. Jadi pada awal abad XUP di Rusia pada musim panas salju turun. Pembekuan musim panas ini terjadi pada bulan Juli dan di awal Agustus. Little Ice Age memiliki dampak yang sangat sulit pertanian Eropa dan Rusia. Ratusan desa hancur dan lenyap. Hasil panen menurun tajam. Ada banyak ternak yang hilang dan sebagai akibat dari semua ini terjadilah kelaparan. Dan bersamaan dengan bencana cuaca, bencana alam berkecamuk.

Akibat pemanasan global, ketika terjadi perubahan dari satu keadaan iklim ke iklim lainnya, hubungan yang sebelumnya stabil antara sistem pembentuk iklim mulai berubah, dan terutama antara atmosfer dan hidrosfer, yang, seperti yang Anda ketahui, terus menerus bertukar. energi dan materi. Ketidakstabilan ini sering terjadi secara berurutan dari peristiwa cuaca ekstrem yang hampir tidak dapat diprediksi, yang kami sebut bencana alam. Ini termasuk badai dan topan, tornado (tornado) dan angin topan, kekeringan, angin kering, hujan salju dan embun beku, hujan es, hujan lebat dan hujan yang berkepanjangan. Mereka, pada gilirannya, menyebabkan banjir, lumpur dan tanah longsor, lubang runtuhan, dll. Tidak mungkin terbiasa dengan fenomena alam. Mereka menyebabkan kerusakan material yang luar biasa dan menyebabkan korban jiwa yang besar di antara penduduk, dan pada saat yang sama terjadi lebih sering dan menjadi lebih hebat. Selain itu, mereka menjadi semakin sulit untuk diprediksi, tetapi merekalah yang melaporkan dan memperbaiki gangguan dalam pekerjaan mesin iklim, yang menandakan perubahan iklim yang serius. Mereka memberi tahu Anda bahwa periode ketidakstabilan telah tiba dan memperingatkan bahwa iklim Bumi sedang bergerak dari satu keadaan ke keadaan lain, dan transisi ini baru saja dimulai, tetapi mungkin berlanjut untuk waktu yang cukup lama.

Bencana alam, faktor iklim menyebabkan kerusakan yang sangat besar. Menurut berbagai data, kerusakan dari bencana alam atmosfer dan hidrospherik telah diperkirakan selama beberapa dekade terakhir di wilayah Rusia saja sebesar $ 50 miliar per tahun. Wilayah Eropa dan Amerika Utara mengalami kerusakan yang kurang lebih sama setiap tahun.

Sekalipun iklim dalam keadaan stabil, sangat sulit untuk memprediksinya, tetapi bahkan lebih sulit lagi untuk memprediksinya selama periode keadaan mesin iklim yang tidak teratur. Ini membutuhkan banyak komponen dan di antaranya adalah kecepatan, arah, dan intensitas proses alam yang terjadi dalam sistem global seperti atmosfer, hidrosfer, bagian atas litosfer, dan biosfer, yang disebabkan oleh hubungan yang sangat kompleks. Banyak proses alami ini memiliki durasi yang bervariasi dari puluhan tahun hingga ratusan ribu tahun. Oleh karena itu, untuk prakiraan iklim yang benar dan obyektif, pertama-tama perlu diketahui sifat siklus perubahan iklim. Ini berarti bahwa Anda perlu memiliki pengetahuan tentang penyebab perubahan iklim baik di masa lalu geologi maupun historis dan, sejauh mungkin, menentukan karakteristik kualitatif dan kuantitatifnya secara tepat.

Fluktuasi iklim pada periode Kuarter dari zaman glasial dingin hingga periode interglasial yang hangat dan, sebaliknya, secara jelas menunjukkan bahwa selama periode perubahan mereka dicirikan oleh terjadinya perubahan cuaca ekstrim yang tidak biasa. Dan catatan ini memiliki banyak dokumen geologi. Berkat studi tentang komposisi gelembung udara dari lapisan es menggunakan inti dari Greenland dan Antartika, yang telah terakumulasi selama 400 ribu tahun terakhir, dimungkinkan untuk menentukan perubahan rezim suhu, tingkat debu atmosfer dan kandungannya. karbon dioksida di dalamnya.

Apa yang dapat Anda harapkan dari pemanasan global?

Menurut prakiraan yang ada, pada tahun 2025 suhu global rata-rata di planet ini akan naik 1-1-5 о, dan pada akhir abad ke-21, jika tidak ada perubahan dalam sistem iklim, dan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer terus berlanjut. untuk tumbuh, itu akan meningkat lagi 3,5-4 o C. Apa yang akan terjadi? Bagaimanapun, itu akan menjadi lebih hangat di mana-mana dengan cara yang berbeda. Perubahan terkecil akan terjadi di garis lintang ekuator dan tropis. Di sini, pemanasan global modern hanya akan mempengaruhi jumlah dan, terutama, derajat distribusi presipitasi atmosfer. Pada gilirannya, hal ini akan menyebabkan pelembab bertahap gurun di wilayah gersang utara dan selatan, menggantikan sabana dengan hutan tropis lembab. Secara umum, semua ini akan bermuara tidak hanya pada pengurangan yang signifikan di wilayah gurun Sahara, Gobi selatan dan gurun lainnya di Dunia, tetapi juga akan disertai dengan peningkatan hasil di wilayah Sahel Afrika dan Eropa Selatan.

Perubahan yang sangat kuat akan terjadi di zona beriklim sedang di belahan bumi utara, terutama di sebagian besar wilayah Rusia. Pada triwulan pertama abad ke-21, musim dingin akan menjadi lebih lembut dengan suhu 5-7 o C. Ini berarti bahwa di bagian Eropa Rusia, musim dingin yang sudah mirip dengan yang ada di Eropa Barat akan menjadi hampir sama. Mereka akan sedikit membeku, tetapi dengan salju yang melimpah. Jangan kaget dengan fluktuasi tajam suhu musim dingin. Karena fakta bahwa wilayah Rusia terbuka untuk penyebaran bebas arus udara dingin dari Samudra Arktik, selama lautan ini tertutup es, gelombang dingin akan menggulung hingga pegunungan selatan. Tetapi tidak seperti tahun-tahun sebelumnya, jumlah hari-hari yang membeku akan berkurang, dan embun beku akan semakin tergantikan oleh pencairan. Musim panas akan menjadi lebih panas, dan durasi periode hangat musim semi-musim panas-musim gugur akan mulai diperpanjang. Semakin sering, pencairan salju akan dimulai lebih awal, banjir musim semi akan semakin melimpah, lamanya musim panas akan meningkat, dan musim gugur akan menjadi lebih hangat dan lebih lama. Akhir musim gugur akan semakin menyerupai "musim panas India". Bersamaan dengan kenaikan faktor suhu, jumlah curah hujan akan meningkat 10-20%. Artinya produktivitas tanaman pertanian dan produktivitas ternak serta unggas akan meningkat secara signifikan.

Pemanasan memerlukan perubahan dalam kondisi lanskap. Semakin banyak tempat yang nyaman dalam hal cuaca akan menjadi di selatan, tetapi pada saat yang sama, sejumlah wilayah akan terpengaruh oleh dampak negatif iklim. Tanaman yang menyukai panas akan bergerak ke utara. Ini akan mengarah pada fakta bahwa penanaman anggur, terong, semangka, dan melon di daerah pinggiran kota dekat Moskow akan berubah dari eksotik menjadi biasa. Pada suatu waktu, tumbuh selama periode suhu optimal rendah, yaitu pada awal dan pertengahan Abad Pertengahan, anggur di Inggris dan di Jerman utara. Bahkan sekarang, anggur ditanam di beberapa tempat di tengah dan utara Jerman. Sebagai elemen independen dari lanskap, tundra dan hutan-tundra akan tidak ada lagi di tepi Samudra Utara, yang tidak dapat lagi disebut Samudra Arktik, karena kemungkinan besar akan tertutup es musiman, dan hutan taiga. dengan campuran daun pohon akan tumbuh.

Kondisi permafrost menjadi perhatian khusus. yang oleh banyak orang terus salah disebut sebagai "permafrost". Kami berulang kali yakin bahwa tidak ada yang abadi di dunia dan memang, sebagaimana dibuktikan oleh data paleogeografik, "permafrost" yang kita amati hari ini, muncul hanya 20 ribu tahun yang lalu, dan sebelum itu selama apa yang disebut interglasial Mikulino, ketika banyak lebih hangat daripada di era modern, itu sama sekali tidak. Karena tidak di Mesozoikum yang sangat hangat dan Kenozoikum Awal. Selama zaman ini, lautan dengan fauna termofilik terletak di wilayah Siberia dan timur laut Rusia yang luas, dan pulau-pulau Arktik serta dataran rendah yang berdekatan ditutupi dengan hutan jenis konifera-gugur dan bahkan hutan gugur.

Sebagai hasil dari penyebaran pemanasan modern, laju pencairan tanah permafrost meningkat tajam dan areanya berkurang. Tetapi banyak kota besar dan kecil, arteri transportasi, jaringan pipa, dan banyak lagi di Siberia Timur dibangun dengan mempertimbangkan dampak permafrost. Pencairan tidak hanya menyebabkan kerusakan bangunan industri dan perumahan serta komunikasi, tetapi juga menyebabkan genangan air di wilayah yang sangat luas.

Skenario yang dijelaskan tentang perkembangan kondisi alam pada akhir kuartal pertama abad ke-21 tampaknya bukan pertanda baik bagi Rusia. Namun, ini tampaknya hanya pada pandangan pertama. Pergerakan area lanskap ke arah utara akan menyebabkan lanskap gersang (gersang) bergerak ke arah yang sama. Daerah stepa dan hutan-stepa, lumbung utama negara kita, akan berubah menjadi gurun pasir dan tanah liat karena sering terjadi kekeringan. Dan, meskipun kondisi iklim di wilayah utara akan sama dengan di wilayah tengah modern, kesuburan tanah di sini tidak akan meningkat. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa laju pembentukan tanah chernozem yang subur akan jauh tertinggal dari laju perubahan kondisi iklim.

Iklim di Afrika, Asia Selatan, Amerika Tengah dan Selatan, Timur Dekat dan Tengah serta Asia Tenggara akan mengalami perubahan yang lebih serius. Di semua wilayah ini, suhu akan sedikit berubah, tetapi akan menjadi lebih kering. Yang terakhir ini disebabkan oleh fakta bahwa dengan pemanasan global, perbedaan antara daerah ekuator dan kutub menjadi semakin berkurang. Hal ini akan menyebabkan melemahnya aktivitas siklon, yang akan menyebabkan penurunan kelembaban dan orisinalitas redistribusi di darat. Kekeringan dan kebakaran hutan yang parah akan semakin menimpa daerah tropis dan subtropis, seperti itu, yang mencakup Indonesia pada tahun 1998, dan pada tahun 2001-2003. mengamuk di Australia dan Amerika Selatan. Penurunan kelembaban akan menyebabkan perluasan gurun yang cepat di wilayah ini. Di Amerika Serikat, Eropa Barat, Jepang, Cina, dan sebagian Asia Tenggara, iklim tidak akan berubah secara signifikan, tetapi kawasan ini akan semakin dilanda kekeringan ekstrim dan gelombang panas, serta bencana alam yang terkait dengan gangguan di atmosfer.

Sehubungan dengan pemanasan yang sedang berlangsung, tidak hanya perubahan dalam produksi pertanian, tetapi juga keadaan kesehatan manusia menjadi perhatian khusus. Di daerah perkotaan dan pedesaan, semakin banyak orang yang terkena panas berlebih. Orang akan mati karena panas dan sengatan matahari. Epidemi akan menyebar semakin cepat dan akan mencakup wilayah yang sebelumnya terkena bencana ini.

Mungkinkah kenaikan permukaan Lautan Dunia?

Yang menjadi perhatian khusus adalah kemungkinan kenaikan permukaan air Lautan Dunia sebagai akibat dari mencairnya lapisan es di Antartika dan Greenland, lapisan es di Samudra Arktik dan pulau-pulaunya, serta gletser pegunungan. Luas total es di permukaan bumi saat ini adalah 30 juta km 2, dan volumenya sama dengan 30 -35 juta km 3. Seperti yang Anda ketahui, total volume perairan Samudra Dunia modern adalah 1370 juta km3 . Perhitungan sederhana menunjukkan bahwa setelah gletser mencair, volume lautan dunia akan meningkat seperempatnya. Fakta inilah yang membingungkan banyak orang dan membuat mereka menarik kesimpulan yang salah, karena mereka percaya bahwa sebagai akibat dari pemanasan global, proses pencairan es tidak akan dapat diubah. Dan kemudian, permukaan Lautan Dunia bisa meningkat hingga puluhan meter. Dan ini adalah dasar untuk prakiraan paling suram, yang menurutnya banyak daerah dataran rendah yang berpenghuni dan berkembang dengan baik akan banjir. Bahkan ramalan yang paling optimis pun bukan pertanda baik. Seperti inilah tampilan salah satu prediksi ini.

Beberapa tahun setelah dimulainya pencairan gletser yang intensif, dan diyakini telah dimulai, permukaan laut akan naik 6-8 meter. Bahkan kenaikan permukaan laut hanya setengah meter dapat mengarah pada fakta bahwa banyak dataran rendah pesisir Amerika Serikat, Kanada, dan Eropa menghilang di bawah air. Situasi yang sangat sulit dapat berkembang di dataran rendah Siberia utara dan di kepulauan Arktik. Sebagian besar dari mereka akan dibanjiri oleh air laut, dan sisanya akan berawa lebat. Tetapi pada saat yang sama, situasi es di Kutub Utara akan meningkat secara dramatis. Samudra Arktik akan dibebaskan dari es abadi, yang akan mulai muncul hanya di musim dingin dan mencair di musim panas. Fasilitas pelabuhan dan dermaga akan tergenang air. Mereka, atau perlu dipindahkan ke tempat baru yang lebih tinggi, atau dibangun. Terlepas dari kenyataan bahwa Kutub Utara akan menjadi lebih hangat, cuaca di sana tetap tidak akan membaik, tetapi sebaliknya akan semakin memburuk. Embun beku akan digantikan oleh kabut, hujan, badai, dan badai yang akan terjadi baik di musim dingin maupun di musim panas. Masuknya air lelehan akan menyebabkan perubahan tidak hanya pada suhu perairan, tetapi juga pada salinitas dan komposisi kimianya, dan ini akan berdampak sangat negatif pada kehidupan organisme akuatik.

Selama periode pemanasan, akibat desalinasi dan perataan suhu, banyak arus laut akan melemah atau bahkan berubah arah. Memang, saat ini mereka ada karena perbedaan suhu antara lintang tinggi dan rendah. Dalam hal ini, para ilmuwan prihatin tentang kemungkinan perubahan hidrodinamika di Samudra Atlantik. Saat ini, air asin dingin yang berasal dari Kutub Utara tenggelam ke daratan, dan tempatnya digantikan oleh aliran air permukaan dari garis lintang tropis. Ada kekhawatiran bahwa akibat pemanasan, kecepatan dan intensitas Arus Teluk yang hangat, yang menghangatkan pantai Skandinavia dan Inggris, akan melambat. Dan ini mengancam dengan masalah besar bagi orang Eropa. Kira-kira dampak negatif yang sama akan terjadi di lepas pantai Alaska, yang menghangatkan Arus Kuroshio.

Perkiraan yang sama mengasumsikan kemungkinan intensifikasi badai lebih lanjut dan peningkatan jumlah topan terkuat dengan semua konsekuensi negatif yang menyusul. Pantai Bangladesh, India, Cina, Indochina dan Jepang akan terancam banjir.

Seperti yang Anda lihat, meski tidak pesimis seperti banyak orang lainnya, ramalan cuaca bukanlah pertanda baik bagi penduduk bumi. Namun, untuk membuat prediksi yang tepat, perlu dipertimbangkan secara lebih menyeluruh dan komprehensif proses kenaikan permukaan laut akibat pemanasan global. Pada saat yang sama, prakiraan harus didasarkan tidak hanya pada perbandingan sederhana volume gletser dan air lelehan yang masuk, tetapi juga memperhitungkan volume mangkuk Samudra Dunia, yang tidak pernah tetap konstan karena proses geologi yang terjadi di dasar laut dan samudera dan di bagian daratan yang berdekatan. Ramalan yang dibuat tanpa memperhitungkannya ternyata tidak benar. Pada saat yang sama, sangat sulit untuk secara akurat menjelaskan banyak proses geologi, karena karakteristiknya terdiri dari jumlah yang bervariasi. Variabel terpenting adalah volume lautan di dunia. Dalam batasnya, mis. di dasar samudera, di dalam pegunungan tengah samudra, di kaki benua dan di lereng benua, berbagai proses geologi endogen dan eksogen berlangsung terus menerus dan dengan kecepatan yang berbeda. Aktivitas mereka menyebabkan peningkatan, kemudian, sebaliknya, mengarah pada penurunan kedalaman, dan semua ini selalu tercermin dalam kapasitas mangkuk Samudra Dunia. Di Samudera Dunia, sedimentasi (penumpukan) material sedimen terus menerus terjadi, yang dilakukan oleh sungai dalam keadaan tersuspensi atau terlarut. Karena perubahan potensi basa-oksidatif, suhu. Kepadatan dan faktor fisik lainnya di dasar Samudera Dunia, dari saat pembentukannya, terjadi letusan gunung berapi, terumbu karang dan pulau vulkanik tumbuh dan runtuh, kerak samudera mengembang atau sebaliknya, menyusut, yang artinya kedalaman Dunia Laut sedang berubah. Proses yang mengarah pada peningkatan atau penurunan kedalaman laut, meski saling berhubungan dengan cara tertentu, tidak bertindak serempak. Dan oleh karena itu, di beberapa bagian Samudera Dunia, kedalamannya bertambah, dan luas permukaan airnya bertambah, dan di bagian lain, sebaliknya, kedalamannya berkurang dan ukurannya berkurang. Perhitungan menunjukkan bahwa peningkatan kedalaman, baik karena peregangan maupun kompresi kerak samudera, terjadi dengan kecepatan beberapa sentimeter per tahun dan terjadi di bagian samudra yang berlawanan. Proses sedimentasi, sebaliknya, menurunkan kedalaman. Ternyata tindakan relatif terhadap kedalaman Samudra Dunia, proses akumulasi materi, dan gerakan tektonik secara umum saling mengimbangi. Tetapi di mana air yang mencair menghilang dalam kasus ini, jika permukaan laut tetap tidak berubah atau sedikit berubah. Memang, menurut pengamatan instrumental langsung selama 25 tahun pemanasan global, volume gletser di darat dan di lautan telah menurun secara nyata. Tapi pada saat yang sama, permukaan Lautan Dunia hanya naik beberapa sentimeter.

Dalam sejarah geologi Bumi, peristiwa geodinamik telah berulang kali terjadi, yang mengarah pada pembukaan dan penutupan samudra, dan kemudian benua dibanjiri atau dikeringkan. Ahli geologi menyebut peristiwa pertama sebagai pelanggaran, dan yang kedua, regresi.

Materi paleogeografik tidak dapat disangkal lagi menunjukkan bahwa di Bumi terjadi peningkatan permukaan Lautan Dunia, yang menyebabkan pelanggaran dan, sementara daerah dataran rendah yang luas tergenang air, sebaliknya, kedalaman laut menurun dan regresi dimulai. Dan kemudian area beting samudera terlihat. Tetapi pada saat yang sama, tidak ada satu pun pelanggaran yang terjadi segera setelah perubahan tipe iklim glasial, yang dalam sejarah Bumi dapat dihitung 6-7, menjadi iklim hangat. Perubahan tingkat Samudra Dunia secara meyakinkan dikaitkan dengan proses geotektonik, tetapi tidak dengan pertumbuhan gletser atau pencairannya. Bahkan dalam kasus ketika luas lapisan es, seperti, misalnya, pada akhir periode Ordovisium (400 juta tahun yang lalu), atau pada akhir periode Karbon (300 juta tahun yang lalu), adalah lusinan kali lebih besar dari gletser modern. Setelah periode iklim yang sangat dingin ini, periode geologi, yang ditandai dengan suhu permukaan yang tinggi dan defisit kelembaban yang parah, menyusul, tetapi pelanggaran tidak pernah terjadi. Semua air "ekstra" dihabiskan untuk proses atmosfer. Kecepatan proses tektonik sangat lambat dan durasinya mencapai jutaan tahun. Itulah mengapa efeknya luar biasa.

Kembali ke era modern, dapat dicatat bahwa meskipun proses geologi yang sama sedang berjalan pada saat ini, kita tidak dapat melihat dampaknya. Ini berarti bahwa perubahan volume mangkuk Samudra Dunia sebagai akibat dari proses tektonik sama sekali tidak sesuai dengan peningkatan volume air lelehan.

Variabel lain adalah volume air leleh dan suhunya. Selama pemanasan modern, terjadi peningkatan suhu air secara terus menerus di lintang sedang dan tinggi. Tapi, seperti yang Anda ketahui, dengan meningkatnya suhu air, volumenya juga meningkat. Pada pandangan pertama, ini akan menyebabkan percikan air dari mangkuk Samudra Dunia, terutama karena volume besar air lelehan terus mengalir ke dalamnya. Namun, dalam perhitungan prediktif, proses terkenal sekali lagi diabaikan - penguapan. Diketahui dengan baik bahwa di Bumi, air membuat siklus besar dan kecil, dan pada saat yang sama volume total air dalam keadaan padat, cair, dan gas di hidrosfer selalu konstan. Saat suhu meningkat, laju penguapan juga meningkat. Semakin banyak air yang mencair memasuki Samudra Dunia, semakin cepat ia menguap. Topan yang lebih kuat terbentuk di atas lautan, yang melewati ruang laut dengan kecepatan yang luar biasa dan dalam bentuk topan serta badai yang menghantam pantai di banyak negara bagian. Meskipun siklon di garis lintang ekstratropis tidak merusak seperti siklon tropis, siklon juga membawa kelembaban dalam jumlah besar dan pada saat yang sama mencapai daerah yang jauh dari lautan. Dalam proses pemanasan global, pada saat yang sama, wilayah-wilayah yang gersang (gersang) menyusut. Gurun pasir secara bertahap menghilang dan area semi-gurun menyusut. Dengan pemanasan global, semakin banyak kelembaban mulai berpartisipasi dalam siklus air dan, sebagai akibatnya, kemungkinan besar sangat bermasalah untuk mengharapkan kenaikan yang signifikan pada permukaan Lautan Dunia.

Pemanasan global berarti peningkatan suhu rata-rata atmosfer bumi dan lautan dunia serta kelanjutannya yang diproyeksikan. Dalam sastra tahun terakhir memberikan banyak data tentang tren perubahan suhu di Bumi selama 100-150 tahun terakhir. Secara khusus, terlihat bahwa pada akhir abad ke-19, pemanasan mulai meningkat, yang terutama meningkat pada tahun 1920-an - 30-an abad ke-20. Pada tahun 40-an, pemanasan berakhir dan pendinginan lambat dimulai, yang berhenti pada tahun 60-an dan digantikan oleh pemanasan baru. Belum ada penjelasan yang jelas untuk fenomena ini. Hasil yang disajikan menunjukkan bahwa, secara umum, selama periode seratus tahun, suhu tahunan rata-rata di Bumi telah meningkat 0,5C. Sebagai perbandingan, perlu dicatat bahwa sejak zaman es terakhir (10 ribu tahun yang lalu), suhu di planet ini hanya meningkat 3-5C. Pemanasan terjadi secara tidak merata di area tertentu di Bumi. Ada daerah di mana kenaikan suhu tahunan rata-rata secara signifikan melebihi suhu di seluruh planet, mencapai 1,5-2,0-2,5C. Namun, dengan latar belakang pemanasan umum, ada beberapa daerah yang cuaca berubah menjadi lebih dingin. Beberapa ilmuwan tidak berbicara tentang pemanasan, tetapi tentang pendinginan planet.

Penyebab pemanasan global

Banyak hal yang menyebabkan pemanasan global. Pemanasan sistem iklim tidak ambigu, dan para ilmuwan lebih dari 90% yakin, sebagian besar disebabkan oleh peningkatan konsentrasi gas rumah kaca yang disebabkan oleh aktivitas manusia, seperti penggundulan hutan dan pembakaran bahan bakar fosil. Hasil ini diakui oleh akademi ilmu pengetahuan nasional dari semua negara industri besar. Penyebab perubahan iklim dapat berupa perubahan orbit bumi, aktivitas matahari (termasuk perubahan konstanta matahari), emisi vulkanik dan efek rumah kaca. Menurut pengamatan iklim langsung (mengukur suhu selama 200 tahun terakhir), suhu rata-rata di Bumi telah meningkat, tetapi alasan peningkatan ini tetap menjadi bahan perdebatan. Salah satu penyebab yang paling banyak dibahas adalah efek rumah kaca antropogenik.

Efek rumah kaca adalah peningkatan suhu lapisan bawah atmosfer planet dibandingkan dengan suhu efektif, yaitu suhu radiasi termal planet. Efek rumah kaca tidak muncul hari ini - ini telah ada sejak planet kita memperoleh atmosfer, dan tanpanya, suhu lapisan permukaan atmosfer ini, rata-rata, akan menjadi tiga puluh derajat lebih rendah daripada yang sebenarnya diamati. Namun, dalam satu setengah abad terakhir, kandungan beberapa gas rumah kaca di atmosfer telah meningkat secara dramatis. Efek rumah kaca ditemukan oleh Joseph Fourier pada tahun 1824 dan pertama kali diselidiki secara kuantitatif oleh Svante Arrhenius pada tahun 1896. Ini adalah proses di mana penyerapan dan emisi radiasi infra merah oleh gas atmosfer menyebabkan pemanasan atmosfer dan permukaan planet. Pengamatan jangka panjang menunjukkan bahwa sebagai akibat dari kegiatan ekonomi, komposisi gas dan debu lapisan bawah atmosfer berubah. Jutaan ton partikel tanah naik ke udara dari tanah yang dibajak selama badai debu.

Selama pengembangan mineral, selama produksi semen, selama penerapan pupuk dan gesekan ban mobil di jalan, selama pembakaran bahan bakar dan pelepasan limbah industri, sejumlah besar partikel tersuspensi dari berbagai gas masuk ke dalam suasana. Penentuan komposisi udara menunjukkan bahwa sekarang terdapat 25% lebih banyak karbon dioksida di atmosfer bumi daripada 200 tahun yang lalu. Ini tentu saja merupakan hasil dari aktivitas ekonomi manusia, serta penggundulan hutan, yang daun-daun hijaunya menyerap karbondioksida. Dengan peningkatan konsentrasi karbon dioksida di udara, efek rumah kaca terkait, yang memanifestasikan dirinya dalam pemanasan lapisan dalam atmosfer bumi. Ini karena atmosfer memungkinkan sebagian besar radiasi matahari melewatinya. Sebagian sinar diserap dan memanaskan permukaan bumi, dan darinya atmosfer memanas. Bagian lain dari sinar dipantulkan dari permukaan Planet dan radiasi ini diserap oleh molekul karbon dioksida, yang berkontribusi pada peningkatan suhu rata-rata.

Ide mekanisme efek rumah kaca pertama kali disajikan pada tahun 1827 dalam artikel "Catatan tentang suhu dunia dan planet lain", di mana ia mempertimbangkan berbagai mekanisme pembentukan iklim bumi, sambil menganggapnya sebagai faktor yang mempengaruhi keseimbangan panas bumi secara keseluruhan (pemanasan oleh radiasi matahari, pendinginan karena radiasi, panas internal bumi), dan faktor-faktor yang mempengaruhi perpindahan panas dan suhu zona iklim (konduktivitas termal, sirkulasi atmosfer dan samudera).

Ketika mempertimbangkan pengaruh atmosfer pada keseimbangan radiasi, kami menganalisis percobaan M. de Saussure dengan bejana yang dihitamkan dari dalam dan ditutup dengan kaca. De Saussure mengukur perbedaan suhu antara bagian dalam dan luar bejana yang terkena sinar matahari langsung. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa peningkatan suhu di dalam "rumah kaca mini" seperti itu dibandingkan dengan suhu eksternal disebabkan oleh dua faktor: pemblokiran perpindahan panas konvektif (kaca mencegah aliran udara panas dari dalam dan masuknya udara dingin dari luar) dan transparansi kaca yang berbeda dalam jangkauan tampak dan inframerah.

Ini adalah faktor terakhir yang menerima nama efek rumah kaca dalam literatur selanjutnya Dengan menyerap cahaya tampak, permukaan memanas dan memancarkan sinar termal (inframerah); Karena kaca transparan terhadap cahaya tampak dan hampir buram terhadap radiasi termal, akumulasi panas menyebabkan peningkatan suhu di mana jumlah sinar panas yang melewati kaca cukup untuk membentuk kesetimbangan termal.

Sifat optik atmosfer bumi mirip dengan sifat optik kaca, yaitu transparansi dalam rentang inframerah lebih rendah daripada transparansi dalam rentang optik, tetapi data kuantitatif tentang penyerapan atmosfer dalam jarak inframerah sudah lama. menjadi bahan diskusi.

Pada tahun 1896, data dianalisis untuk mengukur penyerapan radiasi termal oleh atmosfer bumi. Samuel Langley tentang luminositas bolometrik Bulan dalam jangkauan inframerah. Kami membandingkan data yang diperoleh oleh Langley pada ketinggian Bulan yang berbeda di atas cakrawala (yaitu, pada nilai yang berbeda dari jalur radiasi Bulan melalui atmosfer) dengan spektrum yang dihitung dari radiasi termalnya dan menghitung kedua koefisien absorpsi dari radiasi infra merah oleh uap air dan karbondioksida di atmosfer, serta perubahan suhu bumi dengan variasi konsentrasi karbondioksida. Mereka juga berhipotesis bahwa penurunan konsentrasi karbondioksida di atmosfer mungkin menjadi salah satu penyebab terjadinya zaman es.

Efek rumah kaca tidak bisa sepenuhnya dihilangkan. Dipercaya bahwa jika bukan karena efek rumah kaca, suhu rata-rata di permukaan bumi adalah -15 C.

Emisi gas rumah kaca:

Di Bumi, gas rumah kaca utama adalah: uap air (bertanggung jawab atas sekitar 36-70% efek rumah kaca, tidak termasuk awan), karbon dioksida (CO 2) (9-26%), metana (CH 4) (4-9 %) dan ozon (3-7%). Konsentrasi CO 2 dan CH 4 di atmosfer telah meningkat masing-masing sebesar 31% dan 149%, dibandingkan dengan awal revolusi industri di pertengahan abad ke-18. Menurut studi terpisah, tingkat konsentrasi tersebut dicapai untuk pertama kalinya dalam 650 ribu tahun terakhir - periode di mana data yang dapat diandalkan diperoleh dari sampel es kutub.

Sekitar setengah dari semua gas rumah kaca yang dihasilkan selama kegiatan ekonomi umat manusia tetap berada di atmosfer. Sekitar tiga perempat dari seluruh emisi karbon dioksida antropogenik selama 20 tahun terakhir dihasilkan dari ekstraksi dan pembakaran minyak, gas alam, dan batu bara, dengan sekitar setengah dari emisi karbon dioksida antropogenik disebabkan oleh vegetasi darat dan laut. Sebagian besar sisa emisi CO 2 disebabkan oleh perubahan bentang alam, terutama deforestasi, tetapi laju pengikatan karbon dioksida oleh vegetasi darat melebihi laju pelepasan antropogeniknya akibat deforestasi.

Perubahan aktivitas matahari:

Berbagai hipotesis telah diajukan untuk menjelaskan perubahan suhu bumi dengan perubahan aktivitas matahari yang sesuai. Dikatakan bahwa aktivitas matahari dan vulkanik dapat menjelaskan setengah dari perubahan suhu sebelum tahun 1950, tetapi efek keseluruhannya setelah itu kira-kira nol. Secara khusus, pengaruh efek rumah kaca sejak tahun 1750 8 kali lebih tinggi daripada pengaruh perubahan aktivitas matahari. Perkiraan yang disempurnakan kemudian dari efek aktivitas matahari pada pemanasan setelah tahun 1950. Namun demikian, kesimpulannya tetap kurang lebih sama: "Perkiraan terbaik dari kontribusi aktivitas matahari terhadap pemanasan terletak pada kisaran dari 16% hingga 36% dari kontribusi efek rumah kaca." Namun, ada sejumlah studi yang menunjukkan adanya mekanisme yang meningkatkan efek aktivitas matahari, yang tidak diperhitungkan dalam model modern, atau bahwa pentingnya aktivitas matahari dibandingkan dengan faktor lain diremehkan. Klaim semacam itu masih diperdebatkan tetapi merupakan bidang penelitian aktif. Kesimpulan yang bisa ditarik dari diskusi ini dapat memainkan peran kunci dalam pertanyaan sejauh mana umat manusia bertanggung jawab atas perubahan iklim, dan sejauh mana - faktor alam.

Mengapa pemanasan global terkadang menyebabkan cuaca dingin:

Pemanasan global tidak berarti pemanasan di mana-mana dan kapan saja. Secara khusus, di beberapa daerah, suhu musim panas rata-rata dapat meningkat dan suhu musim dingin rata-rata dapat menurun, artinya, iklim akan menjadi lebih kontinental. Pemanasan global hanya dapat dideteksi dengan menghitung rata-rata suhu di semua lokasi geografis dan semua musim.

Menurut salah satu hipotesis, pemanasan global akan menyebabkan penghentian atau pelemahan yang serius dari Arus Teluk. Hal ini akan menyebabkan penurunan yang signifikan pada suhu rata-rata di Eropa (sementara suhu di wilayah lain akan meningkat, tetapi tidak harus di semua), karena Arus Teluk memanaskan benua karena perpindahan air hangat dari daerah tropis.

Menurut hipotesis ahli iklim M. Ewing dan W. Donne, ada proses osilasi di era cryo, di mana glasiasi (zaman es) disebabkan oleh pemanasan iklim, dan deglasiasi (keluar dari zaman es) - dengan pendinginan . Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa di Kenozoikum, yang merupakan era cryo, ketika lapisan es mencair, jumlah curah hujan meningkat di garis lintang tinggi, yang di musim dingin menyebabkan peningkatan lokal di albedo. Selanjutnya, suhu wilayah dalam benua belahan bumi utara menurun dengan pembentukan gletser berikutnya. Ketika lapisan es kutub membeku, gletser di bagian dalam benua di belahan bumi utara, yang tidak menerima pengisian yang cukup dalam bentuk presipitasi, mulai mencair.

Konsekuensi pemanasan global

Kenaikan suhu global akan menyebabkan permukaan laut naik dan jumlah serta sifat presipitasi dan kemungkinan perluasan gurun subtropis akan berubah. Pemanasan diperkirakan akan parah di Kutub Utara dan akan dikaitkan dengan terus mencairnya gletser, permafrost, dan es laut. Pencairan global adalah gambaran masa depan yang suram, tetapi menurut para ilmuwan, tidak dapat dihindari jika kita tidak bertindak, dunia kita berubah tanpa bisa dikenali dan kita manusia memperburuk proses ini. Lapisan es mencair dan permukaan laut merayap semakin tinggi, yang lebih buruk bahwa kita semakin dekat ke titik kritis setelah itu kita tidak dapat menghentikan apa yang terjadi. Efek lain yang mungkin dari pemanasan termasuk kejadian cuaca ekstrim yang lebih sering, termasuk gelombang panas, kekeringan dan curah hujan yang tinggi, kepunahan spesies karena perubahan suhu, dan perubahan hasil panen. Pemanasan dan perubahan akan bervariasi dari satu wilayah ke wilayah di seluruh dunia, meskipun sifat dari perubahan regional ini tidak pasti. Batas-batas adaptasi manusia kemungkinan besar terlampaui di banyak bagian dunia, dan batas-batas adaptasi sistem alam sebagian besar akan terlampaui di seluruh dunia.

1. Jika suhu di bumi terus meningkat, hal ini akan berdampak besar pada iklim global.

2. Lebih banyak curah hujan akan terjadi di daerah tropis, karena tambahan panas akan meningkatkan uap air di udara.

3. Di daerah yang gersang, hujan akan semakin jarang turun dan akan berubah menjadi gurun akibatnya manusia dan hewan harus meninggalkannya.

4. Suhu laut juga akan meningkat, menyebabkan banjir di daerah pesisir dataran rendah dan peningkatan jumlah badai yang parah.

5. Naiknya suhu di Bumi dapat menyebabkan permukaan laut naik karena:

a) air, pemanasan, menjadi kurang padat dan mengembang, pemuaian air laut akan menyebabkan kenaikan permukaan laut secara umum.

b) peningkatan suhu dapat mencairkan sebagian dari es abadi yang menutupi beberapa wilayah daratan, misalnya, Antartika atau pegunungan tinggi. Air yang dihasilkan pada akhirnya akan mengalir ke laut, menaikkan levelnya.

Tindakan untuk mencegah pemanasan global

Langkah utama untuk mencegah pemanasan global dapat dirumuskan sebagai berikut: menemukan jenis bahan bakar baru atau mengubah teknologi penggunaan bahan bakar jenis saat ini. Artinya perlu:

1. Mengurangi emisi gas rumah kaca.

2. Memasang fasilitas pemurnian emisi udara di rumah boiler, pabrik dan pabrik.

3. Meninggalkan bahan bakar tradisional demi bahan bakar yang lebih ramah lingkungan.

4. Untuk mengurangi volume deforestasi dan memastikan reproduksinya.

5. Membuat undang-undang untuk mencegah pemanasan global.

6. Identifikasi penyebab pemanasan global, pantau dan hilangkan konsekuensinya.

Untungnya, tidak semua orang memiliki kekhawatiran ini. Data terbaru dari citra satelit tidak mendukung perkiraan bencana global seperti yang digariskan oleh para ilmuwan pesimis. Mereka menginspirasi harapan bahwa umat manusia akan mampu mengatasi ancaman yang akan datang. Misalnya, pengurangan emisi gas rumah kaca dapat dicapai dengan meningkatkan efisiensi penggunaan sumber daya energi, mengurangi panas dan kebocoran bahan bakar, melengkapi kembali kompleks energi, beralih ke bahan bakar yang lebih aman, misalnya dari bahan bakar minyak ke gas. Dengan memperlambat konsumsi bahan bakar fosil - sumber daya yang pada dasarnya tidak dapat diperbarui. Melalui pengembangan teknologi alternatif yang ramah lingkungan untuk produksi energi.

Semenyuk Tatiana Ivanovna

mahasiswa tahun pertama NUBiP Ukraina, Kiev

Miskevich Stepan Vladimirovich

pembimbing ilmiah, akademisi dari Akademi Ekologi Internasional, profesor NUBiP Ukraina, Kiev

Menurut pengamatan para ilmuwan, fluktuasi iklim terjadi secara konstan. Ada periode pendinginan dan pemanasan. Beberapa fluktuasi berlangsung selama beberapa dekade, yang lainnya selama berabad-abad. Namun, kekhasan zaman kita adalah laju perubahan iklim, pemanasannya. Itu telah menjadi rekor selama 25 tahun terakhir.

Perubahan global dalam iklim bumi telah menjadi masalah lingkungan yang paling penting di zaman kita. Baru-baru ini, masalah ini telah menjadi fokus perhatian banyak majelis internasional, karena tidak dapat diubah dan mengancam keselamatan jutaan orang.

Berkenaan dengan kemungkinan skenario pemanasan global, para peneliti menganggapnya sekitar 40. Penyebab paling mungkin dari perubahan iklim global adalah efek rumah kaca - sebuah fenomena di atmosfer bumi di mana energi sinar matahari, dipantulkan dari permukaan bumi, tidak dapat kembali ke luar angkasa, karena ditahan oleh molekul dari berbagai gas ... Gas-gas ini disebut gas rumah kaca. Ini adalah uap air, karbon dioksida, metana, nitrogen oksida, dan lainnya. Berkat efek rumah kaca alami di permukaan bumi, suhu dijaga pada tingkat yang sesuai untuk kehidupan.

Ada kemungkinan bahwa pemanasan sebagian bersifat alami, tetapi kecepatan prosesnya memaksa kita untuk mengenali peran faktor antropogenik (manusia). Melalui aktivitas mereka, orang meningkatkan efek rumah kaca dengan mengeluarkan gas rumah kaca. Sumber utama pendapatan mereka adalah perusahaan industri dan transportasi, pembajakan tanah yang tinggi. Di antara gas rumah kaca, karbon dioksida adalah yang paling berpengaruh. Itu dilepaskan ke atmosfer ketika batu bara, minyak dan gas dibakar. Praktik pertanian menyumbang sekitar 14% dari emisi gas rumah kaca global. Sumber tersebut antara lain pupuk, peternakan, sawah, pupuk kandang, pembakaran sabana, pembakaran limbah pertanian, pembajakan.

Ramalan terburuk memprediksi peningkatan suhu bumi sebesar 11 ° C dalam waktu dekat, perlambatan rotasi bumi di sekitar porosnya, dan kepunahan banyak spesies tumbuhan dan hewan. Naiknya permukaan laut global akan menggenangi wilayah pesisir dan pulau yang signifikan. Karena perubahan aliran Arus Teluk di Eropa, bukan pemanasan yang diperkirakan, tetapi sebaliknya, permulaan zaman es baru. Pemanasan global akan berdampak langsung bagi kesehatan manusia: penyakit kardiovaskular dan pernafasan akan meningkat, jumlah gangguan dan cedera psikologis akan meningkat, yang terkait dengan peningkatan intensitas dan durasi anomali alam (banjir, tornado, kekeringan, angin topan, dll.). Akan ada kekurangan makanan dan air. Organisasi penelitian Amerika - Pusat Pembangunan Global - telah membuat peta online (tersedia di Internet), yang mencerminkan konsekuensi proyeksi perubahan iklim untuk semua negara di dunia. Peringkat negara ditentukan berdasarkan empat parameter - bencana alam, kenaikan permukaan laut, penurunan hasil pertanian dan risiko total. China, India, dan Bangladesh masing-masing berada di peringkat 1-3 dalam hal kerentanan langsung terhadap cuaca ekstrem. Djibouti, Greenland dan Monaco akan secara langsung menderita akibat kenaikan permukaan laut, dan secara tidak langsung - Liberia, Myanmar dan Guinea-Bissau. Semua Afrika, Timur Tengah, India dan Amerika Latin... Menurut parameter ini, yang terburuk adalah China, India, dan Republik Afrika Selatan yang berpenduduk padat. Jika semua faktor umum diperhitungkan, Somalia, Burundi, dan Myanmar akan menjadi yang paling terpukul, sedangkan Swedia, Norwegia, dan Finlandia akan paling sedikit terpengaruh. Ukraina berada di peringkat 149 untuk risiko langsung dan 113 untuk risiko umum. Ini adalah hasil yang bagus untuk negara kita. Tetapi penelitian ini mengabaikan penyebaran penyakit, kekurangan air minum dan faktor lainnya.

Akibat pemanasan global, durasi siklus tumbuh tanaman, serta tabur dan rerumputan liar akan lebih pendek. Tanggal pematangan dan panen tanaman lapangan akan lebih awal, yang seharusnya dapat dikaitkan dengan konsekuensi positif... Akan tetapi, diketahui bahwa produktivitas tanaman yang berumur akhir lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman yang berumur genjah. Mengurangi lamanya siklus tumbuh akan menyebabkan penurunan hasil gabah dan kualitas gabah. Di sisi lain, peningkatan konsentrasi karbondioksida akan menyebabkan peningkatan massa vegetatif, sehingga meningkatkan hasil rerumputan dan umbi-umbian terutama gula bit dan kentang.

Para ahli asing menyatakan bahwa untuk banyak jenis sereal dan minyak sayur, pohon buah-buahan, massa biji-bijian, pucuk, dan buah-buahan akan berkurang 3-17% dengan setiap tingkat kenaikan suhu. Perubahan tersebut dapat berdampak negatif pada produksi ternak karena pengurangan basis pakan ternak. Bahaya besar bagi produksi pertanian adalah peningkatan suhu udara ke tingkat yang melebihi nilai maksimum optimal dan diizinkan (di atas 30 ° C), di mana sistem akar tanaman tidak dapat mengimbangi dan mengimbangi konsumsi uap air yang diuapkan melalui dedaunan.

Peningkatan suhu dapat menyebabkan fenomena seperti kenaikan permukaan laut, perubahan kondisi iklim lokal, yang dapat berdampak negatif pada perkembangan sosial ekonomi banyak negara. Pemanasan global dapat menyebabkan perubahan lingkungan yang tidak terduga. Kenaikan rata-rata suhu tahunan Bumi dalam beberapa dekade terakhir ditentukan dalam kisaran dari 6 ° C hingga 2-2,5 ° C. Dipercaya bahwa pada paruh kedua abad kedua puluh, suhu meningkat setiap 0,3 ° C. 10 tahun.

Di bawah pengaruh pemanasan, es Antartika, Kutub Utara, dan dataran tinggi akan mulai mencair, yang akan menyebabkan naiknya permukaan laut dunia. Pemanasan global akan menimbulkan masalah tidak hanya bagi penduduk negara-negara pesisir, tetapi juga dapat menyebabkan perubahan besar pada iklim planet ini. Peningkatan suhu rata-rata dapat mempengaruhi produksi pertanian, hasil dan kualitas tanaman akan berubah, dan pada gilirannya akan mempengaruhi produksi ternak. Di sektor energi, tenaga air akan menjadi yang paling rentan. Selain itu, pemanasan iklim dapat mempercepat metabolisme mikroorganisme, yang akan menyebabkan munculnya epidemi baru di antara manusia, epizootik di antara hewan, serangga penghisap darah, dan hama hutan akan mulai berkembang biak secara massal, dan penyakit akan menyebar bersama mereka.

Dunia sering kali membuat kita takjub dengan bencana alam baru: Everest menurun, ubur-ubur muncul di dekat Antartika, dan di Ukraina kupu-kupu menjadi lebih besar, waktu optimal untuk menanam kentang telah berubah selama satu dekade penuh. Untuk Ukraina, pemanasan global sudah memiliki konsekuensinya: musim dingin semakin hangat, dan musim panas seringkali lembap. Periode yang disebut musim sepi semakin lama: musim semi datang sangat lambat, dan musim gugur tidak kalah dengan musim dingin untuk waktu yang lama. Pemanasan global menjadi salah satu penyebab rumitnya prediktabilitas fenomena berbahaya dan kemungkinan pengurangan periode antisipasi dini fenomena alam.

Dua kali dalam 3 tahun Transcarpathia mengalami kekuatan banjir yang merusak. Tornado, badai, hujan es yang merusak diamati di Volyn, di Ternopil, Vinnitsa, Odessa, dan banyak wilayah lainnya. Dalam 20 tahun terakhir saja, jumlah kota besar dan kota kecil dengan tanda-tanda banjir yang konstan meningkat dua kali lipat - dari 265 menjadi 541.

Ukraina adalah salah satu negara bagian yang pertama-tama merasakan konsekuensi dari pemanasan global, oleh karena itu, relevan untuk menilai ancaman yang dihadapi negara kita saat ini, dan tingkat kesiapan masyarakat Ukraina dan ekonomi nasional untuk mereka. Yang paling rentan terhadap perubahan iklim global di bumi di Ukraina adalah sumber daya air. Area inilah yang harus menjadi prioritas dalam memerangi pencegahan konsekuensi perubahan iklim global di negara kita. Selain itu, perubahan iklim akan mengakibatkan penurunan permukaan air secara umum. Beberapa kawasan resor unik di selatan sudah terancam. Erosi zona pesisir Laut Hitam dan Azov menyebabkan kerusakan, mengancam bangunan resor, pantai, area rekreasi, sanatorium. Permukaan Laut Hitam mungkin naik 115 cm pada tahun 2100, yang akan membutuhkan tindakan untuk melindungi sumber daya pesisir. Sumber daya hutan akan menjadi yang paling tidak rentan terhadap perubahan iklim. Namun, jika penebangan yang tidak terkendali terus berlanjut, terutama di bagian barat Ukraina, situasinya dapat mengancam, sebagaimana dibuktikan oleh banjir yang sangat merusak yang diamati hampir setiap tahun di Transcarpathia.

temuan

Dengan demikian, masalah utama peningkatan suhu adalah pelanggaran keseimbangan ekologi di Bumi secara keseluruhan, yang mempengaruhi secara besar-besaran nasib tanah, air, udara, flora dan fauna, dan, tentu saja, manusia. Perubahan iklim global di Bumi juga tidak akan melewati Ukraina. Mereka dapat membawa masalah yang sangat sulit ke negara kita. Oleh karena itu, kebutuhan mendesak saat ini adalah pengembangan strategi nasional untuk mencegah konsekuensi pemanasan global bagi Ukraina.

Daftar referensi:

Burdian B.G. Lingkungan dan perlindungannya / B.G. Burdiyan, V.O. Derevianko, A.I. Krivulchenko. - M .: lulusan sekolah, 1993. - S. 200-230.
Golubets M.A. Catatan kuliah untuk mata kuliah "Ekologi dan perlindungan alam" / M.А. Golubets, V.O. Kucheryavy, S.A. Manajer umum. - M .: NKM VO, 1990. - S. 215-218.
Gubsky Yu.I. Bencana kimia dan ekologi / Yu.I. Gubsky, V.B. Domo-Saburov, V.V. Keruh. - K .: Kesehatan, 1993. - S. 416-425.
Dzhigirey V.S. Ekologi dan perlindungan lingkungan / V.S. Jigirey. - M .: Pengetahuan, 2000. - S. 203-210.
Klimenko N.A. Metrologi dan standardisasi dalam ekologi / M.O. Klimenko, P.M. Skripchuk. - M .: RDTU, 1999. - S. 368-376.

Pada semua tahap perkembangannya, manusia berhubungan erat dengan dunia di sekitarnya. Tetapi sejak munculnya masyarakat yang sangat industri, intervensi manusia yang berbahaya di alam telah meningkat secara dramatis, volume intervensi ini telah meluas, menjadi lebih beragam dan sekarang mengancam untuk menjadi ancaman global bagi umat manusia. Konsumsi bahan mentah tak terbarukan semakin meningkat, semakin banyak tanah subur yang meninggalkan perekonomian, karena kota dan pabrik dibangun di atasnya. Manusia harus semakin banyak ikut campur dalam ekonomi biosfer - bagian dari planet kita tempat kehidupan ada. Biosfer bumi saat ini mengalami peningkatan dampak antropogenik. Pada saat yang sama, beberapa proses paling signifikan dapat diidentifikasi, yang mana pun tidak memperbaiki situasi ekologis di planet ini.

Skala yang paling besar dan signifikan adalah pencemaran kimiawi lingkungan oleh zat-zat yang tidak biasa untuk itu. sifat kimiawi... Diantaranya adalah polutan gas dan aerosol yang berasal dari industri dan domestik. Akumulasi karbon dioksida di atmosfer juga mengalami kemajuan. Perkembangan lebih lanjut dari proses ini akan meningkatkan kecenderungan yang tidak diinginkan terhadap peningkatan suhu rata-rata tahunan di planet ini. Pencemaran Samudra Dunia yang terus berlanjut oleh minyak dan produk minyak, yang telah mencapai 1/5 dari total permukaannya, juga mengkhawatirkan bagi para ahli ekologi. Polusi minyak sebesar ini dapat menyebabkan gangguan signifikan pada pertukaran gas dan pertukaran air antara hidrosfer dan atmosfer. Tidak ada keraguan tentang pentingnya pencemaran kimiawi tanah dengan pestisida dan peningkatan keasamannya, yang menyebabkan kerusakan ekosistem. Secara umum, semua faktor yang dipertimbangkan, yang dapat dikaitkan dengan efek pencemaran, memiliki efek nyata pada proses yang terjadi di biosfer.

Biosfer adalah sebuah sistem ekologi yang sangat besar, relatif stabil, dan tidak terpisahkan, ketergantungan keseimbangan yang terbentuk secara historis di dalamnya pada hubungan antara penghuninya, kemampuan beradaptasi mereka dengan lingkungan, pada peran materi hidup di biosfer, pada pengaruh manusia. aktivitas.

Sesuai dengan konsep yang berlaku dalam sains, biosfer meliputi bagian atmosfer, hidrosfer, dan bagian atas litosfer, yang saling berhubungan oleh siklus migrasi biogeokimia kompleks zat dan energi.

Biosfer telah mengalami perubahan signifikan sejak kemunculan manusia. Perkembangan pesat industri, sains dan teknologi selama beberapa abad - periode waktu yang tidak signifikan secara geologis - berkontribusi pada percepatan migrasi atom yang signifikan. Manusia menciptakan ribuan keturunan dan varietas baru, memusnahkan banyak spesies hewan dan tumbuhan liar, mengekstraksi miliaran ton mineral dari kerak bumi; Sebagai hasil dari kegiatannya, danau baru - waduk - dan sungai buatan - kanal terbentuk, di wilayah yang luas ekosistem alami digantikan oleh yang buatan. Aktivitas manusia, yang tidak signifikan dalam biomassa, mempengaruhi komposisi lautan dan atmosfer bumi. Sekarang kita dapat mengatakan bahwa manusia, setelah menguasai energi yang sangat besar, dirinya adalah faktor yang paling kuat dalam mengubah biosfer. Vladimir Vernadsky berasumsi bahwa umat manusia harus menciptakan cangkang baru Bumi - noosfer (noos Yunani - "pikiran"), yang dianggap sebagai semacam lapisan pemikiran di atas biosfer.

Umat \u200b\u200bmanusia tidak selalu dengan bijak menggunakan sumber daya yang dimilikinya. Karena tidak mengetahui banyak hukum alam, seseorang sering kali tidak mewakili konsekuensi dari "kemenangannya" atas alam. Beberapa negara bagian dunia kuno menghilang dari muka bumi sebagai akibat dari sikap predator terhadap alam: penipisan tanah dan penggundulan hutan. Deforestasi menyebabkan kekeringan dan erosi tanah, menyebabkan peningkatan jumlah banjir dan lumpur di pegunungan, mempengaruhi iklim lokal dan global.

Aktivitas manusia menyebabkan berkurangnya pasokan air bersih. Perusahaan industri sering membuang air limbah tanpa pengolahan yang tepat, sehingga mencemari badan air di sekitarnya dengan senyawa kimia beracun. Pembangkit listrik tenaga air dan bendungan mengganggu migrasi normal ikan sungai. Mesin pembakaran internal di kendaraan, pabrik, pembangkit listrik tenaga panas mengeluarkan zat berbahaya ke atmosfer. Munculnya kota-kota baru dan akumulasi limbah industri mengurangi wilayah hutan dan padang rumput yang menjaga konsentrasi oksigen di atmosfer pada tingkat yang diperlukan untuk kehidupan (lihat Gambar 1).

Gambar 1. Perubahan komposisi atmosfer bumi

Penggunaan energi nuklir yang tidak bertanggung jawab menyebabkan pencemaran lingkungan dengan zat radioaktif yang menyebabkan kanker.

Peningkatan populasi dunia (saat ini lebih dari enam miliar orang hidup di Bumi) dalam waktu dekat dapat menyebabkan masalah makanan yang semakin parah. Dalam laporan Klub Roma - organisasi Internasional, terlibat dalam studi masalah global yang mempengaruhi dasar-dasar keberadaan manusia, krisis energi dan sumber daya pangan diperkirakan sudah terjadi di pertengahan abad XXI. Salah satu tugas biologi adalah memberi manusia makanan. Saat ini, berbagai penelitian sedang dilakukan untuk meningkatkan produktivitas agrocenosis yang ada, mengembangkan bibit baru varietas hewan dan tumbuhan, pemanfaatan tanaman laut di bidang pertanian, menerapkan capaian terbaru rekayasa genetika dan mikrobiologi.

Penerbangan luar angkasa manusia menyebabkan terciptanya cabang baru biologi - biologi ruang angkasa. Selain studi tentang kemungkinan kehidupan di planet lain dan di luar angkasa, ilmu ini menghadapi banyak masalah yang bersifat terapan: menyediakan seseorang dengan kondisi yang diperlukan untuk kehidupan di luar angkasa, perlindungan dari radiasi, masalah beradaptasi dengan tubuh manusia. bobot dan mobilitas rendah. Banyak dari masalah ini telah diselesaikan.

Saat ini di seluruh dunia ada kebutuhan untuk menetapkan penggunaan sumber daya alam secara rasional. Kita perlu melindungi atmosfer, sumber air, tanah, satwa liar. Banyak negara bagian telah mengeluarkan undang-undang lingkungan; kelembagaan industri, konstruksi dan pertanian wajib memperhatikan keseimbangan sumber daya alam dan kemungkinan konsekuensi ketidakseimbangan fenomena alam. Apa yang disebut "buku merah" telah dibuat - daftar spesies hewan dan tumbuhan yang langka dan terancam punah. Sejumlah besar organisasi lingkungan telah muncul di seluruh dunia, berurusan dengan perlindungan lingkungan; yang paling terkenal adalah Greenpeace.

Cagar alam memainkan peran penting dalam perlindungan alam - wilayah (wilayah perairan) di mana seluruh kompleks alaminya dilestarikan dalam keadaan alami yang murni. Di wilayah cagar, kegiatan ekonomi, akses orang asing dilarang. Di taman nasional alam, berbeda dengan cagar alam, kunjungan wisata diadakan secara rutin. Cagar alam dan taman nasional dibuat, sebagai suatu peraturan, di tempat-tempat dengan sistem ekologi yang unik.

Perubahan iklim global di biosfer adalah masalah serius. Beberapa bahan kimia (misalnya freon) yang dilepaskan ke atmosfer menyebabkan rusaknya lapisan ozon. Saat ini, di atas Antartika dan beberapa kawasan Arktik, terdapat zona permanen di mana lapisan ozon jauh lebih tipis dari biasanya, atau bahkan tidak ada sama sekali (lihat Gambar 2).

Gambar 2. Dinamika konsentrasi CO2 dan suhu tahunan rata-rata atmosfer bumi

Beberapa fraksi radiasi matahari mencapai permukaan bumi; sebagian dipancarkan kembali ke atmosfer dalam bentuk radiasi infra merah gelombang panjang. Efek rumah kaca alami mempertahankan suhu bumi sekitar 33 ° C lebih tinggi daripada yang akan diamati saat tidak ada. Emisi karbondioksida dan gas-gas lain ke atmosfer, serta materi partikulat, menyebabkan efek rumah kaca teknogenik, yang mengakibatkan peningkatan suhu udara tahunan rata-rata. Bahkan kenaikan suhu beberapa derajat saja dapat menyebabkan pencairan. es kutub dan banjir di pantai samudra, termasuk wilayah padat penduduk di Barat dan dari Eropa Timur, Hindustan, Amerika Selatan. Namun, 7 miliar ton CO 2 per tahun yang diemisikan ke udara dari pembakaran bahan bakar adalah jumlah yang kecil dibandingkan dengan 200 miliar ton karbon dioksida yang secara alami terbentuk dalam proses respirasi dan pembusukan, dan suhu rata-rata meningkat 0,5 ° C selama seratus tahun terakhir dapat dijelaskan dengan alasan lain (misalnya, perubahan aktivitas matahari). Namun, perubahan iklim global yang disebabkan oleh manusia adalah masalah yang perlu ditangani secara bertanggung jawab.

Salah satu perubahan global paling akut di zaman kita dan masa depan yang dapat diramalkan adalah masalah peningkatan keasaman curah hujan atmosfer dan tutupan tanah. Area tanah asam tidak mengalami kekeringan, tetapi kesuburan alaminya berkurang dan tidak stabil; mereka cepat habis dan hasil panen rendah. Hujan asam tidak hanya menyebabkan pengasaman air permukaan dan cakrawala tanah bagian atas. Keasaman dengan aliran air bawah menyebar ke seluruh profil tanah dan menyebabkan pengasaman air tanah yang signifikan. Hujan asam terjadi sebagai akibat dari aktivitas ekonomi manusia, disertai dengan emisi sejumlah besar oksida sulfur, nitrogen, karbon. Oksida-oksida ini, memasuki atmosfer, diangkut dalam jarak jauh, berinteraksi dengan air dan berubah menjadi larutan campuran asam sulfat, sulfur, nitrat, nitrat dan karbonat, yang jatuh dalam bentuk "hujan asam" di darat, berinteraksi dengan tumbuhan, tanah, dan air. Sumber utama di atmosfer adalah pembakaran serpih, minyak, batu bara, gas dalam industri, pertanian, dan kehidupan sehari-hari. Aktivitas ekonomi manusia hampir menggandakan pelepasan sulfur oksida, nitrogen, hidrogen sulfida, dan karbon monoksida ke atmosfer. Secara alami, hal ini mempengaruhi peningkatan keasaman curah hujan atmosfer, air tanah dan air tanah. Untuk mengatasi masalah ini, perlu dilakukan peningkatan volume pengukuran representatif sistematis senyawa pencemar udara di wilayah yang luas.

Penyebab perubahan global biosfer: pertumbuhan penduduk, perkembangan industri, jalan raya, kereta api, transportasi udara, munculnya jaringan jalan yang kompleks, penambangan intensif, pembangunan pembangkit listrik, pengembangan pertanian, dll.

Konsekuensi negatif dari perkembangan industri, transportasi, pertanian - pencemaran semua lingkungan kehidupan (darat-udara, air, tanah), hilangnya kesuburan tanah, berkurangnya lahan subur, kerusakan hutan yang luas, hilangnya banyak spesies tumbuhan dan hewan, munculnya patogen baru yang mengancam jiwa manusia (virus AIDS, hepatitis menular, dll.), pengurangan pasokan air bersih, menipisnya sumber daya fosil, dll.

Pencemaran biosfer dari kegiatan pertanian. Penggunaan pestisida dosis tinggi menyebabkan pencemaran tanah, air di waduk, penurunan jumlah spesies hewan yang hidup di dalamnya, perlambatan aktivitas vital pengurai (penghancuran residu organik dan transformasi mereka menjadi zat mineral cocok untuk nutrisi tanaman). Pelanggaran norma penerapan pupuk mineral adalah penyebab pencemaran tanah dengan nitrat, penumpukannya dalam makanan, dan keracunannya terhadap manusia.

Tanah penutup bumi adalah komponen terpenting dari biosfer bumi. Cangkang tanahlah yang menentukan banyak proses yang terjadi di biosfer. Peran terpenting tanah adalah akumulasi bahan organik, bermacam-macam unsur kimiaserta energi. Penutup tanah berperan sebagai penyerap biologis, perusak dan penetral berbagai kontaminan. Jika tautan biosfer ini dihancurkan, maka fungsi biosfer yang ada akan terganggu secara permanen. Itulah sebabnya mengapa sangat penting untuk mempelajari signifikansi biokimia global tutupan tanah, yaitu kondisi saat ini dan perubahan yang dipengaruhi oleh aktivitas antropogenik. Salah satu jenis dampak antropogenik adalah pencemaran pestisida.

Penemuan pestisida - sarana kimiawi untuk melindungi tumbuhan dan hewan dari berbagai hama dan penyakit - merupakan salah satu pencapaian terpenting ilmu pengetahuan modern... Saat ini, 300 kg diterapkan per hektar di dunia. agen kimia. Namun, sebagai akibat penggunaan pestisida dalam jangka panjang di bidang pertanian, obat-obatan (pengendalian vektor penyakit), efisiensi menurun hampir di semua tempat, karena perkembangan hama yang kebal dan penyebaran hama baru, yang musuh alami dan pesaingnya telah dimusnahkan oleh pestisida. Pada saat yang sama, efek pestisida mulai terlihat dalam skala global. Dari jumlah serangga yang sangat besar tersebut, hanya 0,3% atau 5 ribu spesies yang merugikan. 1.250 spesies telah ditemukan tahan terhadap pestisida. Hal ini diperparah dengan fenomena resistensi silang, yang terdiri dari kenyataan bahwa peningkatan resistensi terhadap aksi satu obat disertai dengan resistensi terhadap senyawa golongan lain. Dari sudut pandang biologi umum, resistensi dapat dianggap sebagai perubahan populasi sebagai hasil transisi dari strain rentan ke strain resisten dari spesies yang sama karena seleksi yang disebabkan oleh pestisida. Fenomena ini dikaitkan dengan perubahan genetik, fisiologis, dan biokimia pada organisme.

Penggunaan pestisida yang berlebihan (herbisida, insektisida, defoliant) berdampak negatif pada kualitas tanah. Dalam hal ini, nasib pestisida di tanah dan kemungkinan menetralkannya dengan metode kimia dan biologi sedang dipelajari secara intensif. Sangat penting untuk membuat dan menggunakan hanya obat dengan masa hidup yang pendek, diukur dalam beberapa minggu atau bulan. Dalam kasus ini, beberapa keberhasilan telah dicapai dan obat-obatan dengan tingkat kerusakan yang tinggi sedang diperkenalkan, tetapi masalah secara keseluruhan belum terselesaikan.

Jenis pencemaran industri biosfer: 1) kimia - pelepasan ratusan zat ke biosfer yang sebelumnya tidak ditemukan di alam (hujan asam, dll.); 2) radiasi, kebisingan, pencemaran biologis, dampak negatifnya terhadap kesehatan manusia, pada makhluk hidup biosfer.

Cara utama untuk melindungi biosfer dari pencemaran, melestarikan sumber daya dari penipisan, spesies tumbuhan dan hewan dari kepunahan, menjaga keseimbangan dan integritas biosfer adalah pengelolaan alam yang rasional.