Большая энциклопедия нефти и газа. Температура поверхности Земли. Распределение температуры воздуха на Земле

Развитие науки и прогресс в технике позволил человеку находить причины непонятных ранее явлений природы на планете, влияющих непосредственно на повседневную жизнь. Сейчас с помощью искусственных спутников удается измерять общую температуру на Земле.

Следствия общего повышения температуры

В средине Неопротерозойской эры на протяжении 220 млн лет Земля полностью была в замерзшем состоянии и укрыта многокилометровым слоем льда. Ученые прозвали планету того периода - «Земля-снежок».

Температура воздуха определяет лишь погоду на различных участках Земли. Но поверхность планеты нагревается значительно быстрее воздуха. Нагрев поверхности зависит не только от прямого влияния Солнца, но и от причин, вызванных следствием такого влияния. Например, средняя температура зависит от растительного покрова, интенсивности и изменения океанических течений. Таяние вечной мерзлоты в северных районах, сопровождается испарением огромного количества метана. Его увеличение в верхних слоях атмосферы вызывает парниковый эффект. Тогда инфракрасные лучи, прогрев поверхность планеты, не покидают атмосферу, а, отражаясь обратно, нагревают ее снова и снова.

Аномальные температуры

Аномальная жара августа 2010 года в России по продолжительности и степени последствий не имела аналогов за более чем вековую историю наблюдений погоды. Даже лето 1938 и 1972 годов не пошли в сравнение с такими «аномалиями».

Данные о температуре поверхности Земли ученые интенсивно используют для того, чтобы смоделировать погоду и рассчитать все факторы, которые влияют на хозяйственную деятельность человека. Поэтому ученым так важно знать среднее значение температуры планеты. По последним данным экспертов Института космических исследований НАСА, средняя температура Земли сейчас составляет +15,5°С.

Наука, занимающаяся изучением структуры, состава, динамики, и явлений в атмосфере земли называется физикой атмосферы. С помощью этой науки происходит изучение климата Земли, моделирование его возможных колебаний и изменений. Однако до недавнего времени не наблюдалось особого интереса к результатам и выводам учёных как со стороны обычных людей, так и политиков. А ведь первые предсказания грядущего потепления были сделаны выдающимся советским климатологом М.Будыко еще в конце 60-х годов прошлого века - когда в атмосфере наблюдалась тенденция к понижению температуры воздуха у поверхности земли! Тогда это воспринималось как экзотические высказывания, зато теперь не проходит и сезона, чтобы вновь и вновь не велись как на бытовом, так и на самом высоком политическом уровнях разговоры о том, что «климат теплеет».

Меня заинтересовала эта тема тем, что изменение климата может прямым образом изменить и даже разрушить весь привычный уклад жизни всего человечества. И я попыталась разобраться в этой проблеме.

Цели и задачи работы

Цель данной работы -рассмотреть причину глобального потепления на Земле, проанализировать возможные последствияи найти способы предотвращения изменения климата.

Причины изменения климата

Климат - многолетний режим погоды , характерный для данной местности в силу её географического положения. Но нас будут интересовать не сами погодные условия, а те процессы в атмосфере, которые меняют эту сложную систему взаимодействия атмосферы, гидросферы и литосферы.

В последнее время усилился антропогенный фактор, влияющий на состояние атмосферных процессов. Антропогенный - это вызванный деятельностью человека. Основным антропогенным воздействием является усиление парникового эффекта, влияние которого на изменение климата в последние два столетия в 8 раз выше влияния изменений солнечной активности.

В течение миллионов лет существования нашей планеты растительные организмы увеличивали свою биомассу под действием солнечного света. В процессе фотосинтеза (Фотосинтез - процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов ) происходило расщепление углекислого газа на кислород и углерод. Кислород выделялся в атмосферу, а углерод являлся основным строительным материалом для растений. Нефть, уголь – это запасённая миллионы лет назад солнечная энергия.

В результате процесса фотосинтеза за миллионы лет изменялся состав атмосферы. Уменьшалось количество углекислого газа и увеличивалось количество кислорода, менялся и сам климат Земли.

В настоящее время происходит обратный процесс. Человечество использует запасённую солнечную энергию, высвобождая её в процессах сгорания. В результате этого связывается кислород и высвобождается углекислый газ. То есть происходит возвращение состояния атмосферы к своему первоначальному состоянию и, как следствие, происходит омолаживание климата Земли.

Понятие и сущность парникового эффекта

Парниковый эффект - повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой , то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса.

Парниковый эффект наблюдал любой из нас: в теплицах или парниках температура всегда выше, чем снаружи. То же самое наблюдается и в масштабах Земного шара: солнечная энергия, проходя через атмосферу нагревает поверхность Земли, но излучаемая Землей тепловая энергия не может уйти обратно в космос, так как атмосфера Земли задерживает ее, действуя наподобие полиэтиленовой плёнки в парнике: она пропускает более короткое электромагнитное излучение (свет) от Солнца к Земле и задерживает длинноволновое излучение (инфракрасные волны), от поверхности Земли. Возникает эффект парника. Парниковый эффект возникает из-за наличия в атмосфере Земли газов, которые обладают способностью задерживать длинноволновую часть спектра. Они получили название «парниковых» или «тепличных» газов.

Парниковые газы присутствовали в атмосфере Земли в небольших количествах (около 0,1%) с момента ее образования. Этого количества было достаточно, чтобы поддерживать за счет парникового эффекта тепловой баланс Земли на уровне, пригодном для жизни. Это так называемый естественный парниковый эффект, не будь его, средняя температура поверхности Земли была бы на 30°С меньше, т.е. не +14° С, как сейчас,а -17° С.

Естественный парниковый эффект ничем не грозит ни Земле, ни человечеству, поскольку общее количество парниковых газов поддерживалось на одном уровне за счет естественных природных процессов. И это является для нас естественной средой обитания. Но увеличение в атмосфере концентрации парниковых газов приводит к усилению парникового эффекта и изменению теплового баланса Земли. Именно это и происходит в последние два столетия развития цивилизации. Сжигание угля, нефтепродуктов, природного газа поставляют в атмосферу около 22 миллиардов тонн парниковых газов в год.

К наиболее известным и распространенным парниковым газам относятся водяной пар (Н 2 О), углекислый газ (CO 2), метан (СН 4) и закись азота (N 2 O). Это парниковые газы прямого действия. Большая часть их образуются в процессе сжигания органического топлива.

Кроме того, есть еще две группы парниковых газов прямого действия, это галоуглероды и гексафторид серы (SF 6). Их выбросы в атмосферу связанны с современными технологиями и промышленными процессами (электроника и холодильное оборудование). Их количество в атмосфере совсем ничтожно, но их влияние на парниковый эффект (так называемый потенциал глобального потепления), в десятки тысяч раз сильнее, чем CO 2 .

Водяной пар – основной парниковый газ, ответственный более, чем за 60% естественного парникового эффекта. Антропогенное (т.е. искусственное) увеличение его концентрации в атмосфере пока не отмечалось. Однако увеличение температуры Земли, вызванное другими факторами, усиливает испарение воды океана, что, может привести к росту концентрации водяного пара в атмосфере и - к усилению парникового эффекта. С другой стороны, облака в атмосфере отражают прямой солнечный свет, что уменьшает поступление энергии на Землю и, соответственно, снижает парниковый эффект. Этот фактор сейчас не имеет для нас решающего значения.

Углекислый газ - наиболее известный из парниковых газов. Естественными источниками СО 2 являются вулканические выбросы, жизнедеятельность организмов. Антропогенными источниками являются сжигание органического топлива (включая лесные пожары), а также целый ряд промышленных процессов. Углекислый газ, по мнению большинства исследователей, несет основную ответственность за глобальное потепление, вызванное «парниковым эффектом». Концентрация CO 2 за два века индустриализации выросла более чем на 30% и пропорциональнаизменению среднегодовой температуры.

Метан - второй по значимости парниковый газ. Выделяется при на разработке месторождений каменного угля и природного газа, при разложении биомассы, на свалках (как составная часть биогаза), а также в сельском хозяйстве (скотоводство, рисоводство) и т.п. Источники дают около 250 миллионов тонн метана в год. Количество метана в атмосфере невелико, но его парниковый эффект или потенциал глобального потепления в 21 раз сильнее, чем у СO 2 .

Закись азота - третий по значимости парниковый газ: его воздействие в 310 раз сильнее, чем у СO 2, но содержится в атмосфере он в очень небольших количествах. В атмосферу попадает в результате жизнедеятельности растений и животных, а также при производстве и применении минеральных удобрений, он входит в состав выбросов предприятий химической промышленности.

Галоуглероды - газы, созданные для замены озоноразрушающих веществ. Используются в основном в холодильном оборудовании. Имеют исключительно высокие коэффициенты влияния на парниковый эффект: в 11000 раз выше, чем у СО 2 . Их выделение в окружающую среду невелики, но быстро возрастают.

Гексафторид серы - его поступление в атмосферу связано с электроникой и производством изоляционных материалов. Их доля так же не велика, но так же неуклонно возрастает.

Последствия глобального потепления

Главным последствием глобального потепления является повышение уровня мирового океана. Основными причинами подъёма являются: таяние материковых ледников (льды Антарктиды и Гренландии), горных ледников (ледяные шапки Гималаев), морских льдов, тепловое расширение океана и т.п.

Увеличение температуры на 4,5°С приведет к подъему уровня океана на высоту от40 до 120 см (по некоторым расчетам до 5 метров). Это означает затопление многих малых островов и прибрежных материковых территорий.

Древние коралловые рифы показывают насколько высоко могут подняться уровни моря после таяния ледников. Этот вид тропического коралла растёт только в мелкой воде, прямо у поверхности моря. Если он находится выше воды - он погибает, если он слишком глубоко - тоже погибает. Это прекрасный маркер уровня моря на протяжении истории. Если скопление кораллов находят выше уровня моря, это значит, что когда-то уровень моря был выше. Найденные древние кораллы показывают, что уровень моря достигал на шесть метров выше теперешнего уровня моря.

2/3 населения мира живёт в пределах 100 километровой зоны от моря. Последствия надвигающегося таяния могут быть катастрофическими. На территориях, подверженным наводнениям, окажутся около 100 миллионовжителей, более 300 миллионов людей будут вынуждены мигрировать, исчезнут некоторые государства (например, Нидерланды, Дания, часть Германии). Причем, затоплению прежде всего подвергнутся плотно заселенные и освоенные прибрежные районы. Так, при повышении уровня океана на 1 м будет затоплено до 15% пахотных земель Египта и 14% посевных площадей в Бангладеш, что вызовет переселение миллионов людей. Кроме того, произойдет осолонение прибрежных грунтовых вод, которые во многих районах земного шара представляют собой основной источник пресной воды. Наиболее уязвимыми окажутся обширные низкиеравнины, низовья крупных рек.Кроме того, значительно активизируются размыв береговой линии, что приведет к серьезным социально-экономическим последствиям, особенно в крупных городах, расположенных на морских побережьях. Начнётся массовое переселение народов.

Самый серьезный удар глобальным потеплением может быть нанесен по беднейшим странам, которые меньше всех ответственны за обострение данной проблемы, и которые наименее всего готовы к изменению климата. Потепление, в конце концов, может уничтожить все, что было достигнуто трудом предыдущих поколений.

Разрушение устоявшихся и привычных систем ведения сельского хозяйства под воздействием засух, ураганов, нерегулярных осадков и других факторов может реально поставить на грань голода примерно 600 миллионов человек. К 2080 году серьезную нехватку воды испытает 1,8 миллиард человек. Для человечества это будет экологическая катастрофа.

Из курса физики известно, что растворимость газов в воде уменьшается при повышении ее температуры.В диапазоне 10-20°С растворимость СО 2 уменьшается на 3% на каждый градус увеличения температуры воды. В Мировом океане содержится огромная масса углекислого газа - около 140 трлн. тонн, что в 60 раз больше, чем в атмосфере! Таким образом, при повышении температуры вод океана в атмосферу может выделиться огромное дополнительное количество СО 2 , которое во много раз превышает выбрасываемое, за счет деятельности человека, что резко усилит парниковый эффект. Следовательно, температура атмосферы повысится еще больше. И далее этот процесс уже не остановить - за повышением температуры воздуха последует дальнейшее повышение температуры Мирового океана и опять в атмосферу будет выброшено огромное количество углекислого газа.

Проблема затоплениякоснется и прибрежных территорий России. Так, при подъеме уровня океана на 1 м произойдет сильное преобразование морских берегов, в частности около 40% берегов европейской части России отступят на 100 м и более. Будут разрушены жилые и промышленные сооружения в таких городах, как Находка, Санкт-Петербург, Архангельск и др.

Потепление поверхностных вод Мирового океана и климата Земли в целом, по-видимому, приведет к перестройке атмосферных процессов и усилению штормовой активности в умеренных и тропических широтах. Зарождение и развитие тропических циклонов зависит от содержания тепла в верхнем слое океана. Анализ климата северного полушария за 1997 г., проведенный Гидрометцентром РФ, показал, что потепление вод Тихого океана, сопровождается специфическими погодными явлениями, которые зачастую имеют катастрофический характер: сильнейшими ливнями и наводнениями в Перу и Чили, засухами в Индонезии и Малайзии, мощными штормами у берегов Калифорнии.

При глобальном потеплении прогнозируется значительное увеличение количества ураганов, их силы и захватываемых ими территорий.

Очень сильно повлияет повышение уровня мирового океана и на океанические течения. Известно, что одним из факторов возникновения океанических течений является разница температур между арктическими и тропическими водами. Таяние полярных льдов способствует повышению температуры арктических вод, а значит, вызывает уменьшение температурной разницы между тропическими и арктическими водами, что не минуемо, в будущем приведёт к замедлению течений. А опреснение верхнего слоя мирового океана заставит уходить течения на более низкий уровень.

Одним из самых известных тёплых течений является Гольфстрим, благодаря которому во многих странах Северной Европы среднегодовая температура на 10 градусов выше, чем в других аналогичных климатических зонах Земли. Понятно, что остановка этого океанического конвейера тепла очень сильно повлияет на климат Европы. Математическое моделирование показало, чтобы полностью остановить Гольфстрим достаточно будет повышения температуры на 2-2,5 градуса. В настоящее время температура Северной Атлантики уже прогрелась на 0,2 градуса по сравнению с 70-ми годами.
Согласноматематическим расчётам полная остановка Гольфстрима может произойти уже к 2050 –му году, в результате чего климат Северной Европы, Ирландии, Исландии и Великобритании может стать холоднее настоящего, усилятся дожди и участятся шторма. Похолодание затронет также и Нидерланды, Бельгию, Скандинавию и север европейской части России.

Не меньше беспокойства вызывает состояние вечной мерзлоты. Известно, что в мерзлоте содержится до 10% неразложившейся органики. При сценарии потепления произойдёт массовый выброс в атмосферу парникового газа метана. При этом можно прогнозировать кардинальное изменение температуры воздуха, изменение климата.

Таким образом, стоит человеку преступить черту, как дальше наступает цепная реакция и климатическую систему уже не удастся вернуть в прежнее состояние.
Северный край России населен крайне скудно. Тем не менее хозяйственное значение области вечной мерзлоты трудно переоценить. Она, по сути, стратегический тыл экономики России, ее топливно-энергетическая база и валютный цех. Это - более 30% разведанных запасов всей нефти страны, около 60% природного газа, неисчислимые залежи каменного угля и торфа, большая часть гидроэнергоресурсов, запасов цветных металлов, золота и алмазов, огромные запасы древесины и пресной воды. Значительная часть природных богатств уже вовлечена в хозяйственный оборот. Создана дорогостоящая и уязвимая инфраструктура: нефтегазопромысловые объекты, магистральные нефте- и газопроводы протяженностью в тысячи километров, шахты и карьеры, гидроэлектростанции, возведены города и поселки, построены автомобильные и железные дороги, аэродромы и порты. На вечной мерзлоте стоят Магадан, Анадырь, Якутск, Мирный, Норильск, Игарка, Надым, Воркута.

Оттаивание из-за потепления климата насыщенных льдом пород мерзлоты будет сопровождаться просадками земной поверхности и развитием опасных мерзлотных геологических процессов. Начнется массовое разрушение зданий и инженерных сооружений таких как трубопроводы, железные и автомобильные дороги, построенных на мерзлом грунтовом основании. Такие последствия потепления климата могут стать разорительными для экономики.

Глобальное потепление климата к середине XXI в. может привести к смещению на сотни километров границ растительных зон тундры, лесов умеренного пояса, степей.Так в северных районах Евразии границы растительных зон передвинутся на север на 500-600 км, а зона тундры значительно сократится в своих размерах. По данным ЮНЕП, при изменении климата прогнозируется ускоренное снижение площадей тропического леса и саванн в Африке.

При глобальном потеплении климата и повышении температуры на 3-4 градуса природная зональность территории России претерпит существенные изменения. Так, на европейской части страны практически исчезнет тундра, сохранившись узкой полосой на арктическом побережье Сибири. Зона хвойных лесов (тайга) сместится к северу.
Зона широколиственных лесов, занимающая сейчас сравнительно небольшую площадь на западе страны и на Дальнем Востоке, увеличится, продвинувшись на север и восток, образуя единую широтную зону.
Степная и лесостепная зоны также расширятся. Сухие степи Калмыкии и Астраханской области, вероятно, сменятся настоящими пустынями.

Повышение температуры создаёт благоприятные условия для развития болезней, чему способствуют не только высокая температура и влажность, но и расширение ареала обитания ряда животных - переносчиков болезней. К середине 21 века ожидается, что заболеваемость малярией вырастет на 60%. Усиленное развитие микрофлоры и нехватка чистой питьевой воды будет способствовать росту инфекционных кишечных заболеваний. Быстрое размножение микроорганизмов в воздухе может увеличить заболеваемость астмой, различными респираторными болезнями.

Меры, необходимые для предотвращения глобального потепления

Международное сообщество признаёт опасность, связанную с постоянным ростом выбросов парниковых газов.

В декабре 1997 г. в Киото (Япония) был принят Киотский протокол, который обязывает индустриально развитые страны сократить к 2008-2012 годам выбросы парниковых газов на 5% от уровня 1990 года, в том числе Европейский союз должен сократить выбросы тепличных газов на 8%, США - на 7%, Япония - на 6%. России и Украине достаточно, чтобы их выбросы не превышали уровень 1990 года, а 3 страны (Австралия, Исландия и Норвегия) могут даже увеличить свои выбросы, поскольку обладают лесами, поглощающими CO 2 .

Для вступления Киотского протокола в силу необходимо, чтобы его ратифицировали государства, на долю которых приходится не менее 55 % выбросов парниковых газов. На сегодня протокол ратифицирован 161 страной мира (более 61 % общемировых выбросов). В России Киотский протокол ратифицирован в 2004 г. Заметным исключением стали США и Австралия, вносящие значительный вклад в парниковый эффект, но отказавшиеся ратифицировать протокол.

В 2007 году в Бали был подписан новый протокол, расширяющий перечень мер, которые необходимо предпринять для снижения антропогенного влияния на изменение климата. Вот некоторые из них:

1. Уменьшить сжигание ископаемого топлива

Сегодня 80% энергии мы получаем из ископаемого топлива, сжигание которого что является основным источником парниковых газов.

2. Шире использовать возобновляемые источники энергии.

Солнечная и ветровая энергия, энергия биомассы и геотермальная энергия, энергия приливов и отливов - сегодня использование альтернативных источников энергии становиться ключевым фактором для долгосрочного устойчивого развития человечества.

3. Прекратить уничтожение экосистем.

Должны быть прекращены всякие нападки на нетронутые экосистемы. Естественные экосистемы поглощают СО 2 и являются важным элементом в поддержании баланса СО 2 . Особенно хорошо с этим справляются леса. Но во многих регионах мира леса продолжают уничтожаться с катастрофической скоростью.

4. Снизить потери энергии при производстве и транспортировке энергии

Переход от крупномасштабной энергетики (ГЭС, ТЭЦ, АЭС) к мелким местным электростанциям позволит сократить потери энергии. При транспортировке энергии на дальнее расстояние может быть потеряно в пути до 50% энергии!

5. Снизить энергопотребление в строительном и жилищном секторе.

Должны быть приняты регламенты, предписывающие использовать при строительстве новых зданий энергоэффективные материалы и технологии, что позволит сократить потребление энергии в домах в несколько раз.

6. Новые законы и стимулы.

Должны быть приняты законы, облагающие повышенными налогами предприятия, превышающие лимиты выбросов СО 2, и предусматривающие налоговые льготы производителям энергии от возобновляемых источников и энергоэффективных товаров. Перенаправить финансовые потоки на развитие именно этих технологий и производств.

7. Новые способы перемещения

Сегодня в больших городах выбросы автотранспорта составляет 60-80% всех выбросов. Необходимо поощрять использование новых экологически безопасных видов транспорта, поддерживать общественный транспорт, развивать инфраструктуры для велосипедистов.

8. Пропагандировать и стимулировать энергосбережение и бережно использование природных ресурсов жителями всех стран. Эти меры позволят сократить выбросы в атмосферу парниковых газов развитыми странами на 80% к 2050 году, а развивающимися - на 30% к 2030.

Заключение

В последнее время проблема парникового эффекта становится все более и более острой. Климатическая обстановка в мире требует принятия безотлагательных мер. Доказательством этому могут служить некоторые последствия парникового эффекта, проявляющиеся уже сегодня.

Влажные районы становятся еще влажнее. Непрерывные дожди, которые вызывают резкое увеличение уровня рек и озер, случаются все чаще. Разливающиеся реки затапливают прибрежные поселения, вынуждая жителей покидать свои дома, спасая свои жизни.

В противоположность этому, сухие районы стали еще более засушливыми. В мире наблюдаются засухи столь интенсивные, какие не наблюдались уже в течение 100 лет.

Однако, несмотря на эти природные предупреждения, человечество не принимает меры по снижению выбросов в атмосферу. И пока во главу угла будет ставиться собственное благосостояние, прогресса в решении вопросов глобального потепления не предвидится.

Безусловно, климат Земли очень устойчивая экологическая система, обладающая мощными механизмами стабилизации. Но некоторые учёные опасаются, что эти предохранительные механизмы уже не могут противостоять влиянию человека и планетарное потепление вышло из под контроля. Надо отдавать себе отчёт, что речь идёт не о разрушении экологической системы, а б её изменении. Мы сами определённым образом изменяем климат на планете Земля. И существующейцивилизации людей там не будет места. Человечество не погибнет. Но ход развития человечества в целомпретерпит коренные изменения.

Можно предположить, что неизбежное изменение климата и других природных условий на поверхности Земли станет началом движения к новому глобальному равновесию, новому глобальному единству Природы и Цивилизации.

Список литературы

1. Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. – Л. : Гидрометеоиздат, 1980. – 352 с.

2. Будыко М.И. Глобальная экология. – М. : Мысль, 1977. – 328 с.

3. Будыко М.И. Изменения климата. – Л. : Гидрометеоиздат, 1974. – 280 с

4. Баландин Р.К., Бондарев Л.Г. Природа и цивилизация, М.1988г

5. Бобылев С.Н., Грицевич И.Г. Глобальное изменение климата и экономическое развитие. - М.: ЮНЕП, 2005. - 64 с.;

6. Дроздов О.А., Арапов П.П., Лугина К.М., Мосолова Г.И. Об особенностях климата при потеплениях последних столетий // Тез. докл. Всеросс. науч. конф. Казань. 2000. С. 24-26;

7. Кондратьев К.Я. Глобальные изменения на рубеже тысячелетий // Вестник РАН. 2000. С. 29-37;

8. Лавров С.Б. глобальные проблемы современности. - СПб.: Проспект, 2000. - 341 с.;

9. Лосев К.С., Горшков В.Г., Кондратьев К.Я. Проблемы экологии России - М.: ВИНИТИ, 2001. - 247 с.;

10. Парниковый эффект, изменение климата и экосистемы (под ред. Б. Болина, Б.Р. Десса и др.), Л.1989г.

Ввиду того что средняя температура поверхности Земли составляет около 15 С, в приводимом расчете недооценивается количество энергии, излучаемой земным шаром. Однако если бы расчет был основан исключительно на балансе коротковолновой радиации (см. пример 12.1), значение температуры воздуха в стратосфере было бы гораздо меньше.  

Чему равен коэффициент полного излучения тела, если при температуре 15 С (средняя температура поверхности Земли) оно имеет ту же мощность излучения.  

Естественный парниковый эффект создает прирост средней температуры на поверхности Земли на 30 С. При его отсутствии средняя температура поверхности Земли, составляющая в настоящее время 15 С, понизилась бы до - 15 С, т.е. началось бы глобальное оледенение.  

Экранирующая роль атмосферы в процессах передачи теплоты от Солнца к Земле и от Земли в Космос влияет на среднюю температуру биосферы, которая длительное время находилась на уровне около 15 С. Расчеты показывают, что при отсутствии атмосферы средняя температура поверхности Земли составляла бы приблизительно - 15 С.  

Средняя температура поверхности Земли равна 14 С. Пласа, при удвоении содержания СОг в атмосфере средняя температура поверхности Земли повысилась бы на 2 - 4 С.  

В принципе мы можем использовать в качестве индикаторов различных сторон солнечной активности другие откладывающиеся в древесных кольцах изотопы, например дейтерий. В это м случае отношение содержания D2 к содержанию Н1 связано со средней температурой поверхности Земли в период осаждения изотопа и обнаруживает 22-летнюю периодичность. Однако никто еще не доказал достаточно убедительно, что эта флуктуация связана именно с солнечным циклом. Можно строить догадки о том, что энергетическая светимость Солнца изменяется вместе с 22-летним магнитным циклом или же что есть некая сложная связь между знаком солнечного полоидального поля и климатом на Земле. Но без элементарной демонстрации того, что отношение содержаний дейтерия и водорода, отложенных в древесных кольцах, соответствует хорошо установленному начиная с 1610 г. поведению Солнца, нельзя использовать эти изотопы в качестве индикаторов солнечной активности в прошлом.  

Существует, впрочем, и другое направление научной мысли; его сторонники убеждены, что все более интенсивное образование аэрозолей - дыма и смога, вызванное сжиганием органических топлив, постепенно приводит к охлаждению земной поверхности. Подобное мнение было первоначально основано на весьма шатких доводах о том, что средняя температура поверхности Земли, как показывают наблюдения, начала якобы понижаться с 1945 г. - как раз с того самого времени, когда увеличился объем выбросов промышленных аэрозолей в атмосферу. Этот аргумент представляется довольно спорным хотя бы потому, что колебания климата зависят от множества других факторов, и столь незначительное понижение температуры, как это было в период между 1945 и 1965 гг., относится к самым обыкновенным климатическим явлениям.  

Дж / (см2 - мин); k - доля излучения, поглощенного атмосферой; а. Стефана - Больцмана, равная 5 67 - Ю-8 Дж / (м2 - К4); е - эффективное излучение Земли; Т - средняя температура поверхности Земли, К. Множитель 5 / 4 используется здесь потому, что поток приходящего солнечного излучения должен быть осреднен за полные сутки и по всей площади поверхности Земли.  

При анализе закономерностей, приведенных на рис. 2.3, следует отметить, что описанный автоколебательный процесс может быть синхронизирован внешними воздействиями, меняющими температуру Гольфстрима и скорость изменения солености вод Ледовитого океана и Лабрадорского течения в области приближения их к пороговой (s) точке. К таким воздействиям могут относиться процессы, меняющие мощность поступающей от Солнца тепловой энергии и интенсивность отражения этой энергии поверхностью Земли (изменения величины альбедо), в конечном результате приводящие к изменению средней температуры поверхности Земли.  

Видимые лучи, энергия которых составляет значительную часть солнечного излучения (около 40 %), свободно проникают сквозь атмосферу и поглощаются земной поверхностью. За счет поглощенной энергии земная поверхность излучает инфракрасные лучи, которые поглощаются водяным паром и нагревают атмосферу. Если бы этого не было, то средняя температура поверхности Земли составляла бы не 15 С, как это имеет место на самом деле, а была бы значительно ниже нуля.  

Температура поверхности Земли отражает прогрев воздуха в какой-либо конкретной области нашей планеты.

Как правило, для ее измерения используют специальные приборы - термометры, расположенные в небольших будках. Температура воздуха измеряется минимум на высоте 2 метров от земли.

Средняя температура поверхности Земли

Под средней температурой поверхности Земли подразумевают количество градусов не в каком-либо конкретном месте, а усредненную цифру со всех точек нашего Земного шара. Например, если в Москве температура воздуха составляет 30 градусов, а в Санкт-Петербурге 20, то средняя температура в области этих двух городов будет составлять 25 градусов.

(Снимок со спутника температуры поверхности Земли в месяце январе со шкалой значений по Кельвину )

При расчете средней температуры Земли берут показания не с конкретного региона, а со всех областей Земного шара. На данный момент средняя температура Земли составляет +12 градусов по Цельсию.

Минимум и максимум

Самая низкая температура была зафиксирована в 2010 году в Антарктиде. Рекорд составил -93 градуса по Цельсию. Самой жаркой точкой на планете является пустыня Деште-Лут, расположившаяся в Иране, где рекордная температура составила + 70 градусов.

(Средняя температура за июль )

Антарктида исконно считается самым холодным местом на Земле. За право именоваться самым теплым материком постоянно соревнуются Африка и Северная Америка. Однако все остальные материки расположились тоже не так далеко, отставая от лидеров всего на несколько градусов.

Распределение тепла и света на Земле

Основную часть тепла наша планета получает благодаря звезде по имени Солнце. Несмотря на довольно внушительное расстояние, разделяющее нас, доходящего количества излучения более чем достаточно для жителей Земли.

(Средняя температура за январь распределенная по поверхности Земли )

Как известно, Земля постоянно вращается вокруг Солнца, которое освещает лишь одну часть нашей планеты. Отсюда и происходит неравномерное распределение тепла по планете. Земля имеет эллипсоидную форму, вследствие чего лучи Солнца падают на разные участки Земли под разными углами. От этого и происходит дисбаланс по распределению тепла на планете.

Еще одним немаловажным фактором, влияющим на распределение тепла, является наклон земной оси, по которой планета и делает полный оборот вокруг Солнца. Этот наклон равен 66, 5 градусам, поэтому наша планета постоянно обращена северной частью в сторону Полярной звезды.

Именно благодаря этому наклону мы имеем сезонные и временные изменения, а именно количество света и тепла днем или ночью то растет, то убывает, а лето сменяется осенью.