Велика енциклопедія нафти та газу. Температура Землі. Розподіл температури повітря Землі

Розвиток науки і прогрес у техніці дозволив людині знаходити причини незрозумілих раніше явищ природи на планеті, що впливають безпосередньо на повсякденне життя. Зараз за допомогою штучних супутниківвдається вимірювати загальну температуруна землі.

Наслідки загального підвищення температури

У середині Неопротерозойської ери протягом 220 млн. років Земля повністю була в замерзлому стані і вкрита багатокілометровим шаром льоду. Вчені прозвали планету того періоду – «Земля-сніжок».

Температура повітря визначає лише погоду різних ділянках Землі. Але поверхня планети нагрівається значно швидше за повітря. Нагрів поверхні залежить як від прямого впливу Сонця, а й причин, викликаних наслідком такого впливу. Наприклад, середня температура залежить від рослинного покриву, інтенсивності та зміни океанічних течій. Танення вічної мерзлоти у північних районах супроводжується випаровуванням величезної кількості метану. Його збільшення у верхніх шарах атмосфери викликає парниковий ефект. Тоді інфрачервоні промені, прогрівши поверхню планети, не залишають атмосферу, а, відбиваючись назад, нагрівають її знову і знову.

Аномальні температури

Аномальна спека серпня 2010 року в Росії за тривалістю та ступенем наслідків не мала аналогів за більш ніж вікову історіюспостережень погоди Навіть літо 1938 та 1972 років не пішли в порівнянні з такими «аномаліями».

Дані про температуру поверхні Землі вчені інтенсивно використовують для того, щоб змоделювати погоду та розрахувати всі фактори, що впливають на господарську діяльністьлюдини. Тому вченим важливо знати середнє значення температури планети. За останніми даними експертів Інституту космічних дослідженьНАСА, середня температура Землі нині становить +15,5°С.

Наука, що займається вивченням структури, складу, динаміки та явищ в атмосфері землі називається фізикою атмосфери. За допомогою цієї науки відбувається вивчення клімату Землі, моделювання його можливих коливань та змін. Однак донедавна не спостерігалося особливого інтересудо результатів та висновків вчених як з боку звичайних людей, і політиків. Адже перші прогнози майбутнього потепління були зроблені видатним радянським кліматологом М.Будико ще наприкінці 60-х років минулого століття - коли в атмосфері спостерігалася тенденція до зниження температури повітря біля землі! Тоді це сприймалося як екзотичні висловлювання, зате тепер не минає і сезону, щоб знову і знову не велися як на побутовому, так і найвищому. політичному рівняхрозмови про те, що «клімат теплішає».

Мене зацікавила ця тема тим, що зміна клімату може безпосередньо змінити і навіть зруйнувати весь звичний спосіб життя всього людства. І я спробувала розібратися у цій проблемі.

Цілі та завдання роботи

Мета цієї роботи -розглянути причину глобального потеплінняна Землі, проаналізувати можливі наслідки та знайти способи запобігання зміні клімату.

Причини зміни клімату

Клімат – багаторічний режимпогоди , характерний даної території з їїгеографічного становища. Але нас цікавитимуть не самі погодні умови, а ті процеси в атмосфері, які змінюють цю складну системувзаємодії атмосфери, гідросфери та літосфери.

У Останнім часомпосилився антропогенний фактор, що впливає на стан атмосферних процесів. Антропогенний – це викликаний діяльністю людини. Основним антропогенним впливомє посилення парникового ефекту, вплив якого на зміну клімату в останні два століття у 8 разів вищий за вплив змін сонячної активності.

Протягом мільйонів років існування нашої планети рослинні організмизбільшували свою біомасу під впливом сонячного світла. У процесі фотосинтезу (Фотосинтез - процес освіти органічних речовинз Вуглекислий газта води на світлі за участю фотосинтетичних пігментів) відбувалося розщеплення Вуглекислий газна кисень та вуглець. Кисень виділявся в атмосферу, а вуглець був основним будівельним матеріаломдля рослин. Нафта, вугілля – це запасена мільйони років тому сонячна енергія.

Внаслідок процесу фотосинтезу за мільйони років змінювався склад атмосфери. Зменшувалася кількість вуглекислого газу та збільшувалася кількість кисню, змінювався і сам клімат Землі.

Нині відбувається зворотний процес. Людство використовує запасену сонячну енергію,вивільняючи її у процесах згоряння. Внаслідок цього зв'язується кисень і вивільняється вуглекислий газ. Тобто повернення стану атмосфери до свого первісного стану і, як наслідок, відбувається омолоджування клімату Землі.

Поняття та сутність парникового ефекту

Парниковий ефект- Підвищення температури нижніх шарів атмосфери планети в порівнянні з ефективною температурою, тобто температурою теплового випромінюванняпланети, що спостерігається з космосу.

Парниковий ефект спостерігав будь-який із нас: у теплицях чи парниках температура завжди вища, ніж зовні. Те саме спостерігається і в масштабах Земної кулі: сонячна енергія, проходячи через атмосферу, нагріває поверхню Землі, але випромінюється Землею. теплова енергіяне може піти назад у космос, оскільки атмосфера Землі затримує її, діючи на кшталт поліетиленової плівки у парнику: вона пропускає коротше електромагнітне випромінювання(Світло) від Сонця до Землі і затримує довгохвильове випромінювання ( інфрачервоні хвилі), від Землі. Виникає ефект парника. Парниковий ефект виникає через наявність в атмосфері Землі газів, які мають здатність затримувати довгохвильову частину спектра. Вони отримали назву парникових або тепличних газів.

Парникові гази були в атмосфері Землі в невеликих кількостях (близько 0,1%) з моменту її утворення. Цієї кількості було достатньо, щоб підтримувати за рахунок парникового ефекту тепловий баланс Землі на рівні, придатному для життя. Це так званий природний парниковий ефект, якби не було його, середня температура поверхні Землі була на 30°С менше, тобто. не +14 ° С, як зараз, а -17 ° С.

Природний парниковий ефект нічим не загрожує ні Землі, ні людству, оскільки Загальна кількість парникових газівпідтримувалося на одному рівні за рахунок природних природних процесів. І це є для нас природним середовищемпроживання. Але збільшення в атмосфері концентрації парникових газів призводить до посилення парникового ефекту та зміни теплового балансуЗемлі. Саме це відбувається в останні два століття розвитку цивілізації. Спалювання вугілля, нафтопродуктів, природного газупостачають в атмосферу близько 22 мільярдів тонн парникових газів на рік.

До найвідоміших і найпоширеніших парникових газів відносяться водяна пара(Н 2 Про), вуглекислий газ(CO 2), метан(СН 4) та закис азоту (N 2 O). Це парникові гази прямої дії. Більшість їх утворюються у процесі спалювання органічного палива.

Крім того, є ще дві групи парникових газів прямої дії. галовуглеціі гексафторид сірки(SF 6). Їхні викиди в атмосферу пов'язані з сучасними технологіямита промисловими процесами (електроніка та холодильне обладнання). Їхня кількість в атмосфері дуже мізерна, але їхній вплив на парниковий ефект (так званий потенціал глобального потепління), у десятки тисяч разів сильніший, ніж CO 2 .

Водяна пара – основний парниковий газ, відповідальний більш ніж за 60% природного парникового ефекту. Антропогенне (тобто штучне) збільшення його концентрації в атмосфері поки що не відзначалося. Однак збільшення температури Землі, викликане іншими факторами, посилює випаровування води океану, що, може призвести до зростання концентрації водяної пари в атмосфері та - до посилення парникового ефекту. З іншого боку, хмари в атмосфері відбивають прямий сонячне світлощо зменшує надходження енергії на Землю і, відповідно, знижує парниковий ефект. Цей чинник нині немає для нас вирішального значення.

Вуглекислий газ - найбільш відомий із парникових газів. Природними джерелами 2 є вулканічні викиди, життєдіяльність організмів. Антропогенними джереламиє спалювання органічного палива (включаючи лісові пожежі), а також цілий ряд промислових процесів. Вуглекислий газ, на думку більшості дослідників, несе основну відповідальність за глобальне потепління, спричинене «парниковим ефектом». Концентрація CO 2 за два століття індустріалізації зросла більш ніж на 30% і пропорційна до зміни середньорічної температури.

Метан – другий за значимістю парниковий газ. Виділяється при розробці родовищ кам'яного вугіллята природного газу, при розкладанні біомаси, на звалищах (як складова частинабіогазу), а також у сільському господарстві (скотарство, рисівництво) тощо. Джерела дають близько 250 мільйонів тонн метану на рік. Кількість метану в атмосфері невелика, але його парниковий ефект або потенціал глобального потепління в 21 разів сильніший, ніж у СО2.

Закис азоту - третій за значимістю парниковий газ: його вплив у 310 разів сильніший, ніж у СО 2, але міститься в атмосфері він у дуже невеликих кількостях. В атмосферу потрапляє внаслідок життєдіяльності рослин та тварин, а також при виробництві та застосуванні мінеральних добривВін входить до складу викидів підприємств хімічної промисловості.

Галовуглеці - гази, створені для заміни озоноруйнівних речовин. Використовуються в основному холодильне обладнання. Мають виключно високі коефіцієнти впливу на парниковий ефект: у 11000 разів вище, ніж у СО2. Їх виділення в навколишнє середовищеневеликі, але швидко зростають.

Гексафторид сірки - його надходження в атмосферу пов'язане з електронікою та виробництвом ізоляційних матеріалів. Їхня частка так само не велика, але так само неухильно зростає.

Наслідки глобального потепління

Головним наслідком глобального потепління є підвищення світового океану. Основними причинами підйому є: танення материкових льодовиків (льоди Антарктиди та Гренландії), гірських льодовиків (крижані шапки Гімалаїв), морських льодів, теплове розширенняокеану тощо.

Збільшення температури на 4,5 ° С призведе до зростання рівня океану на висоту від 40 до 120 см (за деякими розрахунками до 5 метрів). Це означає затоплення багатьох малих островів та прибережних материкових територій.

Стародавні коралові рифи показують, наскільки високо можуть піднятися рівні моря після танення льодовиків. Цей вид тропічного корала росте лише у дрібній воді, прямо біля поверхні моря. Якщо він знаходиться вище за воду - він гине, якщо він занадто глибоко - теж гине. Це чудовий маркер рівня моря протягом історії. Якщо скупчення коралів знаходять вище за рівень моря, це означає, що колись рівень моря був вищим. Знайдені стародавні корали показують, що рівень моря досягав на шість метрів вище за теперішній рівень моря.

2/3 населення світу мешкає в межах 100 кілометрової зони від моря. Наслідки танення, що насувається, можуть бути катастрофічними. На територіях, схильних до повеней, виявляться близько 100 мільйонів мешканців, понад 300 мільйонів людей будуть змушені мігрувати, зникнуть деякі держави (наприклад, Нідерланди, Данія, частина Німеччини). Причому затоплення насамперед зазнають щільно заселені та освоєні прибережні райони. Так, при підвищенні рівня океану на 1 м буде затоплено до 15% орних земель Єгипту та 14% посівних площ у Бангладеш, що спричинить переселення мільйонів людей. Крім того, відбудеться осолонення прибережних ґрунтових вод, які в багатьох районах земної кулі є основним джерелом. прісної води. Найбільш уразливими виявляться великі низькі рівнини, низов'я великих річок. Крім того, значно активізуються розмив берегової лінії, що призведе до серйозних соціально-економічних наслідків, особливо в великих містах, що розташовані на морських узбережжях. Почнеться масове переселеннянародів.

Найсерйозніший удар глобальним потеплінням може бути завдано по найбідніших країнах, які найменше відповідальні за загострення цієї проблеми, і найменш готові до зміни клімату. Зрештою, потепління може знищити все, що було досягнуто працею попередніх поколінь.

Руйнування усталених і звичних систем ведення сільського господарствапід впливом посух, ураганів, нерегулярних опадів та інших факторів може реально поставити на межу голоду приблизно 600 мільйонів людей. До 2080 року серйозної нестачі води зазнає 1,8 мільярда людей. Для людства це буде екологічна катастрофа.

З курсу фізики відомо, що розчинність газів у воді зменшується при підвищенні її температури. У Світовому океані міститься величезна маса вуглекислого газу – близько 140 трлн. тонн, що у 60 разів більше, ніж у атмосфері! Таким чином, при підвищенні температури вод океану в атмосферу може виділитися величезна додаткова кількість СО 2 , яка у багато разів перевищує за рахунок діяльності людини, що різко посилить парниковий ефект. Отже, температура атмосфери збільшиться ще більше. І далі цей процес вже не зупинити - за підвищенням температури повітря піде подальше підвищеннятемператури Світового океану і знову в атмосферу буде викинуто велика кількістьВуглекислий газ.

Проблема затоплення торкнеться і прибережних територій Росії. При підйомі рівня океану на 1 м відбудеться сильне перетворення морських берегів, зокрема близько 40% берегів європейської частини Росії відступлять на 100 м і більше. Будуть зруйновані житлові та промислові споруди у таких містах, як Знахідка, Санкт-Петербург, Архангельськ та ін.

Потепління поверхневих водСвітового океану та клімату Землі загалом, мабуть, призведе до перебудови атмосферних процесів та посилення штормової активності в помірних та тропічних широтах. Зародження та розвиток тропічних циклонів залежить від вмісту тепла в верхньому шаріокеану. Аналіз клімату північної півкулі за 1997 р., проведений Гідрометцентром РФ, показав, що потепління вод Тихого океану, супроводжується специфічними погодними явищами, які найчастіше мають катастрофічний характер: найсильнішими зливами та повенями в Перу та Чилі, посухами в Індонезії та Малайзії, потужними штормами біля берегів Каліфорнії.

При глобальному потеплінні прогнозується значне збільшення кількості ураганів, їх сили та територій, що захоплюються ними.

Дуже сильно вплине підвищення рівня світового океану та океанічні течії. Відомо, що одним із факторів виникнення океанічних течій є різниця температур між арктичними та тропічними водами. Танення полярних льодівсприяє підвищенню температури арктичних вод, а значить, викликає зменшення температурної різниці між тропічними та арктичними водами, що не минає, у майбутньому призведе до уповільнення течій. А опріснення верхнього шару світового океану змусить йти течії на нижчий рівень.

Одним із найвідоміших теплих течійє Гольфстрім, завдяки якому у багатьох країнах Північної Європи середньорічна температурана 10 градусів вище, ніж в інших аналогічних кліматичних зонахЗемлі. Зрозуміло, що зупинка цього океанічного конвеєра тепла дуже вплине на клімат Європи. Математичне моделюванняпоказало, щоб повністю зупинити Гольфстрім достатньо підвищення температури на 2-2,5 градуса. Наразі температура Північної Атлантики вже прогрілася на 0,2 градуси порівняно з 70-ми роками.
Згідно з математичними розрахунками повна зупинка Гольфстріму може статися вже до 2050-го року, внаслідок чого клімат Північної Європи, Ірландії, Ісландії та Великобританії може стати холоднішим за сьогодення, посиляться дощі та почастішають шторми. Похолодання торкнеться також Нідерланди, Бельгію, Скандинавію і північ європейської частини Росії.

Не менше занепокоєння викликає стан вічної мерзлоти. Відомо, що в мерзлоті міститься до 10% органіки, що не розклалася. За сценарію потепління відбудеться масовий викид в атмосферу парникового газу метану. При цьому можна прогнозувати кардинальна змінатемператури повітря, зміна клімату

Таким чином, варто людині переступити межу, як далі настає ланцюгова реакціята кліматичну систему вже не вдасться повернути у колишній стан .
Північний край Росії населений вкрай мізерно. Проте господарське значенняобласті вічної мерзлоти важко переоцінити. Вона, по суті, стратегічний тил економіки Росії, її паливно-енергетична база та валютний цех. Це - понад 30% розвіданих запасів усієї нафти країни, близько 60% природного газу, незліченні поклади кам'яного вугілля та торфу. більша частинагідроенергоресурсів, запасів кольорових металів, золота та алмазів, величезні запаси деревини та прісної води. Значна частина природних багатстввже залучена до господарського обороту. Створено дорогу та вразливу інфраструктуру: нафтогазопромислові об'єкти, магістральні нафто- та газопроводи довжиною в тисячі кілометрів, шахти та кар'єри, гідроелектростанції, зведено міста та селища, збудовано автомобільні та залізниці, аеродроми та порти. на вічній мерзлотістоять Магадан, Анадир, Якутськ, Мирний, Норильськ, Ігарка, Надим, Воркута.

Відтавання через потепління клімату насичених льодомпорід мерзлоти супроводжуватиметься просіданнями земної поверхні та розвитком небезпечних мерзлотних геологічних процесів. Почнеться масова руйнація будівель та інженерних спорудтаких як трубопроводи, залізні та автомобільні дороги, побудованих на мерзлій ґрунтовій основі. Такі наслідки потепління клімату можуть стати руйнівними для економіки.

Глобальне потепління клімату до середині XXIв. може призвести до усунення на сотні кілометрів кордонів рослинних зонтундри, лісів помірного поясу, степів.Так у північних районах Євразії межі рослинних зон пересунуться на північ на 500-600 км, а зона тундри значно скоротиться у своїх розмірах. За даними ЮНЕП, за зміни клімату прогнозується прискорене зниження площ тропічного лісута саван в Африка.

При глобальному потеплінні клімату та підвищенні температури на 3-4 градуси природна зональністьтериторії Росії зазнає суттєвих змін. Так, на європейській частині країни практично зникне тундра, зберігшись вузькою смугою на арктичному узбережжі Сибіру. Зона хвойних лісів (тайга) зміститься на північ.
Зона широколистяних лісів, що займає зараз порівняно невелику площу на заході країни та на Далекому Сході, збільшиться, просунувшись північ і схід, утворюючи єдину широтну зону.
Степова та лісостепова зонитакож розширяться. Сухі степи Калмикії та Астраханської областіЙмовірно, зміняться справжніми пустелями

Підвищення температури створює сприятливі умовиу розвиток хвороб, чому сприяють як висока температура і вологість, а й розширення ареалу проживання низки тварин - переносників хвороб. До середини 21 століття очікується, що захворюваність на малярію зросте на 60%. Посилений розвиток мікрофлори та нестача чистої питної водисприятиме зростанню інфекційних кишкових захворювань. Швидке розмноження мікроорганізмів у повітрі може збільшити захворюваність на астму, різні респіраторні хвороби.

Заходи, необхідні для запобігання глобальному потеплінню

Міжнародне співтовариство визнає небезпеку, пов'язану з постійним зростаннямвикидів парникових газів

У грудні 1997 р. у Кіото (Японія) було прийнято Кіотський протокол, який зобов'язує індустріально розвинені країни скоротити до 2008-2012 років викиди парникових газів на 5% рівня 1990 року, зокрема Європейський Союзмає скоротити викиди тепличних газів на 8%, США – на 7%, Японія – на 6%. Росії та Україні достатньо, щоб їх викиди не перевищували рівень 1990 року, а 3 країни (Австралія, Ісландія та Норвегія) можуть навіть збільшити свої викиди, оскільки мають ліси, що поглинають CO 2 .

Для набуття Кіотського протоколу чинності необхідно, щоб його ратифікували держави, частку яких припадає щонайменше 55 % викидів парникових газів. На сьогодні протокол ратифіковано 161 країною світу (понад 61% загальносвітових викидів). У Росії Кіотський протокол ратифікований в 2004 р. Помітним винятком стали США і Австралія, які роблять значний внесок у парниковий ефект, але відмовилися ратифікувати протокол.

У 2007 році в Балі було підписано новий протокол, який розширює перелік заходів, які необхідно вжити для зниження антропогенного впливузміна клімату. Ось деякі з них:

1. Зменшити спалювання викопного палива

Сьогодні 80% енергії ми отримуємо з викопного палива, спалювання якого є основним джерелом парникових газів.

2. Ширше використовувати поновлювані джерела енергії.

Сонячна та вітрова енергія, енергія біомаси та геотермальна енергія, енергія припливів та відливів - сьогодні використання альтернативних джереленергії ставати ключовим факторомдля довгострокового сталого розвиткулюдства.

3. Припинити знищення екосистем.

Повинні бути припинені будь-які нападки на незаймані екосистеми. Природні екосистемипоглинають СО 2 і є важливим елементому підтримці балансу СО 2 . Особливо добре із цим справляються ліси. Але в багатьох регіонах світу ліси продовжують знищуватись із катастрофічною швидкістю.

4. Зменшити втрати енергії при виробництві та транспортуванні енергії

Перехід від великомасштабної енергетики (ГЕС, ТЕЦ, АЕС) до дрібних місцевих електростанцій дозволить скоротити втрати енергії. При транспортуванні енергії на дальню відстань може бути втрачено на шляху до 50% енергії!

5. Зменшити енергоспоживання у будівельному та житловому секторі.

Повинні бути ухвалені регламенти, що наказують використовувати при будівництві нових будівель енергоефективні матеріали та технології, що дозволить скоротити споживання енергії у будинках у кілька разів.

6. Нові закони та стимули.

Повинні бути прийняті закони, що обкладають підвищені податки підприємства, що перевищують ліміти викидів СО 2 , і передбачають податкові пільги виробникам енергії від поновлюваних джерел та енергоефективних товарів. Перенаправити фінансові потоки на розвиток саме цих технологій та виробництв.

7. Нові способи переміщення

Сьогодні в великих містахвикиди автотранспорту становлять 60-80% всіх викидів. Необхідно заохочувати використання нових екологічно безпечних видівтранспорту, підтримувати громадський транспорт, розвивати інфраструктуру для велосипедистів.

8. Пропагувати та стимулювати енергозбереження та дбайливо використання природних ресурсівжителями всіх країн. Ці заходи дозволять скоротити викиди в атмосферу парникових газів розвиненими країнамина 80% до 2050 року, а тими, хто розвивається - на 30% до 2030 року.

Висновок

Останнім часом проблема парникового ефекту стає дедалі гострішою. Кліматична обстановка у світі вимагає вжиття невідкладних заходів. Доказом цього можуть бути деякі наслідки парникового ефекту, що виявляються вже сьогодні.

Вологі райони стають ще вологішими. Безперервні дощі, що викликають різке збільшеннярівня річок та озер, трапляються все частіше. Річки, що розливаються, затоплюють прибережні поселення, змушуючи жителів залишати свої будинки, рятуючи свої життя.

На противагу цьому, сухі райони стали ще більш посушливими. У світі спостерігаються посухи настільки інтенсивні, які не спостерігалися протягом 100 років.

Однак, незважаючи на ці природні попередження, людство не вживає заходів щодо зниження викидів в атмосферу. І поки в основу буде ставитися власний добробут, прогресу у вирішенні питань глобального потепління не передбачається

Безумовно, клімат Землі дуже стійка екологічна система, що має потужні механізми стабілізації. Але деякі вчені побоюються, що ці запобіжні механізми вже не можуть протистояти впливу людини і планетарне потепління вийшло з-під контролю. Треба усвідомлювати, що йдеться не про руйнування екологічної системи, А б її зміні. Ми самі певним чином змінюємо клімат планети Земля. І існуючої цивілізації людей там не буде місця. Людство не загине. Але хід розвитку людства загалом зазнає докорінних змін.

Можна припустити, що неминуча зміна клімату та інших природних умовна поверхні Землі стане початком руху до нової глобальної рівноваги, нової глобальної єдності Природи та Цивілізації.

Список літератури

1. Будико М.І. Клімат у минулому та майбутньому. - Л.: Гідрометеоздат, 1980. - 352 с.

2. Будико М.І. Світова екологія. - М.: Думка, 1977. - 328 с.

3. Будико М.І. Зміни клімату. - Л.: Гідрометеоздат, 1974. - 280 с

4. Баландін Р.К., Бондарєв Л.Г. Природа та цивілізація, М.1988г

5. Бобильов С.М., Грицевич І.Г. Глобальна зміна клімату та економічний розвиток. – М.: ЮНЕП, 2005. – 64 с.;

6. Дроздов О.А., Арапов П.П., Лугіна К.М., Мосолова Г.І. Про особливості клімату при потепліннях останніх століть// Тез. доп. Всерос. наук. конф. Казань. 2000. С. 24-26;

7. Кондратьєв К.Я. Глобальні змінимежі тисячоліть // Вісник РАН. 2000. С. 29-37;

8. Лавров С.Б. глобальні проблемисучасності. – СПб.: Проспект, 2000. – 341 с.;

9. Лосєв К.С., Горшков В.Г., Кондратьєв К.Я. Проблеми екології Росії – М.: ВІНІТІ, 2001. – 247 с.;

10. Парниковий ефект, зміна клімату та екосистеми (за ред. Б. Боліна, Б.Р. Десса та ін), Л.1989г.

Зважаючи на те, що середня температура поверхні Землі становить близько 15 С, у розрахунку недооцінюється кількість енергії, що випромінюється земною кулею. Однак якби розрахунок був заснований виключно на балансі короткохвильової радіації (див. приклад 12.1), значення температури повітря в стратосфері було б набагато менше.

Чому дорівнює коефіцієнт повного випромінюваннятіла, якщо за нормальної температури 15 З (середня температура поверхні Землі) воно має таку ж потужність випромінювання.

Природний парниковий ефект створює приріст середньої температури лежить на поверхні Землі на 30 З. За його відсутності середня температура поверхні Землі, що становить нині 15 З, знизилася до - 15 З, тобто. почалося б глобальне заледеніння.

Екрануюча роль атмосфери у процесах передачі теплоти від Сонця до Землі та від Землі до Космосу впливає на середню температуру біосфери, яка довгий часперебувала лише на рівні близько 15 З. Розрахунки показують, що за відсутності атмосфери середня температура поверхні Землі становила приблизно - 15 З.

Середня температураповерхні Землі дорівнює 14 С. Пласа, при подвоєнні вмісту СОг в атмосфері середня температура поверхні Землі підвищилася на 2 - 4 С.

В принципі ми можемо використовувати як індикатори різних сторінсонячної активності інші ізотопи, що відкладаються в деревних кільцях, наприклад дейтерій. У цьому випадку відношення змісту D2 до змісту Н1 пов'язане із середньою температурою поверхні Землі в період осадження ізотопу і виявляє 22-річну періодичність. Однак ніхто ще не довів досить переконливо, що ця флуктуація пов'язана саме з сонячним циклом. Можна будувати припущення про те, що енергетична світністьСонця змінюється разом з 22-річним магнітним циклом або що є якась складний зв'язокміж знаком сонячного полоїдального поля та кліматом на Землі. Але без елементарної демонстрації того, що відношення вмісту дейтерію і водню, відкладених у деревних кільцях, відповідає добре встановленому починаючи з 1610 р. поведінці Сонця, не можна використовувати ці ізотопи як індикатори сонячної активності в минулому.

Існує, втім, і інший напрямок наукової думки; його прихильники переконані, що все більш інтенсивне утворення аерозолів - диму та смогу, спричинене спалюванням органічних палив, поступово призводить до охолодження земної поверхні. Подібна думка була спочатку заснована на досить хитких доводах про те, що середня температура поверхні Землі, як свідчать спостереження, почала нібито знижуватися з 1945 р. - саме з того часу, коли збільшився обсяг викидів промислових аерозолів в атмосферу. Цей аргумент видається досить спірним хоча б тому, що коливання клімату залежать від багатьох інших факторів, і настільки незначне зниження температури, як це було в період між 1945 і 1965 рр., відноситься до звичайнісіньких кліматичних явищ.

Дж/(см2 – хв); k – частка випромінювання, поглиненого атмосферою; а. Стефана – Больцмана, рівна 5 67 – Ю-8 Дж/(м2 – К4); е – ефективне випромінювання Землі; Т - середня температура поверхні Землі, К. Множник 5/4 використовується тут тому, що потік приходить сонячного випромінюванняповинен бути опосередкований за повну добу і по всій площі Землі.

Під час аналізу закономірностей, наведених на рис. 2.3 слід зазначити, що описаний автоколивальний процес може бути синхронізований зовнішніми впливами, що змінюють температуру Гольфстріму та швидкість зміни солоності вод Льодовитого океануі Лабрадорського течії в області наближення їх до порогової (s) точки. До таких впливів можуть належати процеси, що змінюють потужність теплової енергії, що надходить від Сонця, і інтенсивність відображення цієї енергії поверхнею Землі (зміни величини альбедо), в кінцевому результатіщо призводять до зміни середньої температури поверхні Землі.

Видимі промені, енергія яких становить значну частинусонячного випромінювання (близько 40%) вільно проникають крізь атмосферу і поглинаються земною поверхнею. За рахунок поглиненої енергії земна поверхнявипромінює інфрачервоні промені, які поглинаються водяною парою та нагрівають атмосферу. Якби цього не було, то середня температура поверхні Землі становила б не 15 С, як це має місце насправді, а була б значно нижчою за нуль.

Температура поверхні Землі відбиває прогрів повітря будь-якої конкретної галузіпланети.

Як правило, для її вимірювання використовують спеціальні прилади – термометри, розташовані у невеликих будках. Температура повітря вимірюється щонайменше на висоті 2 метрів від землі.

Середня температура поверхні Землі

Під середньою температурою поверхні Землі мають на увазі кількість градусів не в якомусь конкретному місці, а усереднену цифру з усіх точок нашої Земної кулі. Наприклад, якщо в Москві температура повітря становить 30 градусів, а в Санкт-Петербурзі 20, то середня температура в області цих двох міст становитиме 25 градусів.

(Знімок із супутника температури поверхні Землі в місяці січні зі шкалою значень Кельвіна)

При розрахунку середньої температури Землі беруть свідчення не з конкретного регіону, а з усіх областей Земної кулі. на Наразісередня температура Землі становить +12 градусів за Цельсієм.

Мінімум та максимум

Сама низька температурабула зафіксована у 2010 році в Антарктиді. Рекорд становив -93 градуси за Цельсієм. Найспекотнішою точкою на планеті є пустеля Деште-Лут, що розташувалася в Ірані, де рекордна температура становила +70 градусів.

(Середня температура за липень )

Антарктида споконвічно вважається найхолоднішим місцем Землі. За право називатися найтеплішим материком постійно змагаються Африка та Північна Америка. Однак усі інші материки розташувалися теж не так далеко, відстаючи від лідерів лише на кілька градусів.

Розподіл тепла та світла на Землі

Основну частину тепла наша планета отримує завдяки зірці на ім'я Сонце. Незважаючи на досить велику відстань, що розділяє нас, кількість випромінювання, що доходить, більш ніж достатньо для жителів Землі.

(Середня температура за січеньрозподілена поверхнею Землі)

Як відомо, Земля постійно обертається навколо Сонця, яке висвітлює лише одну частину нашої планети. Звідси і відбувається нерівномірний розподіл тепла планетою. Земля має еліпсоїдну форму, внаслідок чого промені Сонця падають на різні ділянки Землі під різними кутами. Від цього і відбувається дисбаланс щодо розподілу тепла на планеті.

Ще одним важливим фактором, що впливає на розподіл тепла, є нахил земної осі, за якою планета і робить повний оборотнавколо Сонця. Цей нахил дорівнює 66,5 градусам, тому наша планета постійно обернута північною частиною у бік Полярної зірки.

Саме завдяки цьому нахилу ми маємо сезонні та тимчасові зміни, а саме кількість світла та тепла вдень чи вночі то зростає, то зменшується, а літо змінюється восени.