Изменение климата оказывает многогранное влияние на природу. В то же время гидроклиматическая система Земли очень сложна, поэтому влияние глобальных изменений в каждом месте разное. Влияние изменения климата на природу наиболее наглядно демонстрируется рядом с природными индикаторами: ледниками, океаническим льдом, снежным покровом, растительностью и водой. Глобальная проблема изменения климата — как влияет на природу?
Что такое современные климатические изменения в целом? Если их кратко охарактеризовать одним словом, то это потепление, а если использовать два — глобальное потепление. Часто существует знак равенства между глобальными изменениями и глобальным потеплением, но эти две концепции частично совпадают. Хотя повышение температуры является их самой важной особенностью, современные изменения еще далеки от завершения.
Очень характерное явление — учащение экстремальных погодных явлений.
Бури, град, тропические циклоны, проливные дожди, частые проявления жары, холода и засухи. Это можно объяснить увеличением энергии в более теплой атмосфере, которая является двигателем климатических процессов. Контрасты климата с каждым годом усиливаются. Повышение глобальной температуры в некоторых местах связано с усилением потепления, в то время как в других температура не повышается или даже может опускаться. То есть природа разных мест на Земле неодинаково реагирует на глобальные изменения. Это затрудняет прогнозирование их воздействия на климат, воду, почву, растительность, животных и людей на данной ограниченной территории.
В дополнение к данным, полученным с помощью метеорологических приборов, о современном изменении климата можно судить по поведению природы, наблюдая так называемые природные индикаторы. Это те природные тела и явления, которые достаточно быстро и выразительно реагируют на кратковременные изменения климатических элементов.
Один из лучших природных индикаторов — растительность.
Потепление вызывает «продвижение» лесов в высокие широты и в горы. Ухудшение условий для отдельных видов подавляет их рост и делает их более восприимчивыми к вредителям, а в ряде мест в связи с изменением условий среды происходят изменения видового состава (сукцессий).
Еще один показатель — частое возникновение экстремальных погодных явлений.
Более теплая океанская вода испаряет больше влаги из воздуха и заряжает его большим количеством энергии, которая выделяется в атмосферу в результате конденсации. В результате бури становятся сильнее, мощнее и долговечнее. В последние годы участились случаи очень продолжительных и сильных тропических циклонов. Некоторые из них, пересекая океан с востока на запад, достигают континентов и вместо того, чтобы оседать при соприкосновении с сушей, пересекают тропический круг и попадают в ловушку западных ветров, подпитываясь морской влагой и «атакующих» побережья умеренных широт. В 2012 году на Нью-Йорк, расположенный на 38 северной широте, обрушился беспрецедентный тропический шторм (ураган «Сэнди»), а в последние годы циклоны тропического происхождения все чаще достигают берегов Ирландии и Великобритании.
Растет и интенсивность неблагоприятных (опасных) климатических явлений в умеренных широтах — обильных осадков, продолжительных засух, метелей, смерчей и других. В ряде мест было обнаружено изменение частоты и силы отдельных метеорологических явлений, даже если это не оказывает значительного влияния на средние климатические значения.
Изменения уровня моря, ледников, океанического льда и озер играют важную роль в индикаторах изменения климата.
Ледники очень четко реагируют на климатические колебания. Каждый год баланс между накоплением снега и таянием меняется в зависимости от конкретных значений температуры и осадков, при положительном балансе ледник увеличивает свою длину и толщину, а при отрицательном балансе уменьшает. Поведение ледников — это обобщенная реакция на климатические колебания в течение более длительного периода времени.
За последние 160 лет площадь оледенения в Альпах уменьшилась более чем в два раза, а объем увеличился в три раза. Аналогичная картина наблюдается во многих других горах мира. В случае континентальных ледников уменьшение площади в процентном отношении меньше, но в абсолютном выражении потери объема значительны.
Особую тревогу вызывает ускоренное таяние ледникового покрова Гренландии.
В последние годы на поверхности ледяного плато наблюдаются многочисленные голубые лужи, которая впадает в трещины во льду (некоторые из них имеют глубину до сотен метров). Достигая дна ледника, растопленная вода протекает между ледяной глыбой и основанием породы, создавая условия для скольжения ледяной массы и, таким образом, способствуя ускорению движения льда и его таяния. Ледник Западной Антарктики также переживает сильное таяние, особенно в его шельфовой части. Здесь периодически отламываются огромные айсберги, а целые ледяные поля разламываются и исчезают в море. Ледник Восточной Антарктиды является наиболее стабильным из-за своей большой мощности и сильного климатического влияния.
В последние годы в Арктике произошло серьезное уменьшение площади океанических льдов. Сужение площади сопровождается вертикальным истончением льда. При среднем значении за период 1980-2010 гг. В 5,52 млн км2 осенью 2012 г. (в сентябре, когда регистрируется наименьшая протяженность льда в течение годового цикла) абсолютный минимум с момента регистрации наблюдений составляет 3,41. млн км2. Сразу после него — минимум с 2020 года — 3,74 млн км2, а за ними — значение с 2019 г. — 4,15 млн км2. Уменьшаются и площади максимального (весеннего) распространения полярных льдов. Кроме того, наблюдается серьезное уменьшение средней толщины векового льда.
Около 1/3 поверхности земли в течение некоторого времени года покрыто снегом. Индикатором изменения климата является уменьшение площади и толщины снежного покрова, особенно весной, когда он тает. По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), в период с 1960 по 2018 год средняя площадь снежного покрова в Северном полушарии за март — апрель составляла 25,1 млн км2 (NOAA, 2019). Площадь уменьшается, хотя колебания от года к году значительны.
В связи с современным потеплением в период с 1900 г.
Уровень Мирового океана поднялся примерно на 20 см, из которых высота 7,5 см была зафиксирована только за последнюю четверть века. 42% этого увеличения связано с тепловым расширением океанской воды в результате ее более высокой температуры, 21% — с таянием ледников в малых и умеренных широтах, 15% — с таянием ледника Гренландии и 8% — с ледниками Антарктики. Повышение уровня имеет ряд негативных последствий: затопляются плодородные прибрежные земли, и для предотвращения этого требуются дорогостоящие меры береговой защиты (строительство дамб и шлюзов). Постепенное повышение уровня приводит к неумолимой и высокой активности абразивных процессов, разрушающих морские берега, поскольку состояние равновесия не может быть достигнуто.
Море «кусает» все больше и больше участков суши, оползни постоянно усиливаются. Частота наводнений выше из-за более легкого проникновения волн на сушу. Небольшой положительный эффект — снижение разрушительной силы рек в связи с повышением уровня эрозионной базы.
Повышение температуры в высоких широтах приводит к уменьшению толщины вечной мерзлоты. Разжижение грунтовых вод в местах, где они до сих пор замершие, вызывает проседание почвы (потому что вода толще льда). В результате деформируется и даже разрушается наземная инфраструктура — дестабилизируются автомобильные и железные дороги, водо — и газопроводы, фундаменты зданий и других строительных объектов. Поскольку лед в почве и скалах слипает свои частицы и фрагменты друг с другом, когда он тает, установленный механический баланс нарушается, и образуются оползни. Берега становятся очень восприимчивыми к абразии моря и начинают осыпаться. Деревья в лесах дестабилизированы, некоторые из них наклоняются, а сами леса становятся гораздо более восприимчивыми к вырубке сильным ветром.
По мере увеличения содержания CO2 в атмосфере все больше и больше этого газа растворяется в океанской воде. Образуется больше угольной кислоты (H2CO3) и увеличивается концентрация ионов водорода в воде, то есть повышается ее кислотность.
Подкисление воды в Мировом океане — научно доказанное явление.
- За последние 30 лет среднее значение pH в поверхностных слоях океана снизилось с 8,3 до 8,1, что соответствует увеличению кислотности на 30%, и ожидается, что к концу этого столетия оно достигнет 7,8.
Повышение кислотности затрудняет извлечение карбонатных ионов из воды морскими организмами, поскольку они все больше притягиваются и соединяются со свободными ионами водорода. Повышенное содержание H2CO3 также приводит к большей растворимости карбонатных соединений и тканей, которые уже были синтезированы организмами (например, раковинами), что является прямой серьезной угрозой для жизни многих видов морских животных и растений. Особенно кораллы уязвимы, чьи колонии являются средой обитания тысяч видов растений и животных на малых широтах. Повышение кислотности по той же причине наблюдается не только в море, но и в грунтовых, речных и озерных водах.
Потепление океанской воды приводит к усилению цветения и чрезмерному развитию фитопланктона из-за удлинения вегетационного периода в морях с ярко выраженной климатической сезонностью и ко всем описанным выше последствиям.
