Изменения климата – длительные (свыше 10 лет) направленные или ритмические изменения климатических условий на Земле в целом или в ее крупных регионах. Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, в огромной степени, деятельность человека. По данным Всемирной метеорологической организации, в последние десятилетия среднегодовая температура увеличивается аномально быстро.

Проблема глобального изменения климата является одной из ключевых экологических проблем Земли. Причиной изменения климата являются динамические процессы на планете, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, в огромной степени, деятельность человека.

Неклиматические факторы и их влияние на изменение климата

1.  Последние исследования показывают, что парниковые газы являются главной причиной глобального потепления.  Согласно исследованиям, парниковый эффект, возникающий в результате нагревания атмосферы тепловой энергией, удерживаемой парниковыми газами, является ключевым процессом, регулирующим температуру Земли. Растущий уровень диоксида углерода считается главной причиной глобального потепления, начиная с 1950 года. Согласно данным Межгосударственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) от 2007 года, концентрация СО2 в атмосфере в 2005 году составила 379 чнм3, в доиндустриальный период она составляла 280 чнм3. Чтобы предотвратить резкое потепление в ближайшие годы, концентрация углекислоты должна быть снижена до уровня, существовавшего до индустриальной эпохи - до 350 частей на миллион (0,035%) (сейчас - 385 частей на миллион и увеличивается на 2 миллионные доли (0,0002%) в год, в основном из-за сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов).

2. Тектоника литосферных плит. На протяжении длительных отрезков времени тектонические движения плит перемещают континенты, формируют океаны, создают и разрушают горные хребты, т. е. создают поверхность, на которой существует климат. Недавние исследования показывают, что тектонические движения усугубили условия последнего ледникового периода: около 3 млн лет назад северо- и южноамериканская плиты столкнулись, образовав Панамский перешеек и закрыв пути для прямого смешивания вод Атлантического и Тихого океанов.

3.  Солнечное излучение. Солнце является основным источником тепла в климатической системе. Солнечная энергия, превращённая на поверхности Земли в тепло, является неотъемлемой составляющей, формирующей земной климат. Если рассматривать длительный период времени, то в этих рамках Солнце становится ярче и выделяет больше энергии, т. к. развивается согласно главной последовательности. Это медленное развитие влияет и на земную атмосферу.

4. Изменения орбиты. По своему влиянию на климат изменения земной орбиты сходны с колебаниями солнечной активности, поскольку небольшие отклонения в положении орбиты приводят к перераспределению солнечного излучения на поверхности Земли.

5. Вулканизм. Одно сильное извержение вулкана способно повлиять на климат, вызвав похолодание длительностью несколько лет. Гигантские извержения, формирующие крупнейшие магматические провинции, случаются всего несколько раз в сто миллионов лет, но они влияют на климат в течение миллионов лет и являются причиной вымирания видов.

Вулканы являются также частью геохимического цикла углерода. На протяжении многих геологических периодов диоксид углерода высвобождался из недр Земли в атмосферу, нейтрализуя тем самым количество СО2, изъятого из атмосферы и связанного осадочными породами и другими геологическими поглотителями СО2. Однако этот вклад не сравнится по величине с антропогенной эмиссией оксида углерода, которая, по оценкам Геологической службы США, в 130 раз превышает количество СО2, эмитированного вулканами.

Антропогенное воздействие на изменение климата

Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат.

1. Сжигание топлива. Начав расти во время промышленной революции в 1850-х годах и постепенно ускоряясь, потребление человечеством топлива привело к тому, что сейчас уровень СО2 в атмосфере несоизмеримо выше, чем когда-либо за последние 750 000 лет. Вместе с увеличивающейся концентрацией метана эти изменения предвещают рост температуры на 1.4-5.6°С в промежутке между 1990 и 2100 годами.

2. Аэрозоли. Считается, что антропогенные аэрозоли, особенно сульфаты, выбрасываемые при сжигании топлива, влияют на охлаждение атмосферы.

3. Цементная промышленность. Производство цемента является интенсивным источником выбросов СО2, на него приходится приблизительно 2.5 % выбросов индустриальных процессов (энергетический и промышленный секторы).

4. Землепользование. Существенное влияние на климат оказывает землепользование. Орошение, вырубка лесов и сельское хозяйство коренным образом меняют окружающую среду. Например, на орошаемой территории изменяется водный баланс. Землепользование может изменить изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо) отдельно взятой территории, поскольку изменяет свойства подстилающей поверхности и тем самым количество поглощаемого солнечного излучения.

5. Скотоводство. Согласно отчету ООН скот является причиной 18% выбросов парниковых газов в мире. Это включает в себя и изменения в землепользовании, т. е. вырубку леса под пастбища. В дополнение к выбросам СО2, скотоводство является причиной выброса 65% оксида азота и 37% метана, имеющих антропогенное происхождение.

Все эти факторы губительно сказывается на жизни и здоровье очень многих представителей флоры и фауны. Звери, птицы и рыбы страдают от перенасыщения воздуха углекислым газом.  Места их обитания сокращаются из года в год.

Самыми уязвимыми на планете существами являются обитатели полярных территорий. Морской лед исчезает, а с ним уходит и привычная среда обитания жителей местности. Глобальное потепление может привести к исчезновению многих видов животных, обитающих в этой местности.

"Этот регион отличается большим биологическим разнообразием. Здесь очень много различных форм жизни, если они исчезнут, их больше нигде нельзя будет найти", - говорит биолог-маринист Дейв Барнс. Императорский пингвин — красивейшая птица. Он приспособился к арктическим холодам и ветрам. Но его пространство уменьшается. И пища, криль, исчезает. Из-за прихода слишком ранней весны (виновник – глобальное изменение климата), берлоги белых медведей, где в это время подрастают их детеныши, обваливаются. Медвежата оказываются погребенными заживо. Та же ситуация с тюленями. На местах бывшей тундровой мерзлоты начинают расти деревья. Это увеличивает среду обитания одних животных за счет других. Это "сталкивает их лбами" и заставляет яростно бороться за территории – источники пропитания. И всегда находится более слабый соперник. Например, песец. Лис больше и они сильнее этого зверя. Новый враг неотступно преследует песца в некоторых районах тундры.

Существуют прогнозы исчезновения до 30-40% видов растений и животных Земли, поскольку их среда обитания будет изменяться быстрее, чем они могут приспособиться к этим изменениям.

Всемирный фонд дикой природы (WWF) назвал десять животных, популяциям которых грозит гибель из-за глобального изменения климата на нашей планете. "По оценкам ученых, если выбросы парниковых газов останутся на прежнем уровне, к 2050 году исчезнет четверть известных нам сегодня видов животных и растений", - говорится в составленном экологами списке животных, находящихся под угрозой исчезновения.

Главным символом угрозы изменения климата экологи называют белого медведя. По их мнению, при современном темпе роста глобальной температуры на Земле к середине XXI века 42% летнего льда будет потеряно, и через 75 лет белый медведь может исчезнуть как вид. Вторыми в списке экологов значатся бенгальские тигры, обитающие в расположенном на границе между Бангладеш и Индией массиве мангровых лесов Сандарбан. Из-за ежегодного подъема уровня моря на 4 миллиметра в течение 50 лет около 70% местообитания тигров может быть потеряно. На третьем месте в списке - кораллы, более 80% которых через несколько десятков лет может исчезнуть навсегда. В 1998 году из-за обесцвечивания кораллов, вызванного изменением климатических условий, погибло 16% мировых запасов коралловых рифов. Рекордно жаркие температуры воздуха лишают рифы питательных веществ и полностью их обесцвечивают. Изменение климата в Австралии из-за сокращения осадков и увеличения температуры ставит многие виды австралийских животных на грань вымирания, в том числе кенгуру валлаби, а также коаловые, древесные и другие виды австралийских кенгуру. Еще одним видом животных, которым смертельно угрожает сокращение площади льдов в Арктике, ученые называют китов, в том числе популяции нарвалов и белух. Шестым номером в списке значатся четыре популяции пингвинов, численность которых сильно уменьшилась за последние годы. Повышение температуры приводит к таянию антарктических льдов и истощению водных биоресурсов, от которых зависит выживание пингвинов. Некоторые колонии императорского пингвина сократились в два раза за последние 50 лет, а на северо-западном побережье Антарктики пингвинов Адели стало меньше на 65% за последние 25 лет. Седьмое место занимают морские черепахи, для потомства которых опасно изменение климата - температура гнезда четко определяет пол потомков: холод производит мужское потомство, тогда как тепло способствует появлению женского. Потепление мест гнездования уменьшает количество мужского потомства, серьезно угрожая тем самым жизнеспособности популяций черепах. На двух островах Индонезии, где живут орангутаны, глобальное изменение климата приведет к росту количество осадков в сезон дождей и пожаров в сухой период. Из-за своей медлительности многие орангутаны погибают в разгул огненной стихии. За последние десять лет численность орангутанов сократилась на 30-50%, и в дальнейшем единственный вид этой обезьяны в Азии может исчезнуть в течение нескольких десятилетий. На девятом месте в списке - слоны, места обитания которых будут также сокращаться из-за более сухого и менее предсказуемого климата в Африке южнее Сахары. Замыкают список альбатросы - шесть из семи видов австралийского альбатроса наиболее уязвимы из-за того, что привязаны к одному месту гнездования. Также они зависят от температуры воды: теплая вода менее богата едой, и из-за недостатка пищи многие птицы погибают.