Download
1 / 53
620 likes | 1.23k Views
Klimata pārmaiņas. Klimats un tā mainība. Klimats ir mums apkārt norisošo laika apstākļu, meteoroloģisko parādību un notikumu apkopojums ilgā laika posmā, kas var apvienot gan pāris gadus, gadu desmitus, un pat gadu tūkstošus.
E N D
Klimats un tā mainība Klimats ir mums apkārt norisošo laika apstākļu, meteoroloģisko parādību un notikumu apkopojums ilgā laika posmā, kas var apvienot gan pāris gadus, gadu desmitus, un pat gadu tūkstošus. Klimatu raksturo vidējotas un ilglaicīgas atmosfēras fizikālo rādītāju vērtības, kas raksturīgas Zemei kopumā (globālais klimats) vai noteiktai teritorijai (valstij vai reģionam). Konkrētās teritorijas klimats ir daudz pastāvīgāks nekā laika apstākļi un klimatu nosaka Saules starojuma daudzums un sadalījums gada laikā, atmosfēras cirkulācijas raksturs, zemes virsmas raksturs. Zemes klimats ir ļoti sarežģīta sistēma un galvenais to veidojošais faktors ir enerģijas plūsmas, kuras Zeme saņem no Saules. Klimats veidojas no Saules nākošajai enerģijai izkliedējoties un mijiedarbojoties ar Zemi, līdz ar to klimata sistēmu var definēt kā sastāvošu no atmosfēras, hidrosfēras, kriosfēras (Zemes ledāju un sniega segas, un mūžīgā sasaluma), litosfēras un biosfēras. Atmosfēra ir klimata sistēmas visnestabilākā un straujāk mainīgā daļa, kuru veido gāzes, ūdens tvaiki, kā arī putekļi un aerosoli. Izmaiņas var rasties piesārņojuma rezultātā, ko rada cilvēka darbības, piemēram, fosilā kurināmā sadedzināšana, rūpnīcu darbība, dažādu ķimikāliju izmantošana lauksaimniecībā, tropisko lietusmežu izciršana. Klimata mainība notiek lēni un pakāpeniski, taču iespējams, ka kādu negaidītu procesu rezultātā (vulkāna izvirdumi, meteorītu krišana) klimata izmaiņas var norisināties strauji un neparedzami. Pētot ilgtermiņā veiktus laika apstākļu novērojumus ir iespējams konstatēt klimata pārmaiņas, tādas kā „mazais ledus laikmets”, kas pastāvēja Ziemeļeiropā starp 15. un 18. gs.
ANO Vispārējā konvencija par klimata pārmaiņām ANO Vispārējā konvencija par klimata pārmaiņām (The United Nations Framework Convention on Climate Change – UN FCCC) ir starptautisks daudzpusējs vides līgums, kas tika pieņemta ANO konferencē par vidi un attīstību (Riodežaneiro, 1992.). Konvencija mērķis ir stabilizēt siltumnīcefekta gāzu koncentrāciju atmosfērā tādā līmenī, kas novērstu bīstamu antropogēnu iejaukšanos pasaules klimata sistēmā. Pati konvencija neizvirza nekādus obligātus ierobežojumus attiecībā uz siltumnīcefekta gāzu emisiju atsevišķām valstīm un nesatur īstenošanas mehānismus. Juridiski saistošā daļa ir Kioto protokols, kas izriet no Konvencijas. ANO Vispārējo konvenciju par klimata pārmaiņām ir parakstījušas un ratificējušas194 valstis.Viens no pirmajiem uzdevumiem bija izveidot valstu siltumnīcefekta gāzu uzskaiti - emisijas un piesaiste, kas tika izmantota, lai noteiktu1990. gadam atbilstošu bāzes līmeni, kā arī noteiktu dalībvalstu nepieciešamību samazināt SEG emisijas noteiktā apjomā.
ANO Vispārējā konvencija par klimata pārmaiņām • Konvencijas Sekretariāts atrodas Bonna, Vācijā. • No 2006. līdz 2010. gadam par Sekretariāta vadītājs bija YvodeBoerno Nīderlandes. • 2010. gadā viņu nomainīja ChristianaFigueresno Kostarikas. • Sekretariāta mērķis ir sanāksmēs panākt vienprātību par problēmas stratēģisko risinājumu. • Konvencijas dalībvalstis katru gadu kopš 1995. gada organizē konferencēs (ConferenceofParties - COP), lai novērtētu panākto progresu, klimata pārmaiņu jomā. • 1997. gadā tika pieņemts Kioto protokols un noteikti juridiski saistoši pienākumi valstīm, lai samazinātu siltumnīcefekta gāzu emisijas. • Kioto protokols ietver trīs mehānismus: • - kopīgi īstenojamie projekti, • - starptautisko emisiju tirdzniecība, • - tīras attīstības mehānisms.
Klimata pārmaiņu starpvaldību Padome (The Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC) ir galvenā starptautiskā organizācija, kas izveidota klimata pārmaiņu seku mazināšanai. To izveidoja ANO Vides Programma un Pasaules meteoroloģiskā organizācija 1988. gadā. Tās galvenais uzdevums ir veidot skaidru zinātnisku pasaules uzskatu par klimata izmaiņām un to potenciālo ietekmi uz vidi un sociāli-ekonomiskajām sistēmām. Pašlaik Padomē piedalās 195 ANO dalībvalstis. Pasaules meteoroloģiskā organizācija Ženēvā, kur ir izvietojies arī IPPC Sekretariāts
Indijas premjers Manmohan Singh (zils turbāns) un Indijas Vides un mežu ministrs Jaraim Ramesh (aiz premjera) daudzpusējā sanāksmē ar ASV prezidentu Baraku Obamu, Ķīnas premjeru Wen Jiabao, Brazīlijas prezidentu Lula da Silva un DĀR prezidentu Jacob Zuma ANO Klimata kongresā. Connie Hedegaard, ANO Klimata kongresa galvenā organizatore (2009. gada decembris, Kopenhāgena). Tagad ES Klimata komisāre.
Ieguvumi: Vienošanās par “Zaļo Klimata fondu” ("Green Climate Fund“). Vienošanās par “Klimata Tehnoloģiju centru” ("Climate Technology Center“). Turpināsies darbs, lai sagatavotu Otro Kioto protokola periodu. Dalībvalstu centieni nepieļaut, lai globālā gada vidējā temperatuūra nepaaugstinātos vairāk kā par 2°C, salīdzinot ar pirmsindustriālo periodu. Virzīšanās uz “zema oglekļa izmantošanas sabiedrības” (low-carbon society) modeli. Aicinājums attīstītām valstīm samazināt savas siltumnīcefektu izraisošo gāzu emisijas, bet attīstošām valstīm plānot to emisiju samazināšanu. Vāji attīstītām valstīm paredzēt 100 miljardus ASV dolāru gadā, lai veicinātu siltumnīcefektu izraisošo gāzu emisiju samazināšanu un adaptāciju.
From left to right: UN Secretary-General Ban Ki-mmon, President of South Africa Jacob Zuma, President of the Conference Maite Nkoana-Mashabane and UNFCC Deputy Executive Secretary Richard Kinley Durbanas platforma: Līdz 2015. gadam jāsagatavo jauns starptautisks līgums, kas aizvietos Kioto protokolu un stāsies spēkā no 2020. gada. Tiek iesaistītas attīstošās valstis (Ķīna, Indija), kā arī ASV, kura nav parakstījusi Kioto protokolu. Tiek attīstīta ideja par “Zaļo klimata fondu” – tas nodrošinās 100 miljardus ASV dolāru gadā trūcīgām valstīm.
Kioto protokola darbības laiks tiek pagarināts līdz 2020. gadam.Diemžēl tas attiecas tikai uz 15 % no pasaules oglekļa dioksīda emisijām, jo dokumenta apstiprināšanā neiesaistījās Kanāda, Japāna, Krievija, Baltkrievija, Ukraina, Jaunzēlande un ASV. Kioto protokols nekādi neattiecas uz emisiju samazinājumu jaunattīstības valstīs (Ķīna - pasaulē lielākais CO2 emitētājs; Indija; Brazīlija). Konferencē tika gūti nelieli panākumi par finansējumu “Zaļajam klimata fondam”. 10 million Facebook likesfor continuation of the Kyoto protocol
Kioto mērķu izpilde SEG emisijas Eiropas Savienībā
Kioto protokola mērķis ir samazināt globālās siltumnīcefekta gāzu emisijas
SEG emisiju sadalījums pa tautsaimniecības nozarēm Latvijā Kanādā Linda Leja, 2005
Globālās klimata sistēmas galvenie elementi un to mainību ietekmējošie procesi
Zemes klimats Zemes klimats ir sarežģīta sistēma, ko galvenokārt veido enerģijas plūsma, kuru Zemes virsma saņem no Saules. Enerģijas daudzums, kas sasniedz Zemes virsmu, ir 342 W/m2. Aptuveni trešā daļa no Saules plūstošā starojuma enerģijas tiek atstarota atpakaļ kosmiskajā telpā gan no mākoņu segas un Zemes virsmas, gan arī atmosfērā esošo putekļu un aerosolu ietekmē. Zemes klimata veidošanā liela nozīme ir dabiski pastāvošam siltumnīcefektam. Oglekļa dioksīds absorbē (tāpat kā ūdens molekulas, ozons, metāns un citas vielas) un atstaro infrasarkano starojumu, kuru emitē Zemes virsma. Temperatūru uz Zemes nosaka līdzsvars starp ienākošo Saules starojuma enerģiju un no Zemes virsmas atstaroto enerģiju. Saules enerģijas daļu, kas tiek atstarota, sauc par albedo. Vispirms no Zemes virsmas tiek atstarots infrasarkanais starojums (starojums ar lielu viļņa garumu), un šo procesu var aprakstīt ar Stefana-Bolcmaņa likumu: J = εσ T2 ε – konstante, kas apraksta atstarošanas intensitāti no Zemes virsmas (vidēji 0,97 ūdens virsmai); σ – absolūti melna ķermeņa starojuma konstante 5,7 × 10-12 W/cm2K4; T – absolūtā temperatūra.
Zemes enerģijas bilance Pēc Stefana-Bolcmaņa formulas aprēķinātā Zemes temperatūra ir ievērojami zemāka nekā faktiskā temperatūra. Tātad uz Zemes esošā temperatūra, kas nodrošina dzīvības pastāvēšanu, lielā mērā ir atkarīga no siltumnīcefekta. Dažādas siltumnīcefektu veidojošās vielas var atšķirīgi ietekmēt Zemes klimatu, ņemot vēra gan šo vielu spēju atstarot atpakaļ infrasarkano starojumu, gan arī to koncentrāciju atmosfērā. Ja Zemes atmosfēru veidotu tikai slāpeklis un skābeklis, Zemes vidējā temperatūra būtu tikai 6 °C, jo šīs gāzes nespēj aktīvi iekļauties Zemes siltuma plūsmā (faktiski Zemes vidējā temperatūra ir aptuveni 15 °C). Ogļskābā gāze (CO2), metāns (CH4), ka arī ūdens tvaiki, nonākot atmosfērā, var darboties līdzīgi kā siltumnīcas stikls, - tas ir caurlaidīgs ienākošajam starojumam, bet aiztur no Zemes virsmas atstaroto infrasarkano (siltuma) starojumu. Ņemot vērā šādu iedarbības efektu, šīs gāzes sauc par siltumnīcefekta gāzēm. Jo augstāka to koncentrācija atmosfērā, jo vairāk infrasarkanā starojuma (siltuma) tiek aizturēts Zemes atmosfērā un vairāk pieaug Zemes temperatūra. Hipotēzi par siltumnīcefektu veidojošo gāzu un galvenokārt par CO2 nozīmi Zemes klimata izmaiņās izvirzīja zviedru ķīmiķis Svante Areniuss jau 1896. gadā. Mūsdienās pilnībā apstiprinājušies viņa aprēķini, ka CO2 koncentrācijas dubultošanās var izraisīt Zemes vidējās temperatūras pieaugumu par 5–6 °C. Svante August Arrhenius (1859–1927)
Siltumnīcefekts Klimats ir atkarīgs no Saules aktivitātes. Saules aktivitāte ir lielā mērā mainīga, bet tā nav atkarīga no cilvēka darbības. Vienkāršākais Saules aktivitātes mainību raksturojošo procesu kopums ir “Saules plankumi”. To veidošanos uz Saules raksturo 11 gadu atkārtošanās cikls. Saules plankumu veidošanās laikā ievērojami mainās enerģijas daudzums, ko saņem atmosfēra un Zemes virsma. Saules aktivitātes izmaiņas var ietekmēt globālo temperatūru no 0,33 °C līdz 0,45 °C. Tas ir temperatūras mainības intervāls, kas salīdzināms ar novēroto temperatūras pieauguma vērtību pēdējo 100 gadu laikā (0,4 °C). Tajā pašā laikā enerģija, ko saņem Zemes virsma, protams, var mainīties arī ilgākā laika posmā.
Siltumnīcefekts Serbu klimatologs Milutins Milankovičs ir izvirzījis hipotēzi, mēģinot izskaidrot klimata mainību desmitu gadu tūkstošu laikā (ledus laikmetu veidošanās, klimata optimuma periodi). Pēc šīs hipotēzes, klimata izmaiņas saistītas ar Zemes ass novietojuma mainību attiecībā pret Sauli. Zemes kustību ap Sauli raksturo periodiskas orbītas izmaiņas un Zemes rotācijas ass izmaiņas, bet ir pierādītas arī būtiskas pašas Saules aktivitātes izmaiņas, kas rada atšķirības enerģijas daudzuma, ko saņem Zemes virsma. Saules aktivitātei ir raksturīgs izmainu biežums (frekvence) – 11, 36 un 180 gadi, un līdz ar to arī Zemes klimats ir pakļauts ievērojamai dabiskai mainībai.
Lielākie siltumnīcefekta gāzu emitētāji pasaulē Pirmais cipars – valsts vai reģiona emisiju proporcionālā daļa.Otrais cipars - valsts vai reģiona emisijas uz iedzīvotāju skaitu (SEG tonnas uz vienu iedzīvotāju). Ķīna – 17 %; 5,8 ASV – 16 %; 24,1 ES – 11 %; 10,6 Indonēzija – 6 %; 12,9 Indija – 5 %; 2,1 Krievija – 5 %; 14,9 Brazīlija – 4 %; 10,0 Japāna – 3 %; 10,6 Kanāda – 2 %; 23,2 Meksika – 2 %; 6,4
Tamboravulkāns, Indonēzija Vulkāna izvirdums ar sprādzienu un milzīgu pelnu daudzuma izvadīšanu atmosfērā notika 1815. gadā. Sarkanā zona parāda pelnu slāņa biezumu.
Siltumnīcefekts Pasaules okeāna ūdeņu plūsmu mainība var ievērojami ietekmēt Zemes klimatu. To, iespējams, var saistīt arī ar ledus laikmetu iestāšanos. Okeānu ūdeņos izšķīdušo sāļu koncentrācija un līdz ar to arī ūdeņu blīvums uzskatams par vienu no galvenajiem faktoriem, kas nosaka okeānu ūdeņu cirkulācijas raksturu, veidojot “okeānu konveijeru”. Okeānu ūdeņu globālo plūsmu raksturu nosaka mazāka blīvuma augšējās ūdens plūsmas un dziļākās ūdens plūsmas. Augšējās ūdens plūsmas veidojošie ūdeņi ir siltāki, bet ar ievērojami zemāku sāļu koncentrāciju, ko nosaka atmosfēras nokrišņu izkrišana un virszemes notece. Augšējo ūdens plūsmu sāļums ir ievērojami augstāks, bet, dzīvajai organiskajai vielai nogrimstot, ūdeņi bagātinās ar biogēnajiem elementiem. Jūru un okeānu ūdeņu plūsmu raksturs: sarkans – siltas augšējās ūdens plūsmas; zils – dziļākās ūdens plūsmas; zaļš– okeānu reģioni, kurir paaugstināts ūdens sāļums; gaišizils – okeānu reģioni, kur ir pazemināts ūdens sāļums; dzelteni aplīši – reģioni, kur notiek ūdens straumju nomaiņa.
Golfa straume Okeānu ūdeņu plūsmas raksturo izteikts to aprites cikls (1400–1600 gadi), un to raksturs būtiski ietekmē klimatu. Vēl ir nozīmīgi, ka zemūdens plūsmas veidojošais ūdens ir piesātināts ar CO2 un ūdeņu plūsmu mainība var ievērojami ietekmēt šīs gāzes koncentrāciju atmosfērā.
Klimata pārmaiņas ietekmējošie dabiskie un antropogēnie procesi
Zemes vidējās temperatūras mainības raksturspēdējo 1 000 000 gadu laikā
Klimata mainību iespējams analizēt arī ilgākos laika posmos, izmantojot ledājusastāva analīzi. Ledāji (kalnos, Grenlandē, Antarktīdā) veidojas, sablīvējoties sniegamasai, un to vecums var sasniegt vairākus simtus tūkstošus gadu. Veidojoties ledus masai, tajā paliek iekļautas gaisā esošās putekļu daļiņas, ka arī atmosfēru veidojošas gāzes. Līdz ar to, veicot ledus sastāva analīzi, ir iespējams rekonstruēt arī klimatiskos apstākļus, kādi ir pastāvējuši ledāju veidošanās laikā. Pētījumi liecina, ka klimats ir ievērojami mainījies un to ir noteikuši dabiski noritoši procesi. Rekonstruētās temperatūras vērtības ciešikorelē ar siltumnīcefektu gāzu, vispirms CO2, koncentrācijas vērtībām. Tas apstiprina pieņēmumu, ka siltumnīcefektu veidojošo gāzu nozīme Zemes klimata izmaiņā ir būtiska un to koncentrācijas pieaugums ir jāsaista ar klimata pasiltināšanos.
Cilvēka darbības izraisītā klimata mainība Klimats pēdējo simts gadu laikā ir ievērojami mainījies. Šīs izmaiņas ir ne tikai ļoti straujas, bet arī saistītas ar Zemes vidējās temperatūras pieaugumu.
CO2 koncentrācijas pieaugums Klimata izmaiņas ietekmē ne tikai temperatūras pieaugums, bet arī izmaiņas nokrišņu daudzuma, klimata kā sistēmas stabilitāte, ekstremālo klimatisko parādību biežums. Liela daļa pētījumu klimata izmaiņas saista ar gāzu emisijas pieaugumu pēdējā gadsimta laikā cilvēka darbības dēļ. Ir pierādīts, ka pēdējo 100 gadu laikā gaisā ir ievērojami pieaugusi galvenokārt to gāzu koncentrācija, kuras izraisa siltumnīcefektu. To vislabāk pierāda CO2 koncentrācijas pieauguma tendences, kas konstatētas Mauna Loa observatorijā (Havaju salas, ASV). Tur konstatēts, ka vide, kuras tuvumā nav piesārņojuma avotu, vērojams pastāvīgs un ievērojams ogļskābās gāzes koncentrācijas pieaugums.
Gāzes, kas rada siltumnīcefektu Ņemot vērā CO2 emisijas apjomu pieaugumu, tiek vērtēts, ka līdz gadsimta vidum oglekļa dioksīda saturs dubultosies, salīdzinot ar mūsdienām. Tas var novest pie Zemes vidējas gada temperatūras palielināšanās par 1,5–4,5 °C. Ja CO2 potenciālo ietekmi uz Zemes klimatu pieņem par 1, tad citu siltumnīcefektu izraisošo vielu relatīvā potenciāla spēja ietekmēt Zemes siltuma bilanci var būt ievērojami lielāka: metānam tā ir 11, N2O – 270, bet freonam CF3Cl – 3400. * Lielums ΔQ parāda tās atstarotās enerģijas izmaiņas pie troposfēras augšējās robežas, kuras notiktu, ja attiecīgais komponents tiktu pilnīgi aizvākts no atmosfēras.
CO2 emisijas tagad un nākotnē CO2 izmešu daudzumi dažādos pasaules reģionos 2000. gadā Iespējamie CO2 izmešu daudzumi dažādos pasaules reģionos 2025. gadā
Prognozētais temperatūras un nokrišņu daudzuma mainības raksturslīdz 2050. gadam.
Klimata mainības iespējamā ietekme uz lauksaimniecībaskultūru ražību
Klimata mainības sekas Globālā pasiltināšanās nozīmē ne tikai temperatūras pieaugumu: ir iespējama arī reģionāla temperatūras pazemināšanās, okeānu līmeņa paaugstināšanās, krasta joslas erozijas pastiprināšanās, mitrzemju pārplūšana, veģetācijas mainība, upju un ezeru līmeņa un noteces mainība. Ietekmes var skart cilvēka veselību, sabiedrībā noritošos procesus un ražošanu, vispirms – lauksaimniecību, zivsaimniecību, mežsaimniecību un var arī ietekmēt ostu sektoru. Īpaši dramatiska klimata maiņas ietekme var būt zemieņu reģionos, pie kuriem pieskaitāma arī Latvija, bet galvenokārt Zemes tropiskajos reģionos, kur tuksneša zonas ievērojama paplašināšanās var būtiski ietekmēt cilvēku izdzīvošanu. Baltijas jūras reģionā gaisa temperatūra var pieaugt par 2–4 grādiem 100 gadu laikā. Klimata mainības iespējamās sekas var būt biežāka “karstuma viļņu” izplatība, - situācijas, kad gaisa temperatūra ilgāku laiku ievērojami pārsniedz sezonai tipiskas vērtības. Piemēram, karstuma vilnis Francijā 2002. gadā bija iedzīvotāju mirstības pieauguma cēlonis.
Dienas maksimālās temperatūras un nāves gadījumu skaita kopsakarības karstuma viļņa laikā Parīzē 2003. gada vasarā
Gada vidējā temperatūra Baltijas jūras reģionā: A – esošā (1961.–1990.); B – prognozētā 2100. gadā. Mēneša vidējās temperatūras ikmēneša (janvāris līdz decembris) pieaugums Rīgā (1851. – 2008.).
Pierādītās un prognozētās jūras un okeānu ūdens līmeņa izmaiņas no 2000. līdz 2100. gadam. Sasilstot Zemei sāk kust polāro apgabalu ledāji, un „mūžīgā” sasaluma robeža izrādās nemaz nav tik mūžīga. Tas ietekmē ūdens daudzumu okeānā. Klimata mainības modeļi paredz, ka līdz 2100. gadam ūdens līmenis jūrās un okeānos būs pieaudzis par 0,09 līdz 0,88 m.
Jūras pamatkrasta summārās pārmaiņas pēdējo 70 gadu laikā, G. Eberhards, 2004.
Jūras līmeņa izmaiņas Maksimālās ūdens līmeņa svārstības Baltijas jūrā pie Ventspils un Liepājas laikā no 1890. līdz 2000. gadam. Ūdens līmeņa izmaiņas Baltijas jūrā pie Stokholmas pēdējo 180 gadu laikā.
Nākotnes prognozes Vidējā temperatūra turpinās paaugstināties par ātrumu 0,1 – 0,4 grādi/10 gados. Laika gaitā kļūs siltākas ziemas, vasarā temperatūra paaugstināsies lēnāk. Gada nokrišņu daudzums palielināsies par 1–2 % 10 gados, gan vasarās, gan ziemās. Biežāki un intensīvāki karstuma periodi, vētras, lietusgāzes. Mainīsies upju caurteces režīms. Globālais vidējais jūras līmenis celsies par 13 – 68 cm. Klimatisko zonu virzīšanās uz ziemeļiem un pagarināsies augu veģetācijas periods. Klimats kļūs labvēlīgāks mežu augšanai, taču karstuma periodi vasarās palielinās mežu degšanas iespējas. 21. gs. beigās Baltijas jūru ziemā neklās ledus. Ūdens temperatūras un sāļuma izmaiņas varētu izmainīt bioloģiskos procesus, t.sk., zivju sugu izmaiņas. Migrējošo putnu uzvedības maiņas (agrāk atlido, agrāk dēj olas). Biežākas vētras izraisīs krastu joslas noskalošanos un zemāko vietu applūšanu. Samazināsies kurināmā patēriņš telpu apsildei ziemā, palielināsies elektrības patēriņš gaisa kondicionēšanai vasarā. Vasarās pasliktināsies vides apstākļi sirds un asinsvadu slimniekiem. Palielināsies kukaiņu un ar tiem saistīto slimību izplatība. Iespējama Golfa straumes apsīkšana.
Putekļu vētras ASV, 1935.-1936.
Kalnu ledāju kušanaWhitechuck ledājs, Kaskādu kalni, ASV 1973. 2006., ledājs atkāpies par 1,9 km
