Физический подход к проблеме глобального потепления

УДК 530:502

Физический подход к проблеме глобального потепления

ГОУ ВПО «Набережночелнинский государственный педагогический

институт»

Сабиров Айнур, аспирант

Научный руководитель: Тулвинский Вил Бадрович, к. ф.-м. н., доцент

Современные книги по экологии могут конкурировать с детективными романами: кризис на кризисе, апокалипсические прогнозы для биосферы и всех ее обитателей. Виновником всех бед объявляется промышленное производство, в особенности металлургия и химическая промышленность: нефтехимия, производство удобрений и синтетических материалов. Демографический взрыв хотя и упоминается, но лишь в гуманитарном аспекте: нигде не подчеркивается, что неконтролируемый рост народонаселения является главной и единственной первопричиной абсолютно всех экологических проблем.

В самом деле, английский экономист () оказался прав: закономерность, которую он подметил еще в XVIII веке, продолжает исправно работать и в 3-ем тысячелетии. Численность населения в мире, в отличие от России, экспоненциально растет, а посевные площади из года в год сокращаются, плодородие почв падает и урожайность зерновых поддерживается только с помощью химических удобрений. Мало того, у растущего населения растут и потребности, а это означает рост промышленного производства для удовлетворения этих потребностей. В результате растет энергопотребление, так что производство энергии в мире удваивается в среднем каждые 15 лет.

Вот мы и подошли к проблеме, которая не может быть решена без помощи физики. Освоенные, традиционные источники энергии: дрова, ископаемое топливо, гидроэнергия – не могут вечно удваиваться через сколько-то лет. Поэтому идет активный поиск альтернативных источников энергии: солнца, ветра, волн… Во многих странах строятся АЭС. В связи с аварией на «Фукусима-1» выяснилось, что в Японии работает 18 АЭС, в Германии – 17, а во Франции они дают уже 80% электроэнергии. В развитых странах продолжаются весьма дорогостоящие эксперименты по обузданию термоядерной реакции.




Однако мало кто вспоминает фундаментальный вывод термодинамики: все виды энергии, в конечном счете, превращаются в тепло! И когда вдруг обнаруживается, что среднегодовая температура на планете начала аномально круто расти, так что из-за таяния ледников поднимается уровень морей и океанов, а северный морской путь открылся для мореплавания без помощи ледоколов – то причину видят в росте концентрации СО2 в атмосфере от непомерного сжигания топлива всех видов, включая лесные пожары. Опять-таки забывая, что нет дыма без огня! Углекислый газ – это всего лишь «дым», и совсем не он – главный виновник так называемого «парникового эффекта».

Во всех учебниках и учебных пособиях по геофизике, физике атмосферы, оптике атмосферы, наконец, физической экологии приводятся спектры поглощения всех компонентов атмосферного воздуха, включая поры воды. Из них следует, что в ИК-диапозоне свет поглощается в основном парами воды (их концентрация может достигать 7% – сравните с 0,03% СО2!), затем идут СН4, СО2 и др. газы. До сих пор делались оценки и расчеты вклада только СО2 в повышение температуры воздуха, вплоть до удвоения его концентрации. Влияние же других факторов игнорировалось: например, на том основании, что вклады земных недр и от сжигания топлива в сотни раз меньше энергии солнечного потока.

Мы согласны с мнением большинства климатологов, что совпадение начала промышленного бума в развитых странах и резкого роста среднегодовой температуры в Северном полушарии свидетельствует об антропогенной природе этого роста, но полагаем, что механизм этого явления – не в «парниковом эффекте» как таковом, а в притоке избыточного тепла в атмосферу. Избыточного в том смысле, что оно не было предусмотрено, когда на планете Земля формировался климат. Тепловой баланс планеты при данном составе воздуха соответствовал притоку солнечной энергии в диапазоне от радиоволн до ближнего УФ и оттоку в более длинноволновой части спектра, где она эффективно поглощалась «парниковыми» газами, но количественно сколько энергия Земля получала, столько же возвращала в космос. Здесь уместна простая аналогия с баком в который сверху наливается вода, а из нижнего крана столько же воды вытекает, так что в баке сохраняется постоянный уровень воды. Если же в это систему подключить еще один «крантик», из которого в бак не льется, а всего лишь капает вода, то уровень будет подниматься, а со временем бак может и переполниться.




Точно так происходит со среднегодовой температурой воздуха: климат оставался неизменным, комфортным для Homo sapiens, пока человек не забрался в «кладовую Солнца» – запасы ископаемого топлива. Недра Земли его не остановили, он полез в недра атома. Все это и послужило тем «крантиком», нарушившим Великое Равновесие в биосфере. Не дай Бог, если человеку удастся осуществить процесс управляемой термоядерной реакции, имеющей место только в недрах звезд – это будет конец земной цивилизации.

Что же ждет человечество в будущем, если «термояд» не покорится? Похоже на то, что «великое равновесие» в природе очень шаткое, неустойчивое. Рост температуры приведет не только к таянию льдов, но и к более интенсивному испарению воды из всех водоемов, т. е. к увеличению концентрации паров воды – наиболее парникового газа. Понизится растворимость СО2 в воде, и тысячи тонн СО2 из океана вырвутся в атмосферу. Таяние вечной мерзлоты в просторах Сибири и Канады приведет к росту СН4. Такой процесс, который сам себя подгоняет, уже не остановить?

Однако мы со школьной скамьи знаем, что в истории Земли были великие оледенения с периодичностью ~100 тысяч лет. Научное истолкование возникновению ледниковых периодов попытался дать югославский ученый М. Миланкович еще в 20-е годы прошлого столетия. Он рассчитал, что если учесть периодические изменения орбиты Земли под влиянием других планет, а также предсессию земной оси и колебания угла ее наклона к плоскости эклиптики, то возрасты нескольких предыдущих оледенений объясняются его астрономической гипотезой. Позднейшие, очень точные расчеты на компьютерах подтвердили расчеты Миланковича, однако его теория не дает детальной картины оледенений за весь период геологических достоверных данных. Можно считать, что эта модель задает климатически временной ритм – своеобразную астрономо-геологическую шкалу времени. По этой шкале среднегодовая температура Земли в настоящее время должна идти к минимуму, но не такому глубокому, как было 25 и 72 тысячи лет назад. Если в действительности такого понижения не происходит, то это может означать только одно: климат Земли остановился в «нерешительности» перед дилеммой – астрономический императив толкает ее в очередной малый ледниковый период, а люди не пускают!

Таким образом астрономическая модель Миланковича позволяет понять происхождение малых ледниковых эпох продолжительностью в тысячи и десятки тысяч лет. Для объяснения же Великих оледенений, с периодичностью ~100 тысяч лет, мы предлагаем гидродинамическую модель: по мере потепления климата вода, испаряясь, постепенно покроет Землю сплошным облачным одеялом с альбедо порядка 1, наступит «гидродинамическая зима», и тогда начнется обратный процесс конденсации атмосферной влаги с активном участием горных вершин, откуда ледники, нарастая, будут сползать в долины. Облачность исчезнет, Солнце будет опять щедро дарить свое тепло Земле – «все опять повторится сначала». Если так, то Земля представляет собой гидродинамическую автоколебательную систему.



Подпишитесь на рассылку:


Климат — то с чем считается человек
или все о важном

Глобальное потепление

Проекты по теме:

Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства

Блокирование содержания является нарушением Правил пользования сайтом. Администрация сайта оставляет за собой право отклонять в доступе к содержанию в случае выявления блокировок.