Вариации климатически активных газов на фоне меняющегося климата
Голова Ксения Вадимовна
Аннотация: В статье рассматриваются изменения концентраций некоторых климатически активных газов на фоне меняющегося климата в зоне Арктики на примере станции Териберка. Представлены результаты исследования регрессионных зависимостей концентраций газов с метеопараметрами и явлениями.
Ключевые слова: климатически активные газы, парниковые газы, изменение климата, потепление, таяние ледников.
Annotation: The article discusses changes in the concentrations of some climatically active gases against the background of a changing climate in the Arctic zone using the example of the Teriberka station. The results of the study of regression dependences of gas concentrations with meteorological parameters and phenomena are presented.
Keywords: climatically active gases, greenhouse gases, climate change, warming, melting of glaciers.
Введение
Проблема изменений климата и их влияния на человеческое общество является сейчас одной из первостепенно важных. Вопросами анализа колебаний и изменений климата занимаются многочисленные коллективы ученых. Накоплены огромные базы прямых и косвенных (палеоклиматических) данных, многие из которых общедоступны через Интернет. Анализ климатических данных соединяет две основные области, измерения и моделирование. [1]
Увеличение концентрации парниковых газов вызывает уменьшение исходящего инфракрасного излучения, поэтому климат Земли должен каким - то образом измениться, чтобы восстановить баланс между входящим и исходящим излучением. Это изменение климата будет включать в себя глобальное потепление земной поверхности и нижней атмосферы, поскольку оно является самым простым способом для климата избавиться от лишней энергии. Однако небольшое повышение температуры вызовет множество других изменений, например, облачного покрова и характера ветра. Некоторые из этих изменений могут усиливать потепление (положительные обратные связи), другие - противодействовать ему (отрицательные обратные связи). [2]
В качестве исходных материалов для проведения исследования послужили данные из наблюдательной сети мониторинга парниковых газов Росгидромета (станция Териберка), где концентрация СО 2 измеряется с помощью установки УГАН-СО 2 на базе недисперсионного инфракрасного оптико-акустического газоанализатора, а концентрация метана в пробах воздуха определяется газохроматографическим методом с использованием детектора ионизации в пламени, а так же 8-ми срочные данные по температуре воздуха с метеостанции Териберка за 1999 -2022 гг.
Рис. 1 Межгодовые концентрации CO2 за период 1999-2022 гг.
На полученном графике (Рис.1) видно устойчивый ежегодный рост концентрации углекислого газа. К настоящему времени концентрации CO2 достигают исторических максимумов на уровне 420 -430 ppm. Такие значения обусловлены не только антропогенным воздействием, но и обратными связями.
Рис. 2 Межгодовые концентрации СН 4 за период 1999-2022 гг.
На полученном графике (Рис.2) видно, что, как и в случае с концентрациями CO2 (Рис.1), наблюдается тенденция роста концентрации СН 4. Однако, увеличение концентраций происходит не линейно, а периодично.
Резкие скачки концентраций парниковых газов за последнее десятилетие могли произойти по разным причинам.
Так, например, рост концентрации метана и углекислого газа в 2010 - 2011 гг. обусловлен влиянием блокирующего антициклона на больше территории России, который спровоцировал крупнейшие пожары и огромный выброс парниковых газов в атмосферу. [3]
Резкий рост концентраций метана 2016-2017 гг. - это результат сильнейшего на тот момент Эль-Ниньо, который спровоцировал рост глобальной температуры и активное таяние ледников в Арктике.
Рост концентраций метана в 2021-2022 гг. можно объяснить Сибирской волной тепла 2020 года, которая, как и блокирующий антициклон в 2010 г, вызвала крупнейшие пожары и ускорила таяние вечной мерзлоты. [4]
Однако в этот же период времени можно заметить небольшое снижение концентрации углекислого газа. В основном это произошло по причине уменьшения объемов и изменения структуры потребительского спроса в период пандемии коронавируса. Углеродный след населения большинства стран снизился вследствие отказа от наиболее углеродоемких составляющих потребительской корзины - товаров длительного пользования и транспортных услуг. Свой вклад в сокращение выбросов внесло и закрытие производств. [5]
Рис. 3 Среднегодовая температура воздуха за период 1999 -2022 гг.
На графике (Ри.3) можно увидеть тенденцию роста среднегодовой температуры воздуха, и за последние 24 года он составил более 2ОС.
Рис.4 Межгодовое изменение площади Арктических льдов
На полученном графике видно активное сокращение площади ледников. За исследуемый период самое минимальное значение было зафиксировано в 2012 (3,39 млн 2) и 2020 (3,82 млн 2) гг.
Рис.5 Связь площади Арктических льдов со среднегодовой температурой воздуха
На полученном графике (Рис.5) прослеживается отчетливое сокращение площади ледников в связи с ростом приземной температуры воздуха. За исследуемый промежуток времени (1999-2022 гг.) площадь льда сократилась более чем на 3 млн 2.
Рис. 5 Связь содержания метана и площади ледников
На графике видно, что уменьшение площади ледников ведет к росту концентрации метана, это связано с тем, что оживают и образую метан микроорганизмы, находившиеся в ранее замерзшей воде.
Известно, что метан циркулирует в атмосфере гораздо быстрее, нежели, например, углекислый газ. А потому, увеличение концентрации метана влияет на изменение климата гораздо больше и сильнее, чем рост концентраций других парниковых газов.
Выводы
Повышение температуры воздуха на фоне роста концентраций парниковых газов ведет к огромный изменениям всей климатической системы, включая атмосферную циркуляцию, характеристики облачного покрова, ветра, площади ледников и вечной мерзлоты и т.д.
Сокращение площади ледников и увеличение площади открытой воды ведет к большему испарению и, следовательно, увеличению количества водяного пара в атмосфере, который усиливает парниковый эффект. Это, в свою очередь, вызывает дальнейшее потепление, что становится причиной нового увеличения концентрации водяного пара, т.е. имеет место самоусиливающийся цикл. [6]
Вследствие положительной обратной связи, таяние ледников провоцирует огромные выбросы метана в атмосферу, который, в свою очередь, вызывает новый рост температуры воздуха и еще более активное таяние ледников. климатический газ арктика
Таким образом, глобальные изменения климата, вызванные ростом концентраций парниковых газов, ведут к еще более быстрому увеличению парниковых газов в атмосфере и к новым климатическим аномалиям.
Список литературы
1. Парниковые и климатически-активные газы в атмосфере Земли и методы измерений (аналитический обзор) [Электронный ресурс] / 2021. / - Режим доступа: https://www.rpatyphoon.ru/upload/LAST_data/analyt_review_2022.pdf свободный доступ (дата обращения 17.05.2024).
2. Щербань А.В. Парниковый эффект и его воздействие на окружающую среду / А.В. Щербань // Экономика и экология территориальных образований. - 2021. - Т. 5, № 2. - С. 59-65
3. Лето 2010 года: жара в России и наводнения в Пакистане / Бондаренко А.Л. // Журнал Наука в России. - 2013. - №2 - С.28.
4. Prolonged Siberian heat of 2020 [Электронный ресурс] / 2020. / - Режим доступа: https://www.worldweatherattribution.org/siberian-heatwave-of- 2020-almost-impossible-without-climate-change/ свободный доступ (дата обращения 17.05.2024).
5. Макаров И.А., Степанов И.А., Овчинникова Т.А., Серова Д.А. Аналитический бюллетень НИУ ВШЭ об экономических и социальных последствиях коронавируса в России и в мире - 2020. - С. 1
6. Корзун В.А. "Глобальное потепление" - реальность или политизированный миф? (перспективы создания в России "зеленой экономики")". М.: ИМЭМО РАН, 2009, 191 с