Диоксид углерода (углекислый газ), метан и другие следовые газы в атмосфере прозрачны для солнечного света, они пропускают световую энергию через атмосферу нагревая поверхность Земли. Однако эти газы вместе с парами воды (видимые в форме облаков) поглощают энергию, излучаемую с поверхности Земли в виде тепла, замедляя скорость, с которой тепло покидает Землю и возвращается обратно в космос. Эти газы называются парниковыми, потому что они действуют подобно стеклу в теплице, которое пропускает солнечный свет, но задерживает энергию внутри парника, после того как она преобразовалась в тепло. Чем больше концентрация этих газов, тем больше тепла задерживается вокруг Земли, и тем выше температура на планете. Это явление называется парниковым эффектом.
Парниковый эффект сыграл важную роль при возникновении жизни на Земле – без него температура поверхности Земли снизилась бы до такой степени, что жизнь, какой мы ее знаем, была бы невозможна. Но современная проблема состоит в том, что в результате деятельности человека концентрация парниковых газов возросла до такой степени, что, по мнению ученых, начала влиять на климат Земли. Для обозначения возникшего и усиливающегося в результате деятельности человека парникового эффекта, используется термин “глобальное потепление”. За последние 100 лет уровень содержания в атмосфере диоксида углерода (CO2), метана и других следовых газов постоянно повышался, главным образом, в результате сжигания ископаемого топлива – угля, нефти и природного газа [Gates, 1993; IPCC, 1996]. Вырубка и сжигание лесов под пашни, сжигание древесного топлива для отопления и приготовления пищи также вносят свой вклад в увеличение концентрации CO2.
За последние 100 лет концентрация CO2в атмосфере возросла от 290 ppm (миллионных частей) до 360 ppm, и предполагается, что в конце XXI столетия она удвоится. Даже если незамедлительно предпринять массовые акции по снижению выбросов CO2реальное снижение существующего уровня CO2в атмосфере будет небольшим, поскольку каждая его молекула сохранится в атмосфере в среднем 100 лет, прежде чем будет использована растениями или включена в геохимические процессы. Из-за этого запаздывания во времени уровень CO2 в атмосфере продолжает расти.
По мнению многих ученых, парниковые газы уже оказали определенное влияние на климат в мире, и этот эффект будет в будущем усиливаться (табл. 2.5). Многочисленные данные подтверждают вывод, что за последнее столетие средняя температура на планете поднялась на 0,3–0,6 °C [IPCC, 1996; Schneider, 1998]. Современные исследования показывают, что и температура океанских вод тоже изменяется: за последние 50 лет в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах она в среднем повысилась на 0,06 °C [Levitus еt al., 2000]. Все больше метеорологов склоняются к мнению, что в результате повышенных уровней содержания диоксида углерода и других газов в атмосфере климат планеты может дополнительно потеплеть на величину от 1 до 3,5 °C. Изменятся связанные с потеплением режимы атмосферных осадков и участятся случаи экстремальных погодных явлений, таких как ураганы, суховеи, аномально высокие температуры,ливневые дожди и грозы, приводящие к наводнениям и засухам. Вероятно, многие виды не сумеют достаточно быстро приспособиться к этим глобальным антропогенным изменениям, которые происходят гораздо быстрее, чем все предыдущие естественные изменения климата.
