Презентация на тему "Климат Земли"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Сюрпризы изменений глобального климата и Финский залив

  В.Н. Малинин, проф. РГГМУ

  pptcloud.ru

• 
  Слайд 2
  

  • Глобальное потепление: миф или реальность?
  • Что происходит с уровнем Мирового океана?
  • Исчез ли Гольфстрим?
  • Возможны ли катастрофические наводнения в Финском заливе?

  Основные темы

  • Что происходит с климатом Земли?
• 
  Слайд 3
  

  • Глобальный климат:

  статистическая совокупность состояний, свойственнаяклиматической системе за период времени год и более

  • Локальный климат:

  совокупность атмосферных условий за многолетний (несколько десятилетий) период, свойственных конкретному месту в зависимости от его географического положения

  • Параметры климата:

  статистические характеристики

  (средние, дисперсии, экстремумы, тренды, параметры изменчивости др.)

  • Определение климата

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 4
  

  • Временные масштабы изменений климата:

  от нескольких лет до сотен тысяч лет

  В долговременном плане Земля движется в сторону малого ледникового периода, который наступит примерно через 30 тыс. лет

  На этом фоне современное глобальное потепление – не более чем кратковременная пульсация

  • Определение климата

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 5
  

  «Страшилки»

  Что происходит с климатом Земли?

  Аналитический Доклад (2007): «Климат конфликта»

  2,7 млрд. человек могут погибнуть на Земле в ХХI веке в результате войн, спровоцированных глобальным потеплением. В войны будут втянуты более 40 стран. В том числе: Алжир, Индия, Эфиопия, Перу, Бангладеш и др. Дестабилизация грозит еще более чем 50 странам, включая Россию.

  Причины: засухи, проблемы с питьевой водой, экстремальные явления, затопление прибрежных территорий и др.

• 
  Слайд 6
  

  1. Внешние астрономические факторы:

  светимость Солнца, положение и движение Земли в Солнечной системе, наклон её оси вращения к плоскости эклиптики и др.

  2. Внешние геофизические факторы:

  размеры и масса Земли, скорость её вращения вокруг оси, собственные гравитационное и магнитное поля, внутренние источники тепла (вулканизм и геотермальный поток тепла), тектонические движения земной коры и др.

  3.Внутренние геофизические факторы:

  масса и состав атмосферы и океана, крупномасштабные процессы взаимодействия океана и атмосферы, особенности подстилающей поверхности (распределение континентов и океанов, рельеф поверхности суши и др.), колебания массы ледниковых покровов, горных ледников и морских льдов и т.д.

  4.Антропогенные факторы:

  совокупность всех видов человеческой деятельности, в той или иной мере влияющих на изменения природной среды. Это, прежде всего, сжигание ископаемого топлива и выбросы в атмосферу различных примесей в результате производственной деятельности

  Факторы формирования глобального климата

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 7
  

  Естественные климатообразующие факторы:

  • процессы крупномасштабного взаимодействия океана и атмосферы
  • природные изменения газового состава атмосферы за счет вулканизма и других процессов
  • возможно космогеофизические силы (изменения скорости вращения Земли, «полюсный прилив», солнечная активность и др.)

  Антропогенные климатообразующие факторы:

  • рост концентрации парниковых газов за счет промышленного производства и сжигания ископаемого топлива
  • орошение, крупномасштабная вырубка лесов, урбанизация и др.

  Изменения климата в диапазоне времениот 1 года до нескольких десятилетий

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 8
  

  МГЭИК (IPCC)

  Что происходит с климатом Земли?

  В 1988 г. ВМО учредила МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата или Intergovernmental Panel on Climate Change)

  • 1990 г. Первый доклад МГЭИК
  • 2001 г. Третий доклад МГЭИК
  • 2007 г. Четвертый доклад МГЭИК
  • 2007 г. Альберту Гору и МГЭИК присуждена Нобелевская премия

  За большой вклад по изучению изменений климата

• 
  Слайд 9
  

  Межгодовая изменчивость температуры воздуха на земном шаре по данным наблюдений за 1850-2005 гг.

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 10
  

  Оценки линейных трендов ПТВ за различные периоды времени

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 11
  

  Степень покрытия данными о температуре воздуха в отдельных полушариях и на земном шаре в целом

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 12
  

  Межгодовая изменчивость и тренд температуры воздуха в Санкт-Петербурге с 1851 г.

  (очаг тепла и как с ним бороться?)

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 13
  

  Средняя скорость изменения приземной температуры воздуха на территории России в среднем за год в период с 1976 по 2006 годы

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 14
  

  Средние за год аномалии количества осадков осредненные по территории России (базовый период 1961-1990 г.г.)

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 15
  

  Межгодовая изменчивость температуры воздуха и температуры поверхности океанов на земном шаре в целом за 2000-2008 гг.

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 16
  

  Межгодовая изменчивость температуры поверхности Мирового океана по данным разных авторов

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 17
  

  Исчез ли Гольфстрим?

  Что происходит с климатом Земли?

  Страшилки:

  • Польские ученые: за последние 5 лет скорость движения вод Гольфстрима упала в 2 раза и оно быстро остывает. Уже этой зимой в Европе следует ожидать лютых морозов
  • Английские ученые: глобальное потепление из-за усиления выноса пресных вод из Арктического бассейна приведет к усилению холодного Лабрадорского течения, которое изменит направление движения вод Гольфстрима в сторону Африки. В результате годовая температура воздуха в Англии уменьшится на несколько градусов
• 
  Слайд 18
  

  Схема основных течений в Северной Атлантике

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 19
  

  Индекс Гольфстрима, характеризующий его северную границу

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 20
  

  Анализ трендов ТПО в Северной Атлантике за 1899-1910 гг. (распределение линейного коэффициента детерминации R2)

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 21
  

  Аномалии ТПО за 21.11-27.11.10 в Мировом океане

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 22
  

  Сезонные аномалии ТПО в Мировом океане

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 23
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Что происходит с уровнем Мирового океана?

  Наиболее крупные экономические последствия повышения уровня Мирового океана:

  • дополнительные капитальные затраты на берегоохранные сооружения и перенос объектов инфраструктуры из возможной зоны подтопления
  • подтопление крупнейших городов Земли: Лондона, Нью-Йорка, Токио, С-Петербурга и др.
  • убытки, связанных с потерями прибрежных земельи переселение десятков млн. человек;
  • дополнительные затраты на различные мероприятия в связи с более частыми наводнениями
  • суммарный ущерб всех стран в мире при росте глобального уровня на 1 м может составить примерно 1 триллион долларов США
• 
  Слайд 24
  

  Что происходит с климатом Земли?

  • Изменения приповерхностной температуры воздуха (ПТВ) формируют режим накопления (расходования) массы горных ледников, морских льдов, в значительной степени покровных ледников и, следовательно, определяют поступление пресных вод ледников в океан.
  • Кроме того, ПТВ влияет на изменчивость испарения и осадков над океаном, а через изменения температуры поверхности океана вызывают стерические колебания уровня.Поэтомуименно ПТВ можно рассматривать как главный определяющий фактор колебаний УМО.
  • Изменения уровня Мирового океана как индикатор глобального климата
  • Изменения уровня Мирового океана как индикатор глобального климата
• 
  Слайд 25
  

  Что происходит с климатом Земли?

  К эвстатическим колебаниям относятся компоненты водного баланса: осадки, испарение, приток речных вод, айсберговый сток и т.д.

  Стерические колебания обусловлены изменениями плотности морской воды, прежде всего за счет ее температуры.

  К глобальным деформационным колебаниям относятся: вертикальные движения земной коры и донное осадконакопление

  При анализемежгодовых колебаний УМО величиной hД можно пренебречь без существенной потери точности. Это означает, что колебания УМО обусловлены изменениями климатических процессов.

  Изменения уровня Мирового океана состоят из:

  hМ = hЭ + hС + hД

  hЭ - эвстатические колебания

  hC– стерические колебания

  hД – деформационные колебания

• 
  Слайд 26
  

  По футшточным наблюдениям:

  Система GLOSS (Global Sea Level Observing System) – Глобальная Система Наблюдений заУровнем Моря, насчитывающая в настоящее время более 1700 станций. База данных Permanent Service for Mean Sea Observing System Level (PMSSL) содержит среднемесячные данные по уровню.

  По альтиметрическим данным с ИСЗ:

  ИСЗ Topex/Poseidon, выведенный на орбиту10августа 1992 г., обеспечивает почти глобальное покрытие МО от 66о с.ш.до 66ою.ш. Погрешность определения высоты морскойповерхности составляет 1.5-3.0 см, пространственное разрешениедостигает 5-7 км с повтором измерений через 3-35 суток

  Изменения уровня Мирового океана определяются:

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 27
  

  Изменения уровня Мирового океана за последние 140 лет (по футшточным наблюдениям)

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 28
  

  Изменения уровня Мирового океаназа последние 150 лет (по футшточным наблюдениям)

  Что происходит с климатом Земли?

  Межгодовой ход УМО за весь период времени с 1861 по 2005 гг.

• 
  Слайд 29
  

  Межгодовой ход УМО по данным разных авторов

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 30
  

  Изменения уровня Мирового океана по альтиметрическим данным (тренд 3,0 мм/год)

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 31
  

  Временной ход скользящей по 30-летиям корреляции аномалий глобальной температуры воздуха и УМО по данным разных авторов (вертик. линии – доверительный интервал)

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 32
  

  Оценки вклада различных факторов в колебания УМО по данным МГЭИК в мм/год

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 33
  

  Оценки вклада различных факторов в колебания УМО на основе уравнения водного баланса, в мм/год

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 34
  

  Прогнозирование уровня Мирового океана на конец столетия (страшилка)

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 35
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Зависимость межгодовых колебаний уровня Мирового океана от аномалий приповерхностной температуры воздуха над земным шаром по данным за период 19602008 гг.

  Статистическая модель прогноза глобального уровня на конец столетия

• 
  Слайд 36
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Оценки изменений глобальной приповерхностной температуры воздуха и уровня Мирового океана на конец XXI в. (20902099 гг.) по сравнению с концом ХХ в. (1980 – 1999 гг.)

• 
  Слайд 37
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Физическая основа модели:

  запаздывание колебаний уровня Мирового океана в зависимости от изменений температуры воздуха в 18-21 лет, которые приводят к росту температуры воды в толще вод океана и постепенному изменению массы ледниковых щитов Антарктиды и Гренландии после выпавших осадков.

  Статистическая основа модели:

  • сдвиговая пошаговая регрессия методом включения переменных.
  • Физико-статистическая модель прогноза УМО с заблаговременностью два десятилетия
• 
  Слайд 38
  

  Распределение данных по ПТВ в физико-статистической модели прогноза УМО красным цветом выделены точки в модели с заблаговременностью 21 год

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 39
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Прогностические значения УМО за период 2000-2028 гг., рассчитанные для сдвига 21 год для различных шагов от m=1 до m=19. Прогностический тренд за 2000-2028 гг. равен 2.8 мм/год

• 
  Слайд 40
  

  Формирование невских наводнений и их прогнозирование

• 
  Слайд 41
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Максимальные зарегистрированные за период наблюдений подъемы уровня воды (см) в Балтийском море

• 
  Слайд 42
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Суммарное по десятилетиям число невских наводнений и их линейный тренд

• 
  Слайд 43
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Средняя траектория циклонов, вызывающих сильные невские наводнения

• 
  Слайд 44
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Обеспеченность максимальных годовых уровней воды в С.-Петербурге и Кронштадте.

  Повторяемость максимальных уровней:

  С.Петербург:

  • Один раз в 100 лет – 350 см
  • Один раз в 1000 лет – 470 см
  • Один раз в 10000 лет – 540 см

  Кронштадт (КЗС):

  • Один раз в 100 лет – 275 см
  • Один раз в 1000 лет – 405 см
  • Один раз в 10000 лет – 465 см

  Было получено, что наличие закрытого КЗС приводит к увеличению уровня в створе КЗС со стороны Финского залива на 10%

  Из книги Р.А. Нежиховского «Вопросы гидрологии реки Невы и Невской губы»

• 
  Слайд 45
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Распределение максимумов уровня (см) вдоль побережья Финского залива при экстремальном катастрофическом наводнении при открытом КЗС (знаменатель) и при закрытом (числитель).

• 
  Слайд 46
  

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 47
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Площади затопления территории муниципальных округов Курортного района при различных подъемах морского уровня, га

• 
  Слайд 48
  

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 49
  
• 
  Слайд 50
  

  Оценки компонентов материальных ущербов вследствие повышения морского уровня для Курортного района СПб

• 
  Слайд 51
  

  «Климатгейт»

  Что происходит с климатом Земли?

  В истории климатических скандалов уже не раз случалось, что наблюдаемые изменения климата и состояния атмосферы давали не совсем объяснимые результаты, которые сначала раздувались в тщательно спланированную политическую истерию, а затем порождаемая этой истерией паника приносила определенным кругам вполне конкретные материальные и финансовые дивиденды.

  Пример - озоновые дыры (фреон). главный инициатор и создателем мифа об «озонной угрозе» была известная корпорация «Дюпон»,

  Для крупного бизнеса миф о глобальном потеплении — это возможность взять под контроль добычу и эксплуатацию природных ресурсов, большая часть которых принадлежит тем самым развивающимся странам.

  Борьба с выбросами парниковых газов предполагает введение квот и ограничений, размер которых обязательно станет предметом торга и спекуляций. Здесь открывается прямой путь к зарабатыванию огромных денег фактически из ничего: продавая право чиновников «мирового правительства» разрешать и запрещать добычу и использование полезных ископаемых.

• 
  Слайд 52
  

  • оценки «парникового потепления» дают значения, близкие к природной обусловленной обусловленности климата.
  • рост концентрации СО2 и других ПГ может быть частично вызван и природными факторами, в частности, межгодовыми колебаниями газообмена в системе океан-атмосфера.
  • потепление в 20-м столетии было сконцентрировано в течение двух периодов: в 20-40 годы и после 1975 года. С 40-х годов до начала 70-х в северном полушарии имело место похолодание климата. В южном полушарии ПТВ оставалась неизменной.
  • значительная пространственная дифференциация в изменениях климата. В некоторых регионах (в основном в северном полушарии) после 1975 г. вплоть до последнего времени продолжалось похолодание.

  Потепление климата обусловлено не только ростом концентрации ПГ, но и естественными факторами

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 53
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Сопоставление стерических колебаний уровня океана по данным [Antonov et al., 2005] (красная линия) и вычисленных по статистической модели (черная линия).

• 
  Слайд 54
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Фактические (1) и прогностические (2) оценки медленной составляющей стерических колебаний УМО. Вертикальные линии показывают доверительный интервал равный ±σ.

• 
  Слайд 55
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Межгодовой ход глобального теплосодержания океана в слое 0700 м, рассчитанный в работах [Levitus et al.,2009](красный цвет), [Domingues et al., 2008] (синий цвет) и [Ishii and Kimoto, 2009] (зеленый цвет).

• 
  Слайд 56
  

  Оценки вкладов различных процессов в изменения УМО в XX столетии (1910-1990 гг.) по данным МГЭИК (2000 г.) в мм/год

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 57
  

  • значения испарения и осадков заданы в узлах первичной широтно-долготной сетки 1.875о×1.875о с 1949 г.Общее число узлов составило 15965;
  • осуществлено осреднение исходных данных по пятиградусным трапециям Мирового океана, в результате число узлов сократилось до 1305;

  Основным периодом исследования принят 1980-2005 гг., характеризующийся особенно резким потеплением глобального климата.

  Использован глобальный гидрометеорологический архив СDAS (Climate Data Assimilation System), являющийся частью системы NOAA NCEP/NCAR Reanalysis;

  Определение испарения и осадков над Мировым океаном

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 58
  

  Среднемноголетние значения компонент влагообмена для отдельных океанов и Мирового океана в целом

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 59
  

  Что происходит с климатом Земли?

  Межгодовой ход испарения и осадков над Мировым океаном за период 1980-2006 гг. в см/год

• 
  Слайд 60
  

  Характеристики линейного тренда в межгодовых колебаниях испарения и осадков над отдельными океанами и Мировым океаном в целом

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 61
  

  Водный баланс Антарктиды и Гренландии в ХХ-м столетии (1910-1990 гг.) на основе данных МГЭИК в км3/год

  Что происходит с климатом Земли?

• 
  Слайд 62
  

  Межгодовые изменения площади антарктических айсбергов в км2

  Что происходит с климатом Земли?