Размещено на http://www.allbest.ru/

СУЧАСНІ ЗМІНИ КЛІМАТУ ТА ЇХ ПРОЯВИ ВІД ГЛОБАЛЬНОГО ДО РЕГІОНАЛЬНОГО РІВНІВ

Ромащенко М.І., д.т.н., професор, академік УААН,

перший заступник директора ІГіМ УААН (ІГіМ УААН, м. Київ),

Рокочинський А.М., д.т.н., професор, Галік О.І., к.с.-г.н.,

доцент, Савчук Т.В., інженер (Національний університет

водного господарства та природокористування, м. Рівне),

Колодич О.Д., начальник Рівненського МГБ

Анотація

За узагальненими теоретичними дослідженнями розглянуті сучасні прояви змін клімату, їх можливі наслідки, як на глобальному рівні, так і на прикладі території України.

Минуло 4 роки як була опублікована наукова доповідь щодо деяких завдань аграрної науки в Україні у зв'язку зі змінами клімату. В цій колективній роботі аргументовано висвітлені ознаки та признаки змін клімату на планетарному рівні і в Україні, дана оцінка можливого впливу цих змін на аграрний сектор України та задані напрями наукових завдань щодо розробки адаптаційних заходів для його подальшого розвитку.

За цей відносно дуже короткий термін часу прояви змін клімату ще більше загострились: постала об'єктивна необхідність у розгляді даної проблематики не тільки на глобальному рівні чи, навіть, на рівні України, а, наприклад, на регіональному рівні, тим паче, що на ньому такі зміни мають виражений диференційований характер.

За даними експертів ООН, впродовж останніх 50-ти років кількість погодних катаклізмів збільшується щороку і 2007 рік у цьому відношенні став унікальним. Рекорди спеки майже в кожній країні Європи. В Києві в липні побито відразу декілька рекордів за всю історію метеоспостережень: +35...+36⁰С, в Болгарії +45⁰С, в Чорногорії +44⁰С, в Греції та Туреччині +43⁰С, в Італії +41⁰С. “Хвилі тепла” накрили Україну в травні та серпні, південно-східну Європу в червні та липні. Під час “хвиль тепла” вночі повітря охолоджувалося лише до +22⁰С . Раніше так було тільки в тропіках. У Чорному та Середземному морях вода на 2⁰ тепліша ніж зазвичай. У Великобританії літо стало самим дощовим за 240 років метеоспостережень. Від підтоплень постраждали Швейцарія, Германія, Болгарія, Румунія, Іспанія. В серпні тропічний ураган “Дін” забрав життя 25 чоловік на Антильських островах, на Ямайці затопив 80% території, в листопаді циклон у Бангладеш забрав життя близько 10 тис. чоловік. Від шквалу під час гроз постраждали європейські країни та багато регіонів України. За оцінками Чикагського Університету, стихійні лиха останнього десятиріччя ХХ століття завдали шкоди 2 мілліардам людей - це третина всього людства. В 90-ті роки було відмічено 84 крупних природних катаклізми, що у 8 разів перевищує їх кількість, зафіксовану впродовж 60-х років 8. Комісія ООН по змінах клімату констатує, що кількість льоду в арктичних водах знижується в середньому на 2,7% кожні 10 років, а середня арктична температура за минулі 100 років збільшилася вдвічі в порівнянні з загальною середньою нормою.

Дослідження світових вчених-кліматологій вказують, що найбільш помітними на сучасному етапі є зміни клімату на африканському континенті, вперше нинішнього літа вершина гори Кіліманджаро не вкрита снігом, а це несе значну загрозу оточуючому середовищу, адже цей сніг був єдиним джерелом води для даного біоценозу. В найближчому майбутньому життєві умови стануть тут вкрай несприятливими, що викличе значні міграції жителів африканського континенту до країн Європи та Азії.

Дослідженнями вчених-океанологів встановлено, що з ХІХ по ХХ століття темпи підвищення відстежуваного рівня моря зросли, та загальне його підвищення за ХХ століття становить 0,17 м. Геологічні спостереження показали, що на протязі попередніх 2000 років темпи підвищення рівня моря були значно меншими. Середня температура світового океану підвищилася до глибини як мінімум 3000 метрів.

Невідтворним наслідком глобального потепління на Землі є підняття рівня відкритих морів. Парниковий ефект спричинить до танення льодовиків та айсбергів, унаслідок чого підвищиться рівень води в морях і океанах. Згідно з розрахунками, до 2030 року вода підніметься на 9-29, а до 2090-го -- на 96 см. Затоплення сільськогосподарських угідь охопить 27 країн. Серед них найбільше постраждають Бангладеш (втратить 21% сільськогосподарських угідь), Єгипет (20%), Таїланд, Китай, Японія, Австралія, західна частина Данії, Індонезія, штат Луїзіана (США). Міста Японії Токіо, Осака і Нагойя з п'ятдесятьма відсотками промислового виробництва розташовані в критичній прибережній зоні, де близько 860 квадратних кілометрів їхньої території вже нині перебувають нижче середнього рівня моря.

Зараз уже практично не стоїть питання про те, що відбувається з глобальним кліматом протягом останніх 30 років - достовірно встановлено, що середня температура повітря біля поверхні землі дійсно підвищується практично у всіх регіонах світу. В зв'язку з цим, в атмосфері відбувається перебудова глобальних процесів переносу тепла та вологи на всіх континентах, що характеризується різким збільшенням природних катаклізмів - посух та паводків, тайфунів та смерчей, градів, суховіїв. 1,3.

Одну з самих сильних посух в історії пережили на початку нинішнього літа Бельгія (дощів не було 36 днів підряд), північні провінції Китаю, Молдавія та заокеанський штат Флорида. Сильні лісові пожежі в Греції, Італії, Хорватії, Болгарії, на Канарських островах, у деяких регіонах України (Херсонщина, Крим) 8,10.

Ознаками потепління на глобальному рівні є:

· у 1991-2000рр. товщина льодового покриву в північно-льодовитому океані скоротилась на 40%;

· температура води під льодом в районі північного полюсу зросла майже на 2⁰С, внаслідок чого почалося підтанення льоду знизу;

· підйом рівня світового океану на 6...12 см за століття;

· зростання вмісту в атмосфері вуглекислого газу з 0,031% у 1956р. до 0,035% у 1992р.;

· середня температура приземного шару повітря за останні 25 років зросла на 0,7⁰С;

· за даними кліматологів НАСА, за 10 років температура тропосфери Землі підвищилась на 0,12⁰С;

· збільшення екстремальних погодних явищ (снігопади, зливи, повені, посухи, приморозки тощо);

· зменшення кількості морозних зим у борсальній області.

На підставі наведених та інших даних вчені-кліматологи різних країн, в тому числі Інституту гідротехніки і меліорацій УААН, вважають, що за останні 100-150 років на планеті відбулось стрімке глобальне потепління клімату і що це явище можна вважати надійно встановленим емпіричним фактом.

Вчені-кліматологи протягом останніх десятиріч ведуть активні дискусії з приводу причин цих явищ, вказуючи як на природні фактори, так і на наслідки людської діяльності. Але необхідно констатувати, що погоду і клімат землі значною мірою визначають надзвичайно складні процеси взаємодії океану, атмосфери, ґрунтів, лісів і інших природно-технічних систем, які ще недостатньо вивчені. При цьому загалом можна погодитися, що зміни клімату зумовлені різними земними і неземними явищами, зокрема станом атмосфери і океану, випромінюванням сонця, дрейфом континентів тощо, а регулярне повторення переходів від льодовикових періодів до більш теплих епох зумовлене космічними факторами, зокрема ледь помітними змінами геометрії земної орбіти, відстані планети від Сонця, нахилу земної осі, форми орбіти 1.

Виходячи з наведеного щодо причин глобальних змін клімату, необхідно підкреслити, що ці зміни є результатом взаємодії факторів і техногенного, і природного походження. Але вплинути ми можемо лише на антропогенні чинники, тому і заходи, які вже здійснюються і будуть здійснюватися в майбутньому, необхідно спрямовувати, перш за все, на мінімізацію впливу саме антропогенних чинників, яким є парниковий ефект, викликаний підвищенням концентрації парникових газів (СО₂, СН₄, N₂O та інших) в атмосфері Землі. клімат океан глобальний конвенція

Аналіз антропогенних джерел парникових газів в Україні показує, що спалювання викопного палива для отримання енергії складає значну долю в сумарних викидах і визначає загальний рівень емісії парникових газів.

З метою попередження та уповільнення процесу глобального потепління в 1992 р. в Ріо-де-Жанейро була вироблена “Рамкова конвенція про зміну клімату”, в якій наведені пропозиції про інвентаризацію викидів парникових газів та розробку національних планів про їх зниження. В грудні 1997 р. у Кіото (Японія) був прийнятий Протокол Конференції Сторін Конвенції про зміни клімату, який запропонував конкретні механізми зниження викидів парникових газів. Україна ратифікувала Кіотський протокол 4 лютого 2005р. 1.

Відтепер Україна також належить до числа регіонів планети, де зміни клімату, що відбуваються, є відчутними. В ХХ столітті на території України зафіксовано 43 посушливих роки, в тому числі 7 з них в останні 15 років минулого століття. За даними Українського гідрометцентру перелік природних катаклізмів другої половини ХХ століття в Україні складає:

1960 р. (березень) - пилова буря на півдні України завдала значних збитків сільському господарству;

1968 р. - велика засуха в Україні охопила більшу частину її території, за винятком західних і північних областей, загинула значна частина врожаю сільськогосподарських культур;

1969 р. (січень-лютий) - пилова буря, зумовлена дуже сильними тривалими вітрами, була відмічена практично на всій території України. Завдано значних збитків сільському господарству, пошкоджено будівлі, опори електроліній та зв'язку;

1969 р. (28 жовтня) - штормові та ураганні вітри, швидкість яких досягала 40 м/с, призвели до масового руйнування електромереж і ліній зв'язку. Вітер спричинив сильний шторм на Чорному і Азовському морях;

1970 р. - весняна повінь. Значні підйоми рівня води та затоплення територій були зафіксовані в басейні річок Дніпро, Десна, Прип'ять. Завдано значних збитків населенню та господарствам Київської, Чернігівської, житомирської, рівненської і сумської областей;

1972-1975 рр. - катастрофічні засухи в Україні призвели до значного недобору врожаю, передчасного висихання рослин, великих лісових пожеж і згорання торф'яників;

1975 р. (22-26 листопада) - сильна ожеледь, хуртовини, снігові намети, посилення вітру на території України призвели до значного порушення діяльності галузей народного господарства у південній частині країни, особливо постраждало місто Одеса;

1980 р. (липень) - катастрофічний паводок сформувався значними опадами в басейні річок Закарпаття, Дністра, Прута, Сирета. Завдано колосальних збитків населенню та народному господарству;

1987 р. (3-6 серпня) - смерч на Київщині та Волині призвів до значних руйнацій будівель і пошкоджень лісових масивів;

1988 р. (3-5 грудня) - сильна ожеледь на півдні України паралізувала діяльність більшості галузей народного господарства, завдано колосальних збитків;

1997 р. (23 червня) - смерч на заході України. Великі руйнації, людські жертви;

1998 р. (3-5 листопада) - катастрофічний паводок на Закарпатті, внаслідок якого підтоплено понад 40 тисяч будинків, близько 2 тисяч зруйновано повністю. Зруйновано і пошкоджено водозахисні дамби, автомобільні дороги, мости, залізницю. Відключено енергопостачання, газопостачання, зв'язок тощо;

1999 р. (травень) - катастрофічні заморозки на всій території України призвели до значного пошкодження і загибелі більшості сільськогосподарських культур, особливо постраждали плодові дерева та сходи картоплі. У багатьох районах пропав увесь урожай плодових;

1999 р. (листопад) - сильною ожеледдю в поєднанні з сильними снігопадами та штормовими вітрами завдано найбільших за останні 50 років збитків транспорту та комунальному господарству.

При цьому протягом 1986-1990 років їх кількість становила 443, а протягом 2001-2005 років - 716. За даними Міністерства надзвичайних ситуацій, лише економічні збитки від надзвичайних ситуацій природного характеру протягом 1997-2005 років становили близько 5 млрд. грн.

Почастішали посухи, від яких, як зазначає Міністерство аграрної політики, нинішнього року аграрії України понесли значні збитки - понад 20млрд. грн. 3,10.

На території України у ХХ ст. простежувалася загальна тенденція до підвищення температури повітря та збільшення кількості атмосферних опадів: так річна температура збільшилась на 0,3...0,7⁰С, а опади - на 50...100мм. За даними Національного аграрного університету істотно (в 1,5 рази) збільшилась і частота значних аномалій обох показників. Зросла також внутрішньосезонна їх мінливість. Стали спостерігатись різкі перепади температури взимку та навесні від аномально високих до низьких. Інколи мають місце різкі перепади температури повітря - до 10...12⁰С за добу. У найближчому майбутньому прогнозуються аномально холодні зими з різкими перепадами температур та браком снігового покриву. За всіма сценаріями буде збільшуватись і кількість опадів. В окремі сезони це збільшення може перевищувати існуючий рівень на 20% 1,2.

При цьому зимовий сезон буде характеризуватись високим стоком води сніго-дощового походження в період з листопада по квітень з максимумом у березні, а в літній сезон (травень - жовтень) буде мати місце стійка межень з мінімумом у липні -серпні. Такий водний режим річок може виникнути лише за умови значного підвищення температури повітря. Внаслідок цього протягом холодного періоду року буде відсутній стійкий сніговий покрив, вологість ґрунтів буде близькою або перевищувати капілярну вологоємність, спостерігатимуться часті паводки снiго-дощового походження.

У теплий період року, внаслідок різкого зростання температури повітря, більша частина опадів буде витрачатись на випаровування, а живлення річок буде здійснюватись за рахунок підземного стоку.

Статистичний аналіз результатів гідрометеорологічних спостережень за 1900 - 1990 рр., проведений вченими-кліматологами Київського національного університету (С.Г.Бойченко, В.М.Волощук, І.А.Дорошенко, 2000) 2, показав, що потепління клімату на території України призвело до формування ряду специфічних ефектів, фізична природа яких залишаеться ще до кінця не виясненою. Зокрема, на території України процитовані автори виділяють такі:

1. Вирівнювання кліматичного поля середньомісячних приземних температур: в тих регіонах і для тих місяців, де порівняно холодно - приземна температура підвищилась, а там де вона порівняно висока - практично не змінилась.

2. Деконтиненталізація клімату. Амплітуда сезонного ходу (річної гармоніки) температури приземного повітря знизилась приблизно на 0,4⁰С при середній місячній метеорологічній нормі амплітуди 12,6 ⁰С.

3. Вирівнювання кліматичного поля річних сум опадів: у північно-західних регіонах України річна сума опадів знизилась приблизно на 5%, а в південно-східних вона підвищилась приблизно на 15%.

4. Немонотонна трансформація кліматичного поля середньомісячних інтенсивностей атмосферних опадів.

Основними ознаками глобального потепління на території України є 1:

· температура повітря у ХХ столітті має тенденцію до підвищення;

· за 1900-1995рр. Підвищення температури становило 0,3...0,7⁰С, при цьому взимку і навесні підвищення складає 1,0...1,7⁰С. Влітку і восени зміни температури невеликі і по території неоднозначні: зими стали теплішими і малосніжними, а літо прохолоднішим;

· за 1900-1995рр. Річні суми опадів на більшій частині території збільшилися, порівняно з початком ХХ ст., на 50...100мм;

· у північних і західних регіонах, а також у Криму опади зменшились на 50...100 мм, на сході на 10...30 мм;

· у районі північно-східного узбережжя Азовського моря кількість опадів не змінилася;

· взимку багаторічний хід опадів практично по всій території має тенденцію до збільшення (20...50 мм), за винятком західних областей, де опади зменшились на 20...30 мм;

· у північній та північно-західній частині України, порівняно з початком століття, кількість опадів істотно не змінилась.

Катастрофічним для України може бути викликане глобальним потеплінням переміщення у помірні широти північної периферії поясу субтропічних циклонів, оскільки це може привнести до незворотного процесу спустелювання південних регіонів країни.

Основною особливістю періоду потепління є постійна нерівномірність випадання опадів у середині року і в окремі роки. Так, наприклад, у 1997 р. сума опадів, що випали, була найбільшою за весь період спостережень, а в 1999 і 2000 роках мала місце надзвичайно жорстка посуха. У 1991 р. при надзвичайно сухому травні був аномально вологий вересень. При аномально вологому вересні та жовтні 2002 року була надзвичайно жорстка ранньовесняна посуха 2003 року. Нерівномірність випадання опадів призвела до збільшення числа посушливих явищ. За період 1989-2003 рр. повторюваність посух збільшилася майже вдвічі 8. Крім того, останніми роками відзначалася дуже небезпечна особливість посух - це їхнє поширення в райони, які завжди належали до зони достатнього зволоження - Полісся і північні райони Лісостепу.

Для того, щоб охарактеризувати можливі зміни клімату в Україні на протязі століття звернемось до результатів роботи “Україна та глобальний парниковий ефект” 3, в якій дуже важлива роль відведена вибору та відпрацюванню можливих сценаріїв змін клімату в Україні на основі моделювання клімату. В даній роботі розглядається 6 різних моделей можливих сценаріїв змін клімату, чотири з яких (GISS - модель Інституту Годдарда з космічних досліджень, чутливість до подвоєння СО₂ - 4,2⁰С, GFDL - модель Лабораторій геофізичної гідродинаміки США, чутливість до подвоєння СО₂ - 4⁰С, СССМ - модель Канадського кліматичного центру, чутливість до подвоєння СО₂ - 3,5⁰С., UKMO - модель Метеорологічного бюро об'єднаного королівства, чутливість до подвоєння СО₂ - 3,5⁰С) характеризують так званий стан рівноваги, тобто тi зміни клімату, якi будуть мати місце в результаті раптового подвоєння концентрації СО₂ в атмосфері після завершення періоду термічної релаксації земної кліматичної системи, а дві інші (GFDL - модель Лабораторій геофізичної гідродинаміки США і МРІ - модель Інституту Макса Планка, Німеччина) - зміни клімату для умов перехідного (нестаціонарного) стану (при поступовому підвищенні концентрації СО₂ - на 1% в рік). При цьому моделювання для умов перехідного стану за оцінками фахівців є більш реалістичним, оскільки воно дає можливість прослідкувати інерцію кліматичної системи, тобто природне відставання и реакції від зміни парникових газів в атмосфері.

Згідно з результатами моделювання за умови подвоєння СО₂ в атмосфері, прогнозується підвищення температури повітря в усі сезони року. При цьому за сценаріями, побудованими на основі моделей СССМ та GISS, температура повітря зросте найбільш суттєво взимку, а за сценаріями GFDL та UКМО - навесні, але тільки за останнім сценарієм потепління в Україні чітко підсилюватиметься в напрямку з півдня на північ.

Для території України, за результатами моделювання, за умови подвоєння СО₂ прогнозується підвищення температури повітря в усі сезони року, за всіма сценаріями буде збільшуватися і кількість опадів. Для території України прогнозні зміни величини атмосферних опадів отримані моделюванням (І.Букша, П.Гожик, Ж.Ємельянова та ін., 1998) за моделями СССМ та UKMO 3, наведені в табл. 1.

Отже, і на глобальному, і на регіональному рівнях зміни клімату стали незаперечним фактом, наявність якого поставила перед людством проблему розв'язання цілої низки надзвичайно важливих і складних завдань, пов'язаних з розробкою і реалізацією стратегії свого практичного існування та пристосування до нових кліматичних умов.

Клімат відіграє визначальну роль у формуванні агроекологічних умов ведення сільськогосподарського виробництва. Одним з найважливіших завдань, яке покладається в його вивчення, є необхідність знань, які саме сільськогосподарські рослини вигідно вирощувати в тій чи іншій місцевості, як клімат впливає на ґрунти, на яких вирощуються ці рослини, які методи краще застосувати при їх вирощуванні.

Клімату належала і належить роль як одному з провідних факторів грунтотворення, вегетації і врожайності вирощуваних сільськогосподарських культур.

Сонячна енергія, увібрана ґрунтом, витрачається на такі про цеси, як нагрівання, випаровування, транспірація, фотосинтез, синтез гумусу тощо. Сума активних температур використовується для агрономіч ної і ґрунтової оцінки територіального термічного режиму. Для трав'янистої рослинності активними є температури вище 4...5 °С, для лісової -- вище +10 °С.

Підвищення середньорічної температури, величини ра діаційного балансу і суми активних температур за рік призводить до збільшується інтенсивності вивітрювання, синтезу ор ганічної маси, активізації життєдіяльності тварин і мікроорга нізмів, підвищення інтенсивністі ґрунтоутворюючих процесів: руйнування мінералів, розкладання органіч них решток, синтезу гумусних кислот тощо. За високих середньо річних температур утворюється більше глинистих часток як про дукту інтенсивного вивітрювання.

Температура ґрунту впливає на швидкість хімічних реакцій. Згідно з правилом Вант-Гоффа, при підвищенні температури на 10⁰С швидкість хімічних реакцій збільшується у 2...3 рази. Тому в районах з високою середньорічною температурою геохімічні про цеси відбуваються значно швидше, ніж у широтах з холодним клі матом. Це зумовлює річну швидкість вивітрювання, формування різних кір вивітрювання і, як наслідок, різноманітний хімічний склад ґрунтів. Крім того, від температури залежить ступінь ди соціації хімічних сполук у водних розчинах. При підвищенні тем ператури від 0 до 50° дисоціація збільшується у 8 разів.

Таблиця 1 Прогнозні зміни атмосферних опадів на території Україні, отримані моделюванням (І.Букша, П.Гожик, Ж.Ємельянова та ін., 1998)

Відхилення температур повітря для деяких міст України подані в табл.21.

Таблиця 2 Відхилення температури повітря (0С) на території України, тренд за 1990-1995 рр.

1. Ромащенко М.І., Собко О.О., Савчук Д.П., Кульбіда М.І. Про деякі завдання аграрної науки у зв'язку зі змінами клімату. Наукова доповідь-інформація. - Київ: Інститут гідротехніки і меліорації УААН, 2003. - 46 с.

2. Бойченко С.Г., Волощук В.М., Дорошенко І.А. Глобальне потепління та його наслідки на території України // Український географічний журнал, 2000, №2, с. 59-68.

3. Україна та глобальний парниковий ефект. Частина 1. Джерела і поглинаючі газів/ Н.П.Іванченко, М.М.Колетник, М.А.Козелькевич, Н.В.П-арасюк, М.В.Рапцун. За ред. В.В.Васильченка, М.В.Рапцуна. - Київ, 1997. - 96с.

4. Козловський Б.І. Меліоративний стан осушуваних земель Західних областей України. - Львів:Євро світ,2005. - 420с.

5. Україна та глобальний парниковий ефект: Кн. 2. Вразливість і адаптація екологічних та економічних систем до змін клімату / І.Ф.Гожик, Ж.Л.Ємельянова, I. В.Трофимова, АЛ.Шерешевський. За ред. В.В.Васильченка, М.В.Рапцуна, I.В.Трофимової. - К., 1998. - 208 с.

6. Афанасик Г.И., Омелько А.А., Жуков Л.Ф. Управление водным режимом на больших мелиоративных системах // Мелиорация и охрана окружающей среды. - Минск, 1989.- С.17-26.

7. С.В.Сашук, А.М.Рокочинський, Я.Я.Зубик, Л.В.Зубик, Є.І.Покладньов, С.В.Шалай Методичні вказівки з метеорологічного забезпечення екологічних, гідрологічних та інженерно-меліоративних розрахунків та агрометеорологічних прогнозів на довготерміновій основі.- Рівне:УДУВГП, 2003. - 30с.

8. Весник гидрометцентра Черного и Азовського морей . - Одеса. - №2.- 2007.

9. Горбань І. Орнітоценози торфових боліт міжріччя Дністра і Бугу //Вісник Лівів УН-ТУ - Львів, 2002р. - 188-189с.

10. Глобальне потепління загрожує екологічною катастрофою / Урядовий кур'єр, 2002. 26 вересня.

11. Реймерс Н.Ф. Экология теория, закон, правила, принцип и гипотезы.- М.: Журнал "Россия молодая", 1994.- 367 с.

12. Клименко М.О., Рокочинський А.М., Клименко З.С., Котяй Л.М. Оцінка впливу погодно-кліматичних умов на екологію людини при глобальному потеплінні (для зони Західного Полісся України) //Вісник НУВГП - Рівне, 2007р. - 3-23с.

13. Мигунова Е.З. Ліси та лісові землі (кількісна оцінка взаимозв'язків). -М.: Екологія, 1993. - 364 с.

Размещено на Allbest.ru