2. Причини потепління

Існує науковий консенсус, що поточне глобальне потепління з високою ймовірністю пояснюється діяльністю людини. Кліматичні системи змінюються як в результаті природних внутрішніх процесів, так і у відповідь на зовнішні впливи, як антропогенні, так і не антропогенні, при цьому геологічні та палеонтологічні дані показують наявність довгострокових кліматичних циклів, які в четвертинному періоді прийняли форму періодичних зледенінь, причому нині доводиться на інтергляціал (рис. 3).

Р ис. 3. Глобальні потепління (міжльодовикові періоди) за останні 500 тисяч років

Зміна рівня Світового океану.

Концентрація ізотопу O в морській воді.

Концентрація CO2 в антарктичному льоді [9].

Розподіл тимчасової шкали – 20 000 років. Піки рівня моря, концентрації CO₂ і мінімуми O збігаються з міжльодовиковими температурними максимумами.

Причини таких змін клімату залишаються невідомими, проте серед основних зовнішніх впливів зміни орбіти Землі (цикли Міланковича), сонячної активності (у тому числі і зміни сонячної постійної), вулканічні викиди і парниковий ефект. За даними прямих кліматичних спостережень (зміна температур протягом останніх 200 років) середні температури на Землі підвищилися, проте причини такого підвищення залишаються предметом дискусій, але однією з найбільш широко обговорюваних є антропогенний парниковий ефект. Не можна сказати, що йде суперечка між тими, хто «вірить» і «не вірить» в теорію парникового ефекту. Швидше, оспорюється підсумковий ефект збільшення кількості парникових газів в атмосфері Землі, тобто не компенсується потепління в силу парникового ефекту змінами у розподілі водяних парів, хмар, в біосфері або інших кліматичних чинників. Однак що спостерігається останні 50 років підвищення температури Землі суперечить теоріям про компенсуючої ролі перерахованих вище зворотних зв'язків [4].

2.1. Викиди парникових газів

Парниковий ефект був виявлений Жозефом Фур'є в 1824 і вперше був кількісно досліджений Сванте Арреніусом в 1896. Це процес, при якому поглинання і випускання інфрачервоного випромінювання атмосферними газами викликає нагрівання атмосфери і поверхні планети.

На Землі основними парниковими газами є: водяний пар (відповідальний приблизно за 36-70% парникового ефекту, без урахування хмар), вуглекислий газ (CO₂) (9-26%), метан (CHCO₄) (4-9%) і озон (О₃) (3-7%). Атмосферні концентрації CO₂ і CHCO₄ збільшилися на 31% і 149% відповідно в порівнянні з початком промислової революції в середині XVIII століття. Згідно з окремими дослідженнями, такі рівні концентрації досягнуті вперше за останні 650 тисяч років – період, для якого були отримані достовірні дані із зразків полярного льоду.

Близько половини всіх парникових газів, одержуваних у ході господарської діяльності людства, залишаються в атмосфері. Близько ¾ всіх антропогенних викидів парникових газів за останні 20 років стали результатом видобутку і спалювання нафти, природного газу і вугілля. Велика частина інших викидів викликана змінами ландшафту, в першу чергу вирубкою лісів (рис. 4).

На користь теорії антропогенного внеску в сучасне зміна клімату в результаті виділення парникових газів можуть свідчити і ті факти, що спостережуване потепління призводить насамперед до збільшення середніх температур у високих (приполярних) широтах, до підвищення середніх температур у зимовий період в середніх широтах і до зменшення нічного вихолоджування. А також є фактом те, що швидке нагрівання шарів тропосфери відбувається на фоні не дуже швидкого охолоджування шарів стратосфери [15].

Рис. 4. Виділення вуглецю в атмосферу в результаті діяльності людини з