XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Вероятность теории глобального потепления в городе Мирном

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Емельянов А.В. 1

---

1МБОУ "СОШ №7"

Саражакова Л.И. 1

---

1МБОУ "СОШ №7"

Работа в формате PDF

367.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

I. Введение

Глобальное потепление, мы постоянно слышим это выражение… Впервые о глобальном потеплении заговорили еще в 60-х годах прошлого столетия. На основе многолетних наблюдений ученые пришли к выводу о повышении средней глобальной приземной температуры воздуха на несколько десятых градуса.

Климат на нашей планете меняется и меняется достаточно быстро, что не отрицает уже ни один ученый. Однако на повестке дня стоят опасения, что к естественному изменению климата добавилось потепление, вызванное деятельностью человека. Изменение климата не означает простое повышение температуры. Под устоявшимся термином «глобальное изменение климата» понимают перестройку всех геосистем. А потепление рассматривают лишь как один из аспектов изменений.

Актуальность темы

Проблема изменения климата сегодня чрезвычайно актуальна. На повестке дня стоят опасения, что к естественному изменению климата добавилось потепление, вызванное деятельностью и активностью человека. Меня волнует насколько сильно происходит изменение климата в нашем городе. Происходит ли вообще? Поэтому я обратился к этой теме.

Проблема

Проблема глобального потепления, повышения средней климатической температуры в настоящее время стоит очень остро и беспокоит большинство стран. Исследования ученых в различных областях позволяют сегодня достоверно оценить причины и последствия глобального потепления. Данные метеорологических наблюдений свидетельствуют о том, что за последние 100 лет средняя температура поверхности Земли выросла на 0,74 ºС, причем темпы ее роста постепенно увеличиваются.

По прогнозам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) – наиболее авторитетной международной организации в области климата – в ближайшие 20 лет рост температуры составит в среднем 0,2 ºС за десятилетие, а к концу 21 века температура Земли может повыситься от 1,8 до 4,6 ºС.

Огромную роль в глобальном потеплении играют выбросы в атмосферу углекислого газа и эта проблема особо актуальна для промышленных городов по всему миру.

Цель исследования

1. Изучить изменение климата по фактическим показателям погоды в городе Мирном Республики Саха (Якутия) и сделать соответствующие выводы.

Задачи исследования

1. Подготовить архивные материалы по прогнозам погоды в городе Мирном Республики Саха (Якутия) со дня его основания.

2. Проанализировать и оценить показатели погоды за последние 60 лет в городе Мирном Республики Саха (Якутия).

3. Сделать заключение и выводы об изменении климата в городе Мирном и создать информационный буклет.

Объект исследования

Объектом исследования является погода в городе Мирном Республики Саха (Якутия) и её динамика за последние 60 лет.

Предмет исследования

Предметом данного исследования являются различные параметры и показатели погоды, их средние дневные, месячные, квартальные, годовые колебания. Для исследования будут анализироваться такие показатели, как температура воздуха над землей на уровне 2 метров, атмосферное давление на уровне земли, скорость и направление ветра, влажность воздуха и атмосферные осадки.

Гипотеза

В настоящее время, согласно теории глобального потепления имеется изменение климата в сторону повышения среднегодовой температуры по всему миру. Темпы повышения температуры за последние десятилетия усилились, что связано с ухудшением экологии, развитием промышленности и увеличением их токсичных выбросов в атмосферу, перенаселением планеты, вырубкой лесов и лесными пожарами и т.д.

Учитывая вышеуказанное, те же изменения климата должны происходить в городе Мирном Республики Саха (Якутия).

Методика исследования

Материалы по параметрам и изменениям будут взяты из архива погоды на общедоступном сайте https://rp5.ru/Архив_погоды_в_Мирном, http://www.pogodaiklimat.ru/history/24726.htm. Из совокупности оцениваемых материалов по различным параметрам погоды необходимо вывести расчетным методом средние показатели по температуре воздуха над землей на уровне 2 метров, атмосферному давлению на уровне земли, скорости и направлению ветра, влажности воздуха и атмосферным осадкам. Все параметры сгруппировать по годам, кварталам и произвести их сравнения.

Оборудование для исследования

Специального оборудования для изучения и оценки параметров погоды не требуется. В процессе исследования будет использована программа Microsoft Office. В частности, для расчета средних показателей по выбранным параметрам показателей погоды за определенный период времени будет использована приложение для составления умных и сводных таблиц Microsoft Exel.

II. Теоретическая часть

Основная причина глобального потепления — деятельность человека. Люди сжигают ископаемое топливо (уголь, нефть, газ), в результате чего в атмосферу выбрасываются газы — углекислый газ, метан, оксид азота, фторированные газы. Они ведут к возникновению парникового эффекта, потому что способны поглощать много солнечного тепла. На долю углекислого газа приходится 64% антропогенных причин глобального потепления. Сейчас его концентрация в атмосфере на 40% выше, чем в доиндустриальную эпоху. Леса регулируют климат, поглощая углекислый газ, но из-за вырубки этот эффект минимизируется. Сельское хозяйство является одной из основных причин выбросов метана и оксида азота.

С 1880 по 2012 год средняя температура на Земле повысилась на 0,85°C. Температура мирового океана стала выше, тают вечные снега и льды. Промышленные выбросы, кроме того, что нагревают атмосферу, вредят здоровью человека. Все чаще происходят экстремальные природные явления — засухи, наводнения, ураганы и пожары. Они ведут к разрушению инфраструктуры, голоду, нехватке чистой воды. Меняется среда обитания диких животных, из-за повышения температуры мирового океана гибнут кораллы, а следом и живые организмы, которые ими питаются. Миллион видов животных и растений сегодня находится под угрозой вымирания.

Северные и южные полюсы Земли имеют большое значение для климата планеты и особенно уязвимы для глобального потепления. Из-за того, что температура постепенно растет, тают льды Арктики и Антарктики. Из-за этого уровень моря с 1901 по 2010 год поднялся на 19 см. В 2019 году таять начало 90% ледяного щита Гренландии. Согласно исследованию, которое вышло в научном журнале PNAS, если ледяной покров Гренландии продолжит уменьшаться с той же скоростью, что и сейчас, за 200 лет уровень Мирового океана повысится на 48-160 сантиметров. Это приведет к частым наводнениям и ураганам.

На сегодняшний день мировое научное сообщество не пришло к единому выводу относительно глобального потепления. Одним из противников данной гипотезы является заслуженный профессор МГУ, член-корреспондент РАН А.П. Капица. По его словам, за последние 30 лет все данные метеонаблюдений, в их числе наземные, спутниковые, показывают, что идет очень слабое, но - похолодание. По мнению Капицы, увеличение количества углекислого газа в атмосфере является скорее следствием, а не причиной потепления. Не разделяет мнение о глобальном потеплении и академик РАН К.Я. Кондратьев. На вопросы о том, угрожает ли Земле глобальное потепление и связано ли оно с ростом концентрации углекислого газа, К.Я. Кондратьев отвечает отрицательно. Анализ данных наблюдений, сделанных совместно профессором В.Н. Адаменко, показал, что за последние 30 лет в различных регионах Арктики происходило как потепление, так и похолодание. Хотя раньше считалось, что именно в Арктике "парниковое" потепление климата должно быть особенно сильным". Тем не менее, К.Я. Кондратьев не отрицает существования глобальных экологических проблем. Но их причину видит в нарушении баланса вещества, вызванном, прежде всего, вырубкой лесов. Основатель телеканала о погоде Weather Channel, журналист Джон Колман считает «так называемое глобальное потепление величайшим жульничеством в истории».

Большинство ученых согласны с возможными последствиями – это ураганы в США, засуха в Австралии, аномально жаркое лето в Европе, катастрофические ливни и наводнения на туманном Альбионе – список можно еще продолжить. Экстремальные природные явления бьют все рекорды практически во всех регионах мира. А природные катаклизмы влекут за собой экономические последствия.

Кроме того, уровень моря в течение ХХ века средний уровень моря повысился на 0,1-0,2м. По прогнозам ученых, за XXI век повышение уровня моря составит до 1 м. В этом случае наиболее уязвимыми окажутся прибрежные территории и небольшие острова. Прогнозируется учащение высоких приливов, усиление эрозии береговой линии.

Р ис.1. Изменение уровня Мирового океана по сравнению со средним значением за период 1961-1990 гг. На основании реконструированных данных за период с 1870 г. (красный), мареографических измерений с 1950 г. (синий) и спутниковых данных с 1992 г. (черный).

Глобальное потепление угрожает экосистемам и биоразнообразия. Существуют прогнозы исчезновения до 30-40% видов растений и животных, поскольку их среда обитания будет изменяться быстрее, чем они могут приспособиться к этим изменениям.

Самый серьезный удар может быть нанесен беднейшим странам, наименее всего готовым приспособиться к изменениям климата. По данным МГЭИК, к 2080 г. число людей, сталкивающихся с угрозой голода, может увеличиться на 600 млн.чел., что вдвое больше числа людей, которые сегодня живут в бедности в Африке к югу от Сахары.

Изменение климата, по прогнозам ученых, одновременно приведет к повышению рисков для здоровья людей, прежде всего менее обеспеченных слоев населения. Аномально высокие температуры могут привести к обострению сердечно-сосудистых, респираторных и других заболеваний.

III. Практическая часть

Показатели погоды в г. Мирном Республики Саха (Якутия) за 2011-2021 гг., их анализ и статистическая обработка

Представляю сводную таблицу по изменению поквартальных параметров и показателей погоды в г. Мирном Республики Саха (Якутия) за 1960, 1970, 1980, 1990, 2000, 2010, 2011, 2015, 2020, 2021 годы.

Таблица № 1. Показатели температуры в г. Мирном с 1960-2020 по данным сайта http://www.pogodaiklimat.ru/history/24726.htm.

Рисунок № 2. Среднегодовая температура в г. Мирном с 1960-2020 годы по данным сайта http://www.pogodaiklimat.ru/history/24726.htm.

Из рисунка 2 видно, что по сравнении с 1960 годом среднегодовая температура в г. Мирном в 2020 году повысилась с -8,9 до -3,1 градусов, т.е. на 5,8 градусов или 65,1%.

Рисунок 2.1. Среднеквартальная температура в г. Мирном с 1960 по 2020 годы.

Из рисунка 2.1 видно, что поквартально также отмечается повышение температуры. При сравнении кварталов 1960 и 2020 годов отмечается повышение средней температуры: за 1 квартал на 44,4%, за 2 квартал на 125%, за 3 квартал на 25,2%, за 4 квартал на 22,2%.

Рисунок № 2.2. Динамика средней температуры в градусах Цельсия г. Мирном Республики Саха (Якутия) за 2011-2021 гг.

При анализе рисунка № 2.2 видно, что показатели средней температуры в 1 кварталах снизились на 46,4%. Если в 1 квартале 2011 года средний показатель температуры было -19,2⁰С, то в 1 квартале 2021 года данный показатель составил -28,1⁰С. Во 2 квартале 2011 года средний показатель температуры составляла 7,8⁰С, то за этот же период 2021 года показатель составил 6,5⁰С, что показывает снижение показателя на 16,7%. В третьем квартале 2011 года средняя температура составилоо 12,3⁰С, то за этот же период 2021 года показатель составил 13,9⁰С, что показывает повышение средней температуры за этот на 13,0%. За четвертый квартал 2011 года средняя температура составляла -17,0⁰С, то в 2021 году показатель составлял -17,5, что показывает снижение средней температуры на 2,9%.

Рисунок № 3. Динамика среднегодовой температуры в градусах Цельсия г. Мирного Республики Саха (Якутия) за 2011-2021 гг.

Из рисунка № 3 видно, что при оценке среднегодовой температуры в городе Мирном Республики Саха (Якутия) отмечается снижение данного показателя за 10 лет на 113,8%. Так, средне-годовая температура в 2011 году составлял -2,9⁰С, то данный показатель в 2021 году составлял -6,2⁰С.

Рисунок № 4. Динамика среднего атмосферного давления г. Мирного Республики Саха (Якутия) за 2011-2021 гг.

При анализе рисунка № 4 видно, что показатели среднего атмосферного давления в 1 кварталах практически остается на том же уровне, отмечается небольшое повышение на 0,15%. Так, среднее атмосферное давление в 1 квартале 2011 года составило 728,8 мм.рт.ст, то в 1 квартале 2021 показатель составил 729,9 мм.рт.ст. Из графика видно, что отмечалось уменьшение показателя в течение 9 лет, но в 2021 году отмечается резкий рост показателя по сравнении с 2020 годом. Во 2 квартале 2011 года среднее атмосферное давление составляло 725,6 мм.рт.ст, то за этот же период 2021 года показатель составил 725,9 мм.рт.ст., что показывает незначительное повышение показателя на 0,04%. В третьем квартале 2011 года среднее атмосферное давление составляло 726,2 мм.рт.ст., то за этот же период 2021 года показатель составил 726,9 мм.рт.ст, что показывает незначительное повышение среднего атмосферного давления на 0,09%. За четвертый квартал 2011 года среднее атмосферное давление составляло 731,1 мм.рт.ст, то в 2021 году показатель составлял 728,9 мм.рт.ст, что показывает снижение показателя на 0,3%.

Таблица № 2. Показатели среднегодового атмосферного давления в г. Мирном Республики Саха (Якутия) за 2011-2021 гг.

Из таблицы № 2 видно, что значительной динамики средне-годового показателя атмосферного давления нет. Отмечалось незначительное повышение показателя в 2015 и 2020 годах.

Рисунок № 5. Динамика скорости ветра в г. Мирном Республики Саха (Якутия) за 2011-2021 гг.

Из рисунка № 5 видно, что в первом квартале 2011 года средняя скорость ветра составляла 3,1 м/с, то за такой период 2021 года средняя скорость ветра составляла 2,7 м/с, что показывает снижение скорости ветра на 12,9%. В втором квартале 2011 года средняя скорость ветра составляла 3,1 м/с, то во втором квартале 2021 года данный показатель составлял 3,3 м/с, что показывает повышение средней скорости ветра на 6,5%. В третьем квартале 2011 года показатель составлял 2,5 м/с, то за такой же период 2021 года он составил 2,8 м/с, т.е. повышение показателя на 12,0%. В четвертом квартале 2011 года показатель составлял 2,8 м/с, то за этот же период 2021 года он составил 3,2 м/с, что означает усиление ветра на 14,3%.

Годы	Итог
2011	2,9
2015	3,0
2020	3,1
2021	3,0
Общий итог	3,0

Таблица № 3. Динамика показателя среднегодовой скорости ветра в г. Мирном Республики Саха (Якутия) за 2011-2021 гг.

Из таблицы № 3 видно, что значительного изменения в средней скорости ветра за 2011-2021 гг. нет, отмечается только незначительная тенденция ее повышения.

Рисунок № 6. Динамика преимущественного направления ветра в г. Мирном Республики Саха (Якутия) за 2011-2021 гг.

При анализе преимущественного направления ветра за 1 квартал 2011 и 2021 годов отмечается изменение направления ветра с запада-юга-запада на чисто западный. Во втором квартале изменение направления ветра с северо-востока на западный. В третьем квартале с преимущественно штиля на северо-восток. В четвертом квартале 2011 и 2021 направление ветра не изменилось.

Рисунок № 7. Динамика средней влажности в г. Мирном Республики Саха (Якутия) за 2011-2021 гг.

Из рисунка № 7 видно, что в динамике отмечается снижение общей влажности. Так, при сравнении 1 кварталов 2011 и 2021 года, влажность снизилась на 14%, во втором квартале на 12,9%, в третьем квартале на 9,3%, в четвертом квартале на 7,4% соответственно.

Рисунок № 8 Показатели среднегодовой влажности в г. Мирном Республики Саха (Якутия) за 2011-2021 гг.

Среднегодовая влажность за 2011-2021 гг. снизилась с 76,1% до 65,8%.

Рисунок № 9. Динамика суммы количества осадков в г. Мирном Республики Саха (Якутия) за 2011-2021 гг.

Из рисунка № 9 видно, что самое большое количество осадков выпадает во втором и третьем кварталах. В динамике за 1 квартал отмечалось повышение количества осадков до 2020 года, затем резкое отмечается его снижение. В итоге, если сравнить 2011 и 2021 гг. количество осадков уменьшилось с 32,2 мм до 30,6 мм, что составляет 4,9%. Во втором квартале за эти периоды отмечается снижение с 87,7 мм до 28,0 мм, что составляет 68,0%. В третьем квартале отмечается значительный рост осадков в 2015 году, затем ее снижение. В итоге, если сравнить 2011 и 2021 год количество осадков снизилось с 69,2 на 58,5, что составило 15,5%. За четвертый квартал отмечается повышение количества осадков с 60,4 до 70,9, что составило 17,4%.

Таблица № 4. Показатели среднегодового количества осадков в г. Мирном, Республики Саха (Якутия) за 2011-2021 гг.

В динамике за 2011-2021 гг. средне - годовое количество осадков уменьшается. Так, данный показатель уменьшился с 248,5 мм до 188,0 мм, т.е снижение на 24,6%.

Заключение

В ходе работы был изучен архив погоды города Мирный Республики Саха (Якутия) за 1960-2021 год. Проанализированы такие показатели как температура воздуха на уровне 2 метров от земли, среднее атмосферное давление, скорость и направление ветра, влажность, количество осадков. Из вышеперечисленных материалов можно сделать вывод, что в современную эпоху глобальный климат уже в некоторой мере изменен в результате хозяйственной деятельности человека. Среднегодовая температура с 1960 по 2020 год повысилась с -8,9 до -3,1 градусов, т.е. 65,1%. Если взять короткий период (ближайшие 10 лет), то в зимние месяцы температура воздуха стала ниже на 46,4%, а в летние месяцы температура воздуха стало выше на 13,0%. Несмотря на это, среднегодовая температуры в городе Мирном Республики Саха (Якутия) за 10 лет снизилась на 113,8%, что подтверждает гипотезу профессора МГУ, члена-корреспондента РАН А.П. Капица. О глобальном потеплении и изменении климата, в том числе в городе Мирном Республики Саха (Якутия) может говорить повышение средней температуры за летние месяцы на 13,0%, снижение влажности с 76,1% до 65,8% и уменьшение количества осадков на 24,6%, изменение направления ветра. Все эти изменения климата сравнительно невелики, но имеют определенное практическое значение.

Использованная литература:

1. http://www.astrolab.ru

2. http://www.climatechange.ru

3. http://ru.wikipedia.org

4. 10 самых популярных заблуждений о глобальном потеплении и Киотском протоколе / Добролюбова Ю.С., Жуков Б.Б.: РРЭЦ, 2008.

5. Опасные последствия глобального изменения климата / Сафонов Г. В.: РРЭЦ, GOF, WWW России, 2006.

6. Изменение климата: Обзор состояния научных знаний об антропогенном изменении климата / Кокорин А. О.: РРЭЦ, GOF, WWF России, 2005.

7. Четвертый оценочный доклад МГЭИК, 2007.

8. https://rp5.ru/Архив_погоды_в_Мирном.

9. http://www.pogodaiklimat.ru/history/24726.htm.

10. https://www.youtube.com/watch?v=j2YIAEmRpQs.

11. https://trends.rbc.ru/trends/green/5d6bb7499a794792ab7c0e67.