Исследовательская работа на тему "Глобальное потепление и изменение климата в п.Низовье Гурьевского района Калининградской области"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Низовская средняя общеобразовательная школа

238313, Калининградская область, Гурьевский муниципальный район, п.Низовье, ул.Калининградская, 1 тел. / факс:8 (40151) 3-62-69; e-mail: [email protected]

Глобальное потепление и изменение климата в п.Низовье

Гурьевского района Калининградской области

Оглавление

Введение

Глава I Глобальное потепление климата………………………………………..5

§ 1.1. Причины глобального потепления ……………………………………….5

§ 1.2. Парниковый эффект как основная причина глобального потепления….6

а) Парниковые газы.

б) Природный газ.

в) Углекислый газ.

Глава II Климатическая характеристика в п.Низовье ………………………..10

§ 2.1. Характеристика времени года-осени …………………………………...10

§ 2.2. Изменение температуры воздуха на основе собственных наблюдений за два года.(2011-2012гг) …………………………………………………………..12

§ 2.3 Возможные последствия и меры по предупреждению глобального потепления……………………………………………………………………….14

Заключение………………………………………………………………………16

Список использованной литературы…………………………………………...17

Глоссарий

Приложение

Введение

На современном этапе времени отмечается повышенный интерес к такой проблеме как глобальное потепление, именно в этом мы видим актуальность данной темы.

Общеизвестно, что среднегодовая температура воздуха неуклонно растет вверх. Ее увеличение оценивается в 0,6. °С за 100 лет. Потепление сопровождается некоторыми негативными явлениями: участились наводнения, ураганы, стала более участившимися проблема опустынивания. И бесспорным является тот факт что эти проблемы наносят вред как природе так и человеку. Поэтому важно знать, как будет изменяться климат в будущем, какие отрицательные последствия могут ожидать нас в будущем.

Работа ставит своей целью исследовать изменение температурного режима в п.Низовье за 2011-2013 год, основываясь на собственные наблюдения.

Объектом исследования является глобальное потепление.

Предмет исследования – потепление климата на примере изменения климата в п. Низовье.

Выдвинутая нами гипотеза заключается в том, что изменение температуры происходит более быстро, динамичнее от года к году.

Исходя из поставленной цели, в работе последовательно решаются следующие задачи:

• рассмотреть глобальное потепление как термин;

• рассмотреть причины глобального потепления климата;

• проанализировать собственные наблюдения по изменению климата в п.Низовье;

• сделать выводы;

Теоретическая значимость работы заключается в том, что в ней помимо научной литературы используются собственные наблюдения по изменению климата, что на наш взгляд делает работу более объективной.

Практическая значимость работы заключается в том, что наши наблюдения могут быть использованы на уроках географии и для других целей.

В данной работе используются следующие методы исследования:

• изучение и анализ научной литературы;

• метод сплошной выборки;

• анализ;

• сравнение;

• компонентный анализ;

• наблюдение;

Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы и приложения.

Глава I Глобальное потепление климата

§ 1.1. Причины глобального потепления

Глобальное потепление – процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмосферы Земли и Мирового океана. Научное мнение, выраженное Межгосударственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) ООН, и непосредственно поддержанное национальными академиями наук стран «Большой восьмерки», заключатся в том, что средняя температура по Земле поднялась на 0,6 °С с конца 20 века, и что «большая доля потепления, наблюдавшегося в последние 50 лет, вызвана деятельностью человека, в первую очередь выбросом газов, вызывающих парниковый эффект, таких как углекислый газ и метан. Ученые, оспаривающие мнение, что деятельность человечества сыграла существенную роль в наблюдаемом повышении температур, находятся в явном меньшинстве. Тем не менее, точно неизвестно, насколько значительными будут дальнейшие изменения климата, и что, если вообще что-либо, должно предпринимать человечество в свете этой проблемы.

Оценки, полученные по климатическим моделям, на которые ссылается МГЭИК, говорят, что средняя температура Земли может повыситься на величину от 1,4 до 5,8 °С между 1990 и 2100 годами. Как ожидается, это приведет к другим климатическим изменениям, включая подъем уровня Мирового океана и к изменениям в количестве и распределении атмосферных осадков. В результате могут участиться природные катаклизмы, такие как наводнения, засухи, ураганы и др., понизятся урожаи сельскохозяйственных культур и исчезнут многие биологические виды. Хотя потепление должно, по всей вероятности, увеличивать частоту и размах таких явлений, очень трудно однозначно связать какое-то конкретное событие с глобальным потеплением.

Климатические системы изменяются как в результате естественных внутренних процессов, так и в ответ на внешние воздействия, как антропогенные, так и не антропогенные.

Причины таких изменений климата остаются неизвестными, однако, среди основных внешних воздействий изменения орбиты Земли (циклы Меланковича), солнечной активности, вулканические выбросы и парниковый эффект. По данным прямых климатических наблюдений (изменение температур в течении последних двухсот лет) средние температуры на Земле повысились, однако причины такого повышения остаются предметом дискуссий, но однако одной из наиболее широко обсуждаемых является антропогенный парниковый эффект.

Науке известно, что добавление воды, углекислого газа или метана в атмосферу при прочих равных условиях повысит температуру планеты. Эти газы создают естественный парниковый эффект, без которого температура поверхности Земли была бы на 30 °С ниже, что сделало бы ее непригодной для жизни. Поэтому, нельзя сказать, что идет спор между теми, кто «верит» в теорию парникового эффекта. Скорее, оспаривается итоговый эффект увеличения количества парниковых газов в атмосфере Земли, т.е. не компенсируется ли потепление в силу парникового эффекта изменениями в распределении водяных паров, облаков, в биосфере или других климатических факторов. Однако, наблюдаемое последние 50 лет повышение температуры Земли противоречит теориями скептиков о компенсирующей роли перечисленных выше обратных связей.

§ 1.2. Парниковый эффект как основная причина глобального потепления

В настоящее время средняя температура по всему миру неуклонно повышается. Это называется - глобальное потепление. Причиной тому могут служить разные факторы, однако, многие ученые связывают это с парниковым эффектом.

ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ.

Многолетние наблюдения показывают, что в результате хозяйственной деятельности изменяется газовый состав и запыленность нижних слоев атмосферы. С распаханных земель во время пыльных бурь поднимаются в воздух миллионы тонн частиц почвы. При разработке полезных ископаемых, при производстве цемента, при внесении удобрений и трении автомобильных шин о дорогу, при сжигании топлива и выбросе отходов промышленных производств в атмосферу попадает большое количество взвешенных частиц разнообразных газов. Определения состава воздуха показывают, что сейчас в атмосфере Земли углекислого газа стало на 25% больше, чем 200 лет назад. Это, безусловно, результат хозяйственной деятельности человека, а также вырубки лесов, зеленые листья которых поглощают углекислый газ. С повышением концентрации углекислого газа в воздухе связан парниковый эффект, который проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли. Это происходит потому, что атмосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей поглощается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера. Другая часть лучей отражается от поверхности Планеты и это излучение поглощается молекулами углекислого газа, что способствует повышению средней температуры Планеты. Действие парникового эффекта анaлогично действию стекла в оранжерее или парнике ( от этого возникло название " парниковый эффект").

ПАРНИКОВЫЕ ГАЗЫ.

Рассмотрим, что происходит с телами в стеклянной оранжерее. Излучение высокой энергии проникает в оранжерею через стекло. Оно поглощается телами внутри оранжереи. Затем они сами испускают излучение более низкой энергии, поглощаемое стеклом. Стекло посылает часть этой энергии обратно, снабжая объекты внутри дополнительным теплом. Точно таким же образом земная поверхность получает дополнительное тепло по мере того, как "парниковые" газы поглощают, а затем выделяют излучение более низкой энергии. Газы, вызывающие своей повышенной концентрацией парниковый эффект, называют парниковыми газами. В основном это углекислый газ и водяной пар, но существуют и другие газы, поглощающие энергию, исходящую от Земли. Например, хлорфтор содержащие углеводородные газы, например, фреоны или хладоны. Концентрация этих газов в атмосфере также увеличивается.

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ.

Природный газ, используемый в энергетике, относится к невозобновляемым энергетическим ресурсам, в то же время это наиболее экологически чистый вид традиционного энергетического топлива. Природный газ на 98% состоит из метана, остальные 2% приходятся на этан, пропан, бутан и некоторые другие вещества. При сжигании газа единственным действительно опасным загрязнителем атмосферы является смесь оксидов азота. На тепловых электростанциях и в отопительных котельных, использующих, природный газ, выбросов углекислого газа, способствующего парниковому эффекту, вдвое меньше, чем на угольных энергетических установках, вырабатывающих тоже количество энергии. Применение сжиженного и сжатого природного газа на автомобильном транспорте дает возможность значительно снизить загрязнение среды обитания и улучшить качество воздуха в населенных пунктах, то есть "затормозить" парниковый эффект. По сравнению с нефтью, природный газ не дает такого загрязнения среды в процессе добычи и транспортировки к месту потребления. Запасы природного газа в мире достигают 70 триллионов кубических метров. При сохранении нынешних объемов добычи их хватит более, чем на 100 лет. Газовые месторождения встречаются как отдельно, так и в соединении с нефтью, водой, а также в твердом состоянии (так называемые газогидратные скопления). Большинство месторождений природного газа располагаются в труднодоступных и экологически ранимых районах Заполярной тундры. Хотя природный газ и не вызывает парниковый эффект, его можно отнести к "парниковым" газам, так как при его использовании выделяется углекислый газ, способствующий парниковому эффекту.

УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ.

Углекислый газ - диоксид углерода, постоянно образуется в природе при окислении органических веществ: гниении растительных и животных остатков, дыхании, сжигании топлива. Парниковый эффект происходит из-за нарушения человеком круговорота углекислого газа в природе. Промышленность сжигает огромное количество топлива- нефти, угля, газа. Все эти вещества состоят в основном из углерода и водорода. Поэтому их еще называют органическим, углеводородным топливом. При горении, как известно, поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Вследствие этого процесса, каждый год человечество выбрасывает в атмосферу 7 миллиардов тонн углекислого газа! Даже представить трудно себе эту величину. Одновременно с этим на Земле вырубаются леса - один из самых главных потребителей углекислого газа, причем, вырубаются со скоростью 12 гектаров в минуту!!! Вот и получается, что углекислого газа в атмосферу поступает все больше и больше, а потребляется растениями все меньше и меньше. Круговорот углекислого газа на Земле нарушается, поэтому в последние годы содержание углекислого газа в атмосфере хотя и медленно, но верно увеличивается. А чем его больше, тем сильнее парниковый эффект.

Помимо парникового эффекта существуют другие теории такие как:

• Наблюдаемое потепление находится в пределах естественной изменчивости климата и не нуждается в отдельном объяснении.

• Потепление явилось результатом выхода из холодного Малого ледникового периода.

• Потепление наблюдается слишком непродолжительное время, поэтому нельзя достаточно уверенно сказать, происходит ли оно вообще.

В настоящее время, ни одна из этих альтернативных теорий не имеет заметного числа сторонников среди ученых-климатологов.

Глава II Климатическая характеристика п.Низовье

§ 2.1. Характеристика времени года-осени

Климат Калининградской области является переходным между морским климатом Западной Европы и континентальным климатом Восточной Европы. Он характеризуется теплой и дождливой осенью. Основные черты климата формируются под воздействием морского и континентального воздуха умеренных широт. Пространственные климатические различия в большой мере зависят от близости к побережью Балтийского моря и рельефа.

Осень — самый продолжительный и разнохарактерный сезон года (составляет 31% от продолжительности года) в п.Низовье Калининградской области.
Когда среднесуточная температура понижается ниже 15°С значит наступила осень. Это происходит к концу августа, началу сентября. Продолжительность этого времени года в п.Низовье Калининградской области составляет 117 дней, что на 28 дней больше астрономической осени.

Первый заморозок в воздухе обычно бывает после середины октября. На почве заморозки наступают раньше. В течение первой половины сентября наблюдается тёплая и относительно сухая погода; среднесуточная температура обычно превышает +10 °C. Со второй половины сентября усиливается циклоническая деятельность, постепенно пасмурная, сырая и ветреная погода с моросящими дождями становится преобладающей; увеличивается облачность и относительная влажность (81—86 %), возрастает скорость ветра.

В конце сентября—начале октября бывает возврат тепла: на сравнительно короткое время устанавливается солнечная, тёплая и сухая погода. Это так называемое «бабье лето».

Бабье лето в нашем поселке растянуто по времени почти на весь сентябрь — начало октября, так как нагретое за лето море еще долго согревает сушу. По особенностям погодных условий оно чаще всего делится на 3 части: молодое бабье лето (примерно до 14 сентября) — относительно теплое, но с регулярными циклоническими дождями; переходный период от молодого бабьего лета к старому (15 — 20 сентября) — преимущественно с ненастной, прохладной и дождливой погодой; старое бабье лето (примерно с 21 сентября до начала октября) — настоящее «паутинное» бабье лето, с теплыми, солнечными и сухими днями, но уже прохладными ночами. Утром на остывающей земле долго блестит роса. Сбиваются в стаи и совершают пробные полеты птицы.

Октябрь в нашей области — время скоротечного, но всегда яркого и контрастного периода золотой осени. Нежной позолотой покрываются кроны берез, желтеют липы, а клены стоят такие расцвеченные, будто их листья впитали все переливы красок долгих осенних зорь. Плывут над землей густые туманы, шуршат под ногами опавшие листья. Все чаще случаются и продолжительные моросящие дожди, и заморозки по ночам, и утренний иней.

Ноябрь — время поздней осени, «зазимье». В п.Низовье поздняя осень по климатическим показателям укладывается в календарные рамки ноября — первой декады декабря и начинается в окрестностях 4-5 ноября, а заканчивается 10-13 декабря. Ноябрь - самый ветреный месяц осени.

Обычные среднесуточные температуры для ноября — от +5 до 0⁰.  Похолодания сменяются частыми оттепелями, снег — дождем. Характерны длительные моросящие дожди. Их средняя продолжительность 7,5 часа. На не покрытых льдом озерах и реках кормятся стаи диких уток и лебедей. Они не спешат покинуть наш край и остаются здесь до тех пор, пока не замерзнут последние водоемы. А иногда, если зима теплая, не улетают вообще.

Зима наступает, когда среднесуточная температура понижается ниже 0°С, в конце ноября- первой половине декабря.

§ 2.2. Изменение среднегодовой температуры воздуха на основе собственных наблюдений за два года.

В соответствии с проблематикой и актуальностью данной проблемы мы ежедневно наблюдаем за изменением погоды в п.Низовье. На данный период времени мы наблюдаем за изменениями погоды в течение трех месяцев, и вот какие результаты мы имеем на сегодня:

1. Средне суточная температура Сентября 2011года составляет +18,4ºС,а средне суточная температура Сентября 2012 года +17,1ºС, таким образом сентябрь 2011 года был теплее чем сентябрь 2012 года на 1.3ºС. (см приложение №2)

2. Средне суточная температура Октября 2011 года составляет +10,3ºС

, а средне суточная температура Октября 2012 года +11,5ºС, таким образом октябрь 2012 года был теплее чем октябрь 2011 года на +1,2ºС. (см приложение №3)

3. Средне суточная температура Ноября 2011 года составляет 6,3ºС, а средне суточная температура Ноября 2012года 6,5ºС, таким образом ноябрь 2012 года был теплее чем ноябрь 2011 года на 0,3ºС. (см приложение №5)

Из всего вышеизложенного можно проследить определенную динамику в сторону потепления климата, чтобы не быть голословным среднесуточная температура 2011 года составила 11,6 º С, а среднесуточная температура 2012 года оставила 11,7º С. Соответственно температура в 2012году была выше чем в 2011 году на 0,1º С.

§ 2.3 Возможные последствия и меры по предупреждению глобального потепления.

1. Если температура на Земле будет продолжать повышаться, это окажет серьезнейшее воздействие на мировой климат.

2. В тропиках будет выпадать больше осадков, так как дополнительное тепло

повысит содержание водяного пара в воздухе.

3. В засушливых районах дожди станут еще более редкими и они превратятся в пустыни в результате чего людям и животным придется их покинуть.

4. Температура морей также повысится, что приведет к затоплению низинных областей побережья и к увеличению числа сильных штормов.

5. Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня моря так как:

а)вода, нагреваясь становится менее плотной и расширяется, расширение морской воды приведет к общему повышению уровня моря.

б)повышение температуры может растопить часть многолетних льдов, покрывающих некоторые районы суши, например, Антарктиду или высокие горные цепи. Образовавшаяся вода в конечном итоге стечет в моря, повысив их уровень. Следует, однако, заметить, что таяние льда, плавающего в морях, не вызовет повышение уровня моря. Ледяной покров Арктики представляет собой огромный слой плавучего льда. Подобно Антарктиде, Арктика также окружена множеством айсбергов. Климатологи подсчитали, что если растают гренландские и антарктические ледники, уровень Мирового океана повысится на 70-80 м.

6. Сократятся жилые земли.

7. Нарушится водосолевой баланс океанов.

8. Изменятся траектории движения циклонов и антициклонов.

9. Если температура на Земле повысится, многие животные не смогут адаптироваться к климатическим изменениям. Многие растения погибнут от недостатка влаги, животным придется переселиться в другие места в поисках пищи и воды. Если повышение температуры приведет к гибели многих растений, то вслед за ними вымрут и многие виды животных.

Кроме отрицательных последствий глобального потепления, можно отметить несколько положительных:

1. При потеплении и увеличении содержания углекислого газа многие растения усилят фотосинтез. Значит, их биомасса будет увеличиваться.

2. Возрастут уловы рыбы.

МЕРЫ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ.

Главную меру по предупреждению глобального потепления можно сформулировать так: найти новый вид топлива или поменять технологию использования нынешних видов топлива. Это означает, что необходимо:

1. Уменьшить выброс в атмосферу парниковых газов.

2. В котельных, на заводах и фабриках установить сооружения для очистки выбросов в атмосферу.

3. Отказаться от традиционных видов топлива в пользу более экологически чистых.

4. Уменьшить объемы вырубки лесов и обеспечить их воспроизводство.

5. Создать законы, обеспечивающие предупреждение глобального потепления.

6. Выявлять причины глобального потепления, наблюдать за ними и устранять их последствия. Полностью уничтожить парниковый эффект нельзя. Полагают, что если бы не парниковый эффект, средняя температура на земной поверхности составила бы - 15 градусов по Цельсию.

Заключение

В данной работе мы последовательно решили следующие задачи: рассмотрели глобальное потепление как термин, рассмотрели причины глобального потепления климата, проанализировали собственные наблюдения по изменению климата в п.Низовье. Проанализировав наши наблюдения мы сделали вывод о том, что наблюдается определенная динамика к потеплению климата в п.Низовье Нами было выявлено что среднесуточная температура 2011 года составила +11,6ºС, а среднесуточная температура 2012 года составила +11,7ºС. Соответственно температура в 2012году была выше, чем в 2011 году на 0,1º С.

Таким образом, выдвинутая нами гипотеза нашла свое полное подтверждение.

Мы планируем продолжить свои наблюдения за изменением температурного режима в п. Низовье, чтобы быть более объективными в оценке изменения температуры.

Список использованной литературы

1. В.В. Орленок "География Янтарного края России" 2008 г. (выборочно)
2. В.Д. Ваулина "Наш край. Калининградская область. Пособие по краеведению для среднего школьного возраста" 2007 г. (выборочно)

3. П.П. Кучерявый, Г.М. Федоров «География Калининградской области»

4. Ведерников В.Д., Зайчикова В. Д. «География Калининградской области»

1. Майорова Т. С. (справочник школьника) .

2. Раковская М. «География»: Природа России 8кл Москва «Просвещение» 2006г стр.77-108

3. Информация из Интернета.

Глоссарий

ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ - общее повышение температуры на Земле, вызываемое скоплением в атмосфере парниковых газов, которые удерживают тепло у поверхности Земли.

ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ- предполагаемое потепление климата на Планете в результате накопления в атмосфере "парниковых газов", пропускающих кратковременные солнечные лучи и препятствующие тепловому излучению с поверхности Земли.

ПАРНИКОВЫЕ ГАЗЫ - это газы, вызывающие своим повышенным содержанием в атмосфере парниковый эффект.

Приложение №1

Сезон	Начало	Конец	Продолжительность (дни)
Зима	29.10	10.04	164
Весна	11.04	20.05	40
Лето	21.05	10.09	113
Осень	11.09	28.09	48

Приложение № 2

Январь 2006-2007гг

Средняя температура Января 2006г - -24º

Средняя температура Января 2007г- -19.8º

Приложение №3

Февраль 2006-2007гг

Средняя температура февраля 2006г - -21.3º

Средняя температура февраля 2007- -16.7º

Приложение №4

Март 2006-2007гг

Средняя температура марта 2006г- -6.2º

Средняя температура марта 2007г- -6.1º

Приложение №5

Апрель 2006-2007гг

Средняя температура апреля 2006г- 0,3º

Средняя температура апреля 2007г- 6º

Приложение № 6

Май 2006-2007гг

Средняя температура мая 2006г- 9.2º

Средняя температура мая 2007г- 12.9º

Приложение № 7

Июнь 2006-2007гг

Средняя температура июня 2006г- 17.5º

Средняя температура июня 2007г- 16.9º

Приложение № 8

Июль 2006-2007гг

Средняя температура июля 2006г- 21.1º

Средняя температура июля 2007г- 22.1º

Приложение № 9

Август 2006-2007гг

Средняя температура августа 2006г- 17.2º

Средняя температура августа 2007г- 18.8º

Приложение № 10

Сентябрь 2006-2007гг

Средняя температура сентября 2006г- 11.3º

Средняя температура сентября 2007г- 13.6º

Приложение № 11

Октябрь 2006-2007гг

Средняя температура октября 2006г- 1.7º

Средняя температура октября 2007г- 1.5º

Приложение № 12

Ноябрь 2006-2007гг

Средняя температура ноября 2006г- -6.7º

Средняя температура ноября 2007г- -7.3º

Приложение № 13

Декабрь 2006-2007гг

Средняя температура Декабря 2006г - -17.8º

Средняя температура Декабря 2007г- -15º

Приложение № 14

Среднегодовая температура 2006-ого и 2007-ого года

Средняя температура 2006г- 0,25º

Средняя температура 2007г- 2,575º

Министерство образования Российской Федерации

Средняя общеобразовательная школа № 3

Научно - исследовательская работа:

Влияние глобального потепления на климат

Челябинской области и г. Южноуральска.

Работу выполнили:

Стельмашук Ирина 8 класс

Семенков Максим 8 класс

Скоробогатых Мария 8 класс

Научный руководитель:

Абдулина Елена Христофоровна

Южноуральский городской округ.

Челябинская область

2012 год

Оглавление.

Введение 3

Глава 1. Краткий обзор работ по изучению глобального

потепления и суточного хода температур 5

Глава 2. Общая характеристика факторов, влияющих на суточный

ход и величину суточной амплитуды температуры воздуха.

Глава 3. Краткая характеристика географического положения Челябинской области. Влияние географического положения на климат. 7

Глава 4. Методика обработки исходных данных. 10

Заключение 11

Список литературы 12

Введение

Данная тема актуальна потому, что в последнее время мы наблюдаем изменение климата на нашей планете. Нас волнует проблема влияния глобального потепления на климат Челябинской области и в частности нашего города.

В связи с наблюдающимся феноменом всемирного потепления учёные высказывают озабоченность, что устремлённые на юг воды тающего льда северного полюса и уменьшенная разность температур между полюсом и экватором при более сильном парниковом эффекте могут ослабить морские течения. В том числе и Гольфстрим или отклонить его в другом направлении. Это означало бы значительное изменение климата в Европе и России.

Глобальное потепление — процесс постепенного и Мирового океана, вследствие всевозможных причин. До сих пор учёные со 100% уверенностью не могут сказать, что вызывает климатические изменения. В качестве причин глобального потепления выдвигается множество теорий и предположений. Перечислим основные, заслуживающие внимания, гипотезы.

Цель работы:

рассмотреть, как влияет глобальное потепление на климат Челябинской области и города Южноуральска через исследование суточного хода температур воздуха.

Объект исследования – суточный ход температуры воздуха в зависимости от уровня солнечной радиации и облачности в разные сезоны года, анализ суточных амплитуд температуры воздуха.

Предмет исследования – влияние облачности и солнечной радиации на ход температуры воздуха.

Цель работы – используя краеведческий материал об облачности различной степени доказать, что данный климатический элемент оказывает влияние на повышение температурного режима, в следствие глобального потепления, свойственный городу Южноуральску и Челябинской области.

Цель предполагает следующие задачи:

1.Обозначить общую характеристику факторов, влияющих на повышение температуры воздуха

2.Провести исследования суточного хода температуры воздуха для города при штилевой погоде и, в зависимости от облачности, найти прогностические указания по суточному ходу температуры воздуха.

Гипотеза 1- Причиной глобального потепления является изменение солнечной активности

Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности нашего светила – Солнца. Поэтому даже самые малые изменения активности Солнца непременно сказываются на погоде и климате Земли. Вполне вероятно, что наблюдаемое глобальное потепление связано с очередным ростом солнечной радиации которая в будущем может снова пойти на убыль.

Гипотеза 2 – Виновник глобальных климатических изменений – океан

Мировой океан – огромный аккумулятор солнечной энергии. Он во многом определяет направление и скорость движения тёплых океанических, а также воздушных масс на Земле, которые в сильной степени влияют на климат планеты.

Гипотеза 3 – Вулканическая активность

Вулканическая активность является источником поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и большого количества углекислого газа.

Гипотеза 4 – Всему виной человек

Самая популярная на сегодняшний день гипотеза. Высокая скорость климатических изменений, происходящих в последние десятилетия, действительно может быть объяснима всё возрастающей интенсификацией антропогенной деятельности, которая оказывает заметное влияние на химический состав атмосферы нашей планеты в сторону увеличения содержания в ней парниковых газов.

Для рассмотрения проблемы мы возьмем только первую гипотезу - изменение солнечной активности

Новизна работы заключается в том, что в связи с изменением климата, происходит изменение взаимозависимости элементов погоды и возникает необходимость новых исследований в данной области.

Практическая значимость исследования заключается в использовании материалов данной работы на уроках физической географии, при изучении географии своего края, при подготовке к ЕГЭ.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения. А так же входит список используемой литературы.

Глава 1. Краткий обзор работ по изучению глобального потепления и суточного хода температур

Впервые о глобальном потеплении и парниковом эффекте заговорили в 60-ых годах XX века, а впервые озвучили в 1980 году.

Каждый, кто внимательно следит за научными новостями, не испытывает недостатка в свидетельствах потепления климата. Практически еженедельно появляются сообщения об исследованиях в этой сфере.

• Британские натуралисты сообщают о смещении к северу ареалов некоторых видов птиц.

• Канадцы отмечают, что северные реки остаются замерзшими в среднем на две недели меньше, чем полвека назад.

• В Гренландии в последние годы резко ускорилось движение ледников, спускающихся к морю.

• Арктические льды отступают летом значительно дальше на север, чем прежде.

• На Антарктическом полуострове, который вытянулся в сторону Южной Америки, тоже идет быстрое разрушение ледников.

• По некоторым данным, стал замедлять свое течение Гольфстрим… Складывается впечатление, что на Земле действительно наступает «оттепель».

Климатологи из крупнейших мировых исследовательских центров, собрав доступные архивы метеоданных из разных уголков земного шара, обработали их и привели по возможности к единой шкале. Получилось четыре ряда глобальных температур, начинающихся со второй половины XIX века. На них видны два отчетливых эпизода глобального потепления.

• Один из них приходится на период с 1910 по 1940 год. За это время средняя температура на Земле выросла на 0,3— 0,4°C. Затем в течение 30 лет температура не росла и, возможно, даже немного снизилась.

• А с 1970 года начался новый эпизод потепления, который продолжается до сих пор. За это время температура повысилась еще на 0,6— 0,8°C.

Таким образом, в целом за XX век средняя глобальная температура приземного воздуха на Земле выросла примерно на один градус. Это довольно много, поскольку даже при выходе из ледникового периода потепление обычно составляет всего 4—5°C.

Ожидаемое глобальное потепление за период с 1990 по 2100 год составит от 1,4 до 5,8°C. Это многим больше, чем в XX веке, а температура в итоге станет рекордной за последние 10 тысяч лет. При этом в континентальных районах Северного полушария потепление будет примерно на 40% больше, чем в среднем по Земле. На всех материках уменьшится разница дневных и ночных температур

Исследованием суточного хода температуры воздуха начали заниматься еще в 19 столетии. Уже тогда в работах Г.И. Вильда, А. И. Воейкова, М. А. Рыкачева качественно были выделены основные факторы, обусловливающие его.

Несмотря на недостаточное изучение суточного хода температуры из-за нерегулярных наблюдений, особенно в ночное время, а также редкой сети метеостанций, к концу 19 века был сделан ряд правильных выводов об изменении температуры и суточных амплитуд её под влиянием таких основных факторов, как приток солнечной радиации, влажность, облачность и рельеф местности.

Однако количественно проблема суточного хода температуры была значительно продвинута вперёд только к середине XX века методами динамической метеорологии. В это время появился ряд новых работ по изучению суточного хода температуры воздуха и амплитуд. Этому способствовало развитие метеорологии и сети метеорологических станций, а также усовершенствование методов наблюдений на базе новой техники. Выполненные работы показали тесную связь изменений температуры с колебаниями теплового баланса, коэффициента обмена и другими факторами.

На основании обработки большого фактического материала исследовали характер распределения средних, наибольших и наименьших величин амплитуд в различных физико-географических условиях на территории России по месяцам и сезонам года. Это были первые попытки объединить разрозненные данные, т. к. до этого такие исследования производились лишь для отдельных пунктов.

Практический интерес представляет работа Глазовой О.П., в которой исследуется суточный ход температуры воздуха при различном состоянии неба для всех месяцев года. Ею впервые были получены эмпирические данные, которые позволяют прогнозировать температуру воздуха на каждый час с учетом ожидаемого количества и вида облаков в соответствующие месяцы.

Глава 2. Общая характеристика факторов, влияющих на суточный ход и величину суточной амплитуды температуры воздуха.

В предыдущей работе мы рассмотрели влияние циркуляции воздушных масс на тепловой режим региона, а в этой работе определим влияние радиационного фактора, исследуем суточный ход температуры воздуха при штилевой погоде в зависимости от облачности.

Из многочисленных исследований, проведенных в области изучения суточного хода температуры воздуха, известно, что величина суточных амплитуд и ход температуры воздуха в течение суток меняются в зависимости от многих факторов. Эти факторы можно разделить на две группы: постоянно действующих и меняющихся со временем. Все эти факторы действуют одновременно и взаимообусловлено. Однако каждый из них по-разному влияет на изменения температуры воздуха в течение суток.

2.1. Постоянно действующие факторы.

Из постоянно действующих факторов первым и очень важным является географическая широта. От неё зависит зональность в распределении элементов климата, в том числе температуры воздуха. Таким образом, приток солнечной радиации на единицу площади земной поверхности, зависит, в первую очередь, от высоты солнца над горизонтом, продолжительности дня и угла падения солнечных лучей, т.е. от географической широты места и времени года.

Не менее решающим фактором при этом является и высота над уровнем моря. Известно, что высота влияет как на уменьшение амплитуд, так и на смягчение колебаний их в течение года. При этом с увеличением высоты эта картина проявится более отчетливо. Например, на высоте до двух км ещё прослеживается суточный ход температуры воздуха, а в более высоких слоях тропосферы, куда турбулентный теплообмен мало распространяется, суточный ход температуры очень сглажен, а наступление максимумов и минимумов запаздывает.

Важным фактором является распределение суши и моря. Характер подстилающей поверхности определяет степень поглощения и отражение дошедшей до неё солнечной радиации. При этом суточная амплитуда температуры воздуха над морем значительно меньше амплитуды над сушей. Даже при безоблачном небе суточная амплитуда температуры над морем вдали от берега или над океанами составляет всего 1-2⁰. Это объясняется тем, что поверхностный слой воды, поглощающий солнечную радиацию, существенно нагревается вследствие турбулентности переноса тепла вглубь моря и, в то же время, охлаждается значительно медленнее суши. Крупные водные объекты оказывают смягчающее влияние на ход температуры.

Влияние формы рельефа на суточный ход температуры состоит в следующем: дневное нагревание и ночное охлаждение воздуха минимальное над выпуклыми формами рельефа (возвышенность) и максимальное над вогнутыми (долина, котловина). Такой характер изменения температуры зависит от степени местного усиления вертикального перемешивания воздуха, а также скопления более плотного холодного воздуха в ночное время в котловинах и долинах.

2.2.. Факторы, изменяющиеся со временем.

Как было сказано выше, к этой группе факторов относится, прежде всего, приток солнечной радиации к земной поверхности в течение суток. Солнечная радиация является основной причиной возникновения суточного хода температуры в нижних слоях атмосферы. Количество поглощенной и отраженной радиации различное. При поступлении солнечного тепла на сухую поверхность почвы оно почти целиком затрачивается на её нагревание, а при влажной поверхности часть уходит на испарение. Кроме того, влажная почва обладает сравнительно большой теплоемкостью, а поэтому она охлаждается медленнее, чем сухая. Вследствие этого амплитуда суточных колебаний температура воздуха над влажной почвой меньше, чем над сухой.

Поток солнечной радиации к земной поверхности при прохождении через толщу атмосферы в значительной мере может быть ослаблен из-за тумана, её запыленности, дождя, большой влажности воздуха, а главное – вследствие покрытия неба облаками. Последнее оказывает особенно значительное влияние на суточные амплитуды температуры (будет рассмотрено далее).

Влажность тоже влияет на суточный ход температуры воздуха. Так, например, при увеличении удельной влажности с высотой до 1-2 км в теплом влажном воздухе замедляется процесс ночного понижения температуры у поверхности земли вследствие турбулентного переноса тепла и влаги из воздуха к подстилающей поверхности. Следует заметить, что влияние облачности и влажности на амплитуду температуры по сравнению с другими факторами является наиболее непостоянным во времени, так как зависит не только от физико-географических условий, но в значительной степени и от атмосферной циркуляции. Поэтому учет влияния облачности на величину амплитуды является наиболее трудным.

Таким образом, при множестве факторов, влияющих на суточный ход температуры воздуха и амплитуду, в зависимости от их сочетания и интенсивности получается различный эффект, что необходимо иметь в виду при исследовании суточного хода температуры воздуха.

Глава 3. Краткая характеристика географического положения Челябинской области. Влияние географического положения на климат.

Челябинская область расположена в умеренных широтах, между 52 гр и 56 гр северной широты. Приток солнечной радиации, как вам известно, прежде всего, от широты, так как с изменением широты изменяется угол падения солнечных лучей. Следовательно, поступление солнечной радиации на разных широтах будет неодинаковым.

Всю солнечную радиацию, приходящую к земной поверхности, прямую и рассеянную, называют суммарной радиацией. Годовой приход суммарной радиации на территорию области изменяется от 90 ккал /кв см на севере до 107 ккал/ кв см на юге. На приход суммарной радиации помимо широты оказывает влияние облачность. В пасмурные дни приход солнечной радиации снижается.

Важным климатологическим фактором является показатель радиационного баланса, который представляет собой разность между приходом и расходом радиации на подстилающей поверхности. Радиационный баланс, являясь источником энергии, определяет климатические и другие природные процессы. От его величины зависят нагревание почвогрунтов, атмосферы, интенсивность испарения.

С изменением радиационного баланса связан режим тепла и увлажнения подстилающей поверхности и прилегающих слоёв атмосферы. Однако на особенности климата оказывает влияние также циркуляция атмосферы

Климат и атмосферную циркуляцию в р-не Челябинска целесообразно рассматривать как частное выражение климата и атмосферной циркуляции всего Южного Урала, климатические особенности которого объясняются физико-географическим расположением данного региона.

Удаленность от Атлантического океана и соседство с Сибирью обуславливают континентальность климата. Согласно генетической классификации климатов, предложенным Б.П.Алисовым, Южный Урал и Челябинск расположены в поясе континентального климата.

Несмотря на удаленность Южного Урала от Атлантического океана, наибольшее воздействие на климат Челябинской области оказывает Западный перенос. Воздушные массы, приходящие с морских просторов Атлантики, достигают Урала сильно измененными, превратившимися в континентальные. Пройдя под большим пространством суши, воздушные массы теряют влагу и зимой охлаждаются, а летом нагреваются.

На климат области большое влияние оказывают Уральские горы, преграждающие путь воздушным потокам, несущие влагу с запада. При преобладающем западном переносе Уральские горы являются естественной климатической границей между климатом Русской равнины и Западно-Сибирской низменности. Уральские горы замедляют движения циклонов, перемещающихся с запада и нередко задерживающих их. Поэтому на Западе области выпадают осадков почти вдвое больше, чем в Зауралье. С восточной стороны Урала наблюдаются меридиональные перемещения воздушных масс: зимой холодный воздух из Арктики проникает вдоль гор далеко к югу, а в летнее время теплый и сухой воздух с юга и с юга-востока поднимается до высоких широт на север. Такие меридиональные перемещения воздушных масс весной вызывают возвраты холодов. Большую роль в формирование климата Южного Урала в зимний период оказывает Сибирский антициклон, который вызывает резкие понижения температуры воздуха.

В результате замера температур и анализа статистических данных Гидрометцентра получено, что в среднем по Челябинской области наблюдается увеличение среднегодовой температуры воздуха за период 1976-2010 г. составило 0,51С, относительно периода с 1961 по 1990 г. Температуры возросли по всей области, особенно выделяются Бреды (тренд 0,56/10 лет), Варна (0,67), Октябрьское (0,61), расположенные в степной зоне Челябинской области.

Летом увеличение температур незначительное, в среднем на 0,250С.

Среди месяцев года самое сильное потепление отмечено в январе в горно-лесной зоне на метеостанциях В.Уфалей (2,4 С/10 лет) и Нязепетровск (2,2) и в феврале. В марте увеличение температуры уже не такое интенсивное

Таким образом, было показано, что в нашем регионе также происходит потепление, причем наиболее интенсивное в зимний период и в октябре.

Мы проанализировали климатические условия в Челябинской области за период с 1946 по 2005 год. Согласно полученной линии хода температур, наблюдается увеличение среднегодовой температуры воздуха на полградуса.

3.1 Краткое описание климата города Южноуральска

Большая (западная) часть города Южноуральска расположена на Зауральской холмистой возвышенной равнине, характеризующейся слабоволнистым и лесостепным рельефом. Поверхность равнины расчленена озерными котловинами и речными долинами с пологими склонами. Водоразделы в той или иной степени всхолмлены.

Естественная поверхность лесостепной зоны Южноуральска, к настоящему времени сильна изменена. В городской черте разбрасываются глина, песок, уголь и др. В местах золоотвалов (результат работы ЮУГРЭС) и песчаных карьеров возникли антропогенные формы рельефа: карьеры, овраги, отвалы пустой породы и пр. Ямы, карьеры часто заполнены водой.

Речная сеть лесостепной зоны Южноуральска и ближайших к городу окрестностей относится к бассейну реки Тобол. Основными водными объектами района являются река Уй, Увелька, Южноуральское водохранилище и озера Хомутининской группы.

Климат у нас континентальный, с продолжительной зимой(5-5,5 месяцев) и с тёплым, а чаще и жарким летом. Холодные и сухие северо-восточные ветры делают наш климат более суровым и менее влажным. Температура зимой иногда опускается до – 30 градусов, а летом до + 32.

О средних температурах самого тёплого и самого холодного месяцев можно судить по данным таблицы:

	Июль	Январь	Год
Южноуральск Челябинск	16,1 18,7	- 17,0 - 15,7	+ 1,0 +1,8

Не менее важной, чем температура для начала зимы является дата установления устойчивого снежного покрова. Это явление наблюдается в среднем во второй неделе ноября. Бывают и исключения: в 1996 году, например, снежный покров установился 12 декабря, а в 2004 году 24 ноября. К середине ноября обычно замерзают водоёмы. В первой половине зимы происходит интенсивное накопление снежного покрова. Высота его к середине января достигает обычно 25 – 30 сантиметров. К концу зимы высота снега увеличивается на 5 – 10 сантиметров.

О высоте снежного покрова можно судить по данным таблицы: (в см.)

	ноябрь	декабрь	январь	март	апрель
Южноуральск	14	28	30	33	30
Челябинск	9	18	23	25	11

Июнь и Июль – самые жаркие месяцы в нашем городе. Средние температуры этих месяцев за последние 50 лет составляют +18-20 градусов и только в последние 2-3 года температура повысилась и теперь достигает в среднем +26, 28 градусов. Максимальные температуры этих месяцев достигали до 38-43 градусов. Температура воды в Южноуральском водохранилище нагревается до 25 – 27 градусов

Глава 4. Методика обработки исходных данных.

Исследование проведено на фактическом материале. Время метеорологических наблюдений – местное. Наблюдения велись через каждые три часа. Суточный ход температуры воздуха проанализирован за год. Мы выбрали в каждом сезоне периоды безоблачной погоды со штилем, пасмурной погоды со штилем. Построены графики суточного хода температур воздуха для данных периодов, рассчитаны амплитуды суточного хода температур для разных типов погоды.

При штиле и отсутствии адвекции наибольшее влияние на суточный ход температуры оказывает облачность. Анализ средних суточных амплитуд температуры воздуха показывает существенные различия в величинах амплитуд в зависимости от времени года и от облачности.

При пасмурном небе во все месяцы года амплитуда значительно меньше, чем при малооблачной погоде и составляют:

при малооблачной погоде: при пасмурной погоде:

январь (11,1%) январь (6,6%)

апрель (16,1%) апрель (4,9%)

июль (12,8%) июль (6,3%)

октябрь (9,9%) октябрь (2,9%)

Такой ход температуры воздуха при пасмурной погоде объясняется тем, что ночью увеличение облачности вызывает уменьшение эффективного излучения поверхности земли и ведёт к ослаблению радиационного охлаждения приземного слоя воздуха, а днём вызывает уменьшение притока солнечной радиации к земной поверхности и ослабление нагрева приземного слоя воздуха. При этом влияние облачности на суточный ход температуры и её амплитуду зависит не только от степени покрытия неба облаками, но и от вида облаков и толщины облачного слоя. Известно, что облачность уменьшает поступление прямой солнечной радиации, но увеличивает рассеянную радиацию. При облаках верхнего и среднего ярусов рассеянная радиация возрастает с увеличением высоты солнца. Поэтому уменьшение притока суммарной радиации к поверхности земли при облаках верхнего яруса зависит от времени года. Так, например, летом, когда высота солнца над горизонтом наибольшая при сплошном покрове облаков верхнего яруса (перистых и перисто-слоистых) приток радиации к земной поверхности увеличивается.

Зимой, когда высота солнца наименьшая, приток суммарной радиации значительно уменьшается. При сплошном покрове облаков нижнего яруса приток радиации к поверхности земли практически не зависит от высоты солнца над горизонтом. В этом случае значение максимальных температур будет существенно отличаться и особенно значительно в летний период времени. Однако уменьшение притока солнечной радиации к поверхности земли пропорционально толщине облачного слоя. В частности, при увеличении мощности слоисто-кучевых облаков от 100-200 м до 500 м напряжение рассеянной радиации, а следовательно, и дневное нагревание воздуха уменьшается примерно в 2 раза.

Анализируя данные наблюдения при пасмурной погоде, наименьшие значения амплитуды воздуха (5˚- 6˚) приходятся на весенне-летний сезон в зимний и осенний период суточные амплитуды при пасмурном небе минимальны – всего 2 - 3˚, то есть в два раза меньше летних Весьма своеобразно распределение амплитуд в годовом цикле при ясной погоде. Значительно уменьшаются их значения в первой половине зимы – с ноября по январь до 5 - 6˚ и резко возрастают в конце зимы и весной до 15 -16˚. По приведенным данным на территории Копейска и области, как правило, максимальные значения суточной амплитуды при ясном небе наблюдались в апреле (16,1˚). Объясняется это тем, что в этот период увеличивается приток солнечной радиации за счет высокого положения солнца. Разница между максимальной и минимальной температурой воздуха увеличивается ещё и потому, что весной в ночные часы происходит выхолаживание воздуха при ясной погоде, так как земля еще не успела прогреться.

Заключение.

Мы привели несколько гипотез глобального потепления, и все они играют решающую роль в изменении климата на Земле. Особую роль в потеплении климата и увеличении средних температур играет изменение солнечной радиации.

А также в данной работе нами рассматривался вопрос о суточном ходе температуры воздуха при ясной и облачной погоде и влиянии облачности на величину амплитуды воздуха в городе Южноуральске. В ходе исследования были сделаны следующие выводы:

1)При множестве факторов, влияющих на суточный ход температуры и амплитуды, в зависимости от их сочетания и интенсивности, получается различный эффект, что необходимо иметь в виду при исследовании суточного хода температуры воздуха.

2)Анализ средних суточных амплитуд температуры воздуха показывает существенные различия в величинах амплитуд в зависимости от времени года и от облачности.

3)Наблюдения за облачностью позволяют судить о развитии атмосферных процессов в данном районе и предстоящих изменениях погоды. От условий облачности существенно зависит работа некоторых отраслей народного хозяйства.

Таким образом, мы считаем, что гипотеза о том, что облачные поля, перемещаясь в атмосфере, зимой уменьшают выхолаживание, а летом нагрев приземного слоя воздуха, сглаживая суточный ход температуры, выяснена и доказана.

Список литературы.

• Алисов, Б.П. Климат СССР. Высшая школа. Москва, 1969.-102с

• Андреева, М.А., Маркова, А.С. География Челябинской области. Учебное пособие для учащихся 7-9 классов основной школы. Челябинск. Южно-Уральское книжное издательство, 2002.-201с

• Гиттис, М.С., Моисеев А.П. Познай свой край. Челябинская область. Краткий справочник. Челябинск, ООО «Арбис», 2004.-109с

• Калишев, В.Б. У природы нет плохой погоды. Челябинск, 1998.-250с

• Кирин, Ф.Я. География Челябинской области. Учебное пособие для школьников. Южно-Уральское книжное издательство. Челябинск, 1979.-75с

• Румянцева А.Я. Климат Челябинской области. Учебное пособие. Челябинск, 1998.-83с

• Садовский П.С. Вопросы географии Южного Урала. Выпуск 3. Челябинск, 1969.-109с

• http://www.regnum.ru/

• rian.ru.

• http://www.chel-week.ru/21228-globalnoe-poteplenie-sposob-zapugivaniya-i.html

• http://www.polit.ru/research/2009/09/16/poteplenie.html

• http://www.csu.ru/files/_Botova.pdf