Усі уроки до курсу «Екологія». 11 клас

УРОК 5. ПРОБЛЕМИ КОЛИВАНЬ І ЗМІН КЛІМАТУ. ПРИЧИНИ Й НАСЛІДКИ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛІННЯ КЛІМАТУ

Цілі уроку: ознайомити учнів із проблемами, які виникають унаслідок коливань і змін клімату, розглянути причини й наслідки глобального потепління; розвивати логічне мислення; виховувати розуміння відповідальності за наслідки своєї діяльності.

Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації, які ілюструють динаміку змін клімату та причини й наслідки глобального потепління.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

1. Що таке атмосфера?
2. Яку роль у геосистемі Землі відіграє атмосфера?
3. Яке значення мають кліматичні ресурси світу?
4. Яке значення мають кліматичні ресурси України?

III. Вивчення нового матеріалу

Стурбованість світової громадськості проблемою зміни клімату призвела до створення ряду міжнародних угод. 1992 р. 154 країни підписали Рамкову Конвенцію ООН про зміну клімату, а 1997 р. було прийнято Кіотський протокол. Обидва документи ратифіковано в багатьох країнах, включаючи Україну, і вступили в силу.

З метою проведення науково-технічного й соціально-економічного оцінювання глобальної зміни клімату й пов’язаних з цим проблем Всесвітньою метеорологічною організацією (ВМО) і Програмою ООН по навколишньому середовищу (ЮНЕП) 1988 р. засновано Міжурядову групу експертів зі зміни клімату (ІРСС). ІРСС є найбільш авторитетною міжнародною організацією, що займається оцінюванням зміни глобального й регіонального клімату в минулому, сьогоденні та майбутньому, а також впливом зміни клімату й можливостей адаптації до неї.

Доповіді з оцінками ІРСС публікуються кожні п’ять-шість років і є останнім словом світової науки в галузі фундаментальних досліджень глобальної кліматичної системи. Вони містять узагальнення всіх відомих досліджень про стан кліматичної системи, а також прогнози зміни клімату, впливу цієї зміни на навколишнє середовище й життєдіяльність людини, а також рекомендації щодо адаптації людства до цих змін. ІРСС підготовлено Доповіді з оцінками, які були прийняті в 1990, 1996, 2001 і 2007 роках, підготовлено й ряд спеціальних доповідей, наприклад, щодо впливу авіації, передачі технологій, сценарії викидів парникових газів.

Визнанням значного внеску ІРСС у розуміння цієї глобальної та дуже важливої для людства проблеми з метою пом’якшення негативних наслідків глобального потепління стало присудження Міжурядовій групі експертів зі зміни клімату Нобелівської премії миру 2007 року.

Найбільш нові й систематизовані матеріали щодо глобальної зміни клімату містяться в останній, Четвертій, доповіді ІРСС, яка була прийнята на XXVII сесії Міжурядової групи експертів у листопаді 2007 р. в Іспанії. У цій доповіді вчені повідомили про своє бачення причин глобального потепління й ролі антропогенної дії на клімат, а також представили оцінки майбутньої зміни клімату для різних сценаріїв економічного, технологічного та соціального розвитку світової спільноти.

В останній доповіді ІРСС вказується на безпрецедентну швидкість збільшення вмісту парникових газів у атмосфері за останні 150 років.

Інтегральною характеристикою глобальної кліматичної системи, за якою судять про інтенсивність зміни температурного режиму, є глобальна усереднена річна температура повітря в приземному шарі.

Констатується, що глобальне зростання температури повітря та океану, зменшення площі морського льоду, підвищення рівня моря є очевидними.

Найбільше підвищення температури спостерігається у високих північних широтах.
11 з 12 останніх років (включаючи 2006 р.) є найтеплішими за весь період інструментальних спостережень за глобальною температурою приземного повітря (з 1850 р.). Протягом століття 1907-2006 рр. зміна середньої глобальної температури повітря склала 0,74°С, причому лінійний тренд температури за останні 50 років (0,13°С за десятиліття) майже вдвічі перевищував відповідне значення за століття.

У віковому ході аномалій глобальної температури (за останні 100 років) виділено три періоди з різним характером її зміни в часі:

1) період первинного потепління XX століття — часовий інтервал з початку століття до 1940-х років характеризувався інтенсивним підвищенням температури;
2) період стабілізації — з 1940-х до 1970-х років;
3) період вторинного потепління — з 1970-х років до теперішнього часу спостерігається нове інтенсивне підвищення температури повітря. Рекордні значення температури досягнуті в останні десятиліття й навіть останніми роками.

Зазнали істотних змін і деякі інші параметри:

За період супутникових спостережень (з 1978 р.) відбулося значне скорочення льодового покриву океану в Північній півкулі.
Глобальний середній рівень Світового океану підвищувався на 1,8 мм за рік (спостереження з 1961 р.). У 1993-2003 рр. підвищення складало вже 3,1 мм за рік. У цілому впродовж XX століття рівень океану підвищився на 0,17 м.
Збільшилася кількість та інтенсивність тропічних штормів, інших екстремальних явищ погоди. Збільшилася кількість опадів у високих широтах як наслідок загальної активізації глобального гідрологічного циклу.
Зменшується в міру потепління клімату площа снігового покриву й морського льоду, льодовики втрачають масу і сприяють підвищенню рівня моря.
Прискорюється зменшення снігового покриву, збільшується глибока відлига в районах вічної мерзлоти.
Частішають і стають довшими хвилі тепла та жари.
Зменшується число морозних днів у високих і середніх широтах.
Збільшується вегетаційний період. Супутникові спостереження з початку 1980-х років свідчать про тенденцію більш раннього «весняного розквіту» рослинності.
Наголошується на тенденції підвищення літньої посушливості в середньоконтинентальних районах, що означає вищий ризик посух.

У результаті моделювання природних процесів та оцінювання можливого антропогенного впливу ІРСС було проаналізоване шість основних сценаріїв поведінки кліматичної системи на період до кінця XXI століття. Сценарії були ранжирувані з урахуванням можливого зростання населення Землі, впровадження або невпровадження нових технологій, спалювання переважно органічного палива або застосування альтернативних джерел енергії.

Залежно від цих умов прогнозується таке:

найбільш достовірне збільшення глобальної приземної температури Земної кулі до 2099 р. на 1,8-4,0 °С (за можливих меж змін від 1,1 до 6,4 °С);
середнє підвищення рівня Світового океану за рахунок підвищення температури за цей же період — від 0,18 до 0,59 м;
збільшення інтенсивності тропічних циклонів (тайфунів і ураганів), збільшення швидкості вітру в них;
збільшення вірогідності сильних злив і морських штормів.

Обачна міжнародна спільнота визнала небезпеку, пов’язану з постійним зростанням викидів парникових газів. Іще 1988 р. Генеральною Асамблеєю ООН була створена Міжурядова група експертів з проблеми змін клімату. 1992 р. в Ріо-де-Жанейро було підписано Рамкову конвенцію ООН з питань зміни клімату. 1997 р. був схвалений так званий Кіотський протокол. Згідно з цим документом, розвинені країни та країни з перехідною економікою, у тому числі Україна, домовилися зменшити викиди парникових газів до рівня, меншого на 5 % від рівня базового року. Для різних країн був установлений різний рівень зниження викидів. Згідно з протоколом, який Україна ратифікувала в лютому 2004 р., нам необхідно обмежити зростання викидів парникових газів на рівні 1990 р. Але тут є низка проблем, адже економіка і промисловість України лише розвиваються, а обмеження зростання викидів парникових газів стосується й енергетики, і транспорту, всіх промислових процесів, лісового господарства... Іще важче буде ратифікувати цей протокол розвиненим країнам з надпотужною промисловістю.

На думку вчених, якщо збережеться тенденція до глобального потепління, це призведе до змін у погоді, насамперед, збільшення опадів, що, у свою чергу, викличе підвищення рівня Світового океану. На X Конференції сторін Рамкової Конвенції ООН про зміну клімату, яка відбулася в Буенос-Айресі, вченими й дослідниками питань парникового ефекту загалом розглядалося близько 40 ймовірних сценаріїв, за якими відбуватиметься процес глобального потепління. У «найстрашніших» прогнозах пророкується підвищення найближчим часом температури Землі на 11 градусів, уповільнення обертання Земної кулі навколо своєї осі, вимирання багатьох видів рослин і тварин і навіть настання нового льодовикового періоду. Проте, хоч би як дивно такі прогнози не виглядали, потепління порушить усталене функціонування екологічних систем, відіб’ється на природних ресурсах, санітарних та інших умовах життя людей, торкнеться інших елементів життєдіяльності й може стати причиною соціальних і економічних потрясінь.

Підвищення температури в районах з холодним кліматом знизить смертність від переохолодження, застудних захворювань, але негативних наслідків від такого потепління буде значно більше. Глобальне потепління матиме прямі наслідки для здоров’я людей: підвищаться серцево-судинні, респіраторні захворювання. Зросте кількість травм, психологічних розладів, що пов’язано, насамперед, із підвищенням інтенсивності й тривалості природних аномалій — повеней, смерчів, ураганів. Зросте захворюваність (через розширення середовища існування особливо шкідливих комах), брак продуктів харчування й води. У бідних країнах населення більше постраждає, ніж у багатих. Проте уразливість багатих держав зростатиме в міру старіння їх населення.

IV. Практична робота

Тема роботи. Аналіз глобальних змін клімату Землі

Мета роботи: провести аналіз причин і наслідків глобальних змін клімату Землі.

Обладнання й матеріали: картка для практичної роботи; таблиці або слайди презентації, які ілюструють динаміку глобальних змін клімату, робочий зошит.

Хід роботи

1. Використовуючи картку для практичної роботи з теоретичними відомостями, ознайомитись із наслідками й причинами глобальної зміни клімату Землі.
2. Визначити фактори, які найбільше впливають на зміну клімату.
3. Запропонувати власний прогноз, які наслідки глобальної зміни клімату становитимуть найбільшу загрозу для вашого регіону.

Теоретичні відомості для виконання роботи

Наслідки глобального потепління

Зміна клімату є, можливо, найбільш важливою та складною проблемою у сфері охорони навколишнього середовища, яка спіткала людство за останнє століття. Поки що недостатньо достовірно визначено потенційні наслідки збільшення в атмосфері концентрації вуглекислого газу та інших парникових газів, але найбільш вірогідним з них є глобальна зміна температурного режиму. Підвищення температури може викликати цілу низку таких явищ, як підвищення рівня моря та зміни в локальних кліматичних умовах, що, у свою чергу, може негативно вплинути на соціально-економічний розвиток багатьох країн. Нема сумніву в тому, що глобальне потепління може викликати непередбачені зміни в довкіллі. Навіть незначна зміна складових радіаційного балансу може спричинити зміни напрямків вітру й течій океану, що сильно змінить існуючі кліматичні умови й може призвести до непередбачених наслідків. У результаті цього населенню Землі та більшості її екосистем може бути заподіяно непоправної шкоди.

Комп’ютерні моделі показали, що, якщо вміст парникових газів у атмосфері зростатиме, то наприкінці XXI століття середньорічні температури збільшаться на 1,4—5,8 °С. При цьому рівень Світового океану підніметься на декілька десятків сантиметрів — не стільки внаслідок розтавання полярного льоду, скільки в результаті теплового розширення верхнього шару, що прогрівається. Частина приморських країн може повністю зникнути в морі.

В Єгипті результати досліджень показали, що внаслідок підвищення рівня моря на 1 м буде затоплено регіон, у якому зараз проживає 15 % населення країни й виробляється 16 % продовольства.

Однак глобальне потепління створить проблеми не тільки жителям приморських країн. Підвищення середньої світової температури всього лише на кілька градусів може призвести до величезних змін у кліматі планети. Це буде означати зсув усіх кліматичних зон від екватора до полюсів: південна частина тундри заросте тайгою, на півдні сьогоднішньої тайги виростуть широколистяні ліси. І людям, і тваринам доведеться звикати до нового клімату.

Значно зросте ерозія грунту, почастішають зсуви земель, затоплення прибережних земель, збільшиться кількість збитково зволожених земель. Зросте ризик виникнення таких стихійних лих, як циклони, посухи, пожежі, повені, урагани. Відомо, що кількість стихійних лих на нашій планеті протягом 1980-х років збільшилась удвічі порівняно з 1970-ми роками. У сільському господарстві зросте необхідність у іригаційних заходах, зміниться врожайність і якісний склад культур, а це, у свою чергу, позначиться на тваринництві. В енергетичному секторі найбільш уразливою буде гідроенергетика.

Почнуть масово розмножуватися кровосисні комахи та шкідники лісу. Багато тропічних і субтропічних видів комах поширяться на північ, і разом з ними будуть розповсюджуватися хвороби, які вони можуть переносити, — малярія, тропічні вірусні лихоманки і т. п.

Також можливі різкі відхилення температури в обидві сторони від середньої. Наприклад, у Києві в січні буде більше днів з температурою -25 °С, а також із температурою вище 0 °С. Те саме буде спостерігатися з опадами, вітрами і т. п. — зміняться не стільки їх середні величини, скільки відхилення від них.

V. Домашнє завдання

Опрацювати теоретичний матеріал за відповідною темою.