Усі уроки до курсу «Екологія». 11 клас

УРОК 69. ВСЕСВІТНЯ КЛІМАТИЧНА ПРОГРАМА, ВСЕСВІТНЯ ПРОГРАМА ДОСЛІДЖЕННЯ КЛІМАТУ. МІЖНАРОДНА ГЕОСФЕРНО-БІОСФЕРНА ПРОГРАМА

Цілі уроку: формувати знання про всесвітню кліматичну програму та всесвітню програму дослідження клімату; дати уявлення про міжнародну геосферно-біосферну програму; розвивати навички аналізу й синтезу інформації; формувати інтерес до теми.

Обладнання й матеріали: довідники, відомості про всесвітню кліматичну програму, всесвітню програму дослідження клімату, міжнародну геосферно-біосферну програму.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

1. Дайте визначення поняття «клімат».
2. Що ви знаєте про зміни клімату, які відбувалися протягом існування людства?
3. Які зміни клімату спостерігаються в останні десятиліття? Якими є їх причини?
4. Які види господарської діяльності людини найбільшою мірою залежать від клімату?
5. До яких наслідків може призвести підвищення середньої температури на Землі?

В останні роки все більше занепокоєння викликають зміни клімату Землі. Головний його прояв — підвищення середньої температури повітря. Протягом останніх 25 років кожне десятиріччя вона підвищується на 0,19 °С, що відповідає пророкуванням, заснованим на посиленні «парникового ефекту». У результаті льоди Гренландії й Антарктиди все швидше втрачають масу. Літнє танення арктичного морського льоду навіть перевершило очікування прогнозів. Це значить, що підвищення температури змінює образ нашої планети. Воно призводить не тільки до підйому рівня моря, але й до повеней і ураганів. Уже не є чимсь незвичайним аномалії погоди. Таким чином, глобальне потепління стає однією з важливих проблем виживання людства.

III. Вивчення нового матеріалу

1. Всесвітня кліматична програма, всесвітня програма дослідження клімату

Останнім часом на різних міжнародних форумах обговорюється гіпотеза глобальної зміни клімату Землі. 1980 р. почалося здійснення Всесвітньої кліматичної програми (ВКП) під егідою Всесвітньої метеорологічної організації (ВМО), Міжурядової океанографічної комісії (МОК) ЮНЕСКО, Міжнародної наукової спілки (МСНС) і Організації ООН щодо навколишнього середовища (ЮНЕП). Найважливішим елементом ВКП є міжнародна наукова програма — Всесвітня програма дослідження клімату (ВПДК). Результати наукових досліджень у рамках програми ВПДК використовуються Міжурядовою групою експертів зі зміни клімату (МГЕЗК) для об’єктивного оцінювання змін клімату та їх наслідків на природне середовище й діяльність людини для подальшого визначення дій держав з реалізації Рамкової Конвенції ООН про зміну клімату (РКЗК).

Основні цілі ВПДК — визначити передбачуваність клімату, вплив людини на клімат. Для досягнення цих цілей необхідно:

поліпшити знання про глобальну й регіональну кліматичну системи, їх зміни в часі й наше розуміння механізмів, які викликають ці зміни;
оцінити прояви істотних трендів у глобальній і регіональних кліматичних системах;
розробити й удосконалити фізичні математичні моделі, які здатні відтворювати й оцінювати передбачуваність кліматичної системи в різних тимчасових і просторових масштабах;
вивчити чутливість клімату на можливі природні й антропогенні впливи й оцінити кліматичні зміни, які відбуваються під впливом конкретних факторів впливу.

Глибоко досліджують проблему глобальної зміни клімату й інші спеціалізовані міжнародні організації. Головна з них — МГЕЗК. Її головне завдання — збирати й оцінювати всі дані за цією проблематикою. Це необхідно для оцінювання ризику глобальної зміни клімату, викликаної техногенними факторами (дії людини), а також визначення його ймовірних наслідків і вироблення стратегії реагування на них.

За останні двадцять років МГЕЗК випустила чотири оціночні доповіді про те, що відбувається з кліматом. Найбільш песимістичною була третя доповідь 2003 р. Багато вчених її критикували. Четверта доповідь є оптимістичнішою. Так, трохи звузилися можливі межі потепління на кінець XXI ст.: від 1,8 до 4 °С. У результаті рівень моря підніметься від 18 до 59 см. Це може призвести до того, що, наприклад, Мальдівська Республіка, яка складається з 2000 низьких атолових островів, майже зникне. У Бангладеш це змусить частину населення змінити місце проживання. Іншими наслідками цього явища може бути збільшення розмиву берегів, підйом ґрунтових вод, проникнення солоної морської води у водоносні обрії. Особливо небезпечним є підйом рівня моря для таких країн, що розвиваються, як Бангладеш, Єгипет, Індонезія, Гамбія, Мальдівська Республіка, Мозамбік. Із країн Європи він становить загрозу для Нідерландів.

За рішенням норвезького Нобелівського комітету, лауреатами Нобелівської премії світу за 2007 рік стали Міжурядова група експертів зі зміни клімату (МГЕЗК) і Альберт Арнольд (Ал) Гор-молодший. Вони визнані гідними цієї нагороди за діяльність з вивчення й поширення інформації про антропогенні причини зміни клімату, а також за вироблення можливих заходів боротьби з такими змінами.

«Своїми науковими доповідями за останні два десятиріччя,— заявив Комітет,— МГЕЗК сприяла формуванню широкого консенсусу про наявність зв’язку між діяльністю людини й глобальним потеплінням. Більш високий ступінь точності оцінювання масштабів потепління став результатом спільних зусиль тисяч науковців і офіційних осіб понад ста держав».

Різко розширить наявність кліматичної інформації глобальна рамкова основа для кліматичного обслуговування. Вона необхідна фахівцям, які приймають рішення, і населенню для перспективного планування й прийняття обґрунтованих рішень з урахуванням клімату, що змінюється. Глобальна рамкова основа стане важливим починанням за участі широкого спектра зацікавлених сторін. Всесвітній метеорологічний конгрес, який проводився з 16 травня по 3 червня 2011 року, ухвалив, що Глобальна рамкова основа буде являти собою один із п’яти найвищих пріоритетів Всесвітньої Метеорологічної Організації (ВМО) у наступні чотири роки.

Кліматичне обслуговування має життєво важливе значення для керування кліматичними ризиками й використання сприятливих можливостей захисту життя й джерел засобів до існування. На жаль, на сьогодні кліматична інформація не доступна або є в обмежених обсягах приблизно в 70 країнах, які розвиваються. Глобальна рамкова основа буде постійно діючою платформою для діалогу між постачальниками кліматичного обслуговування (переважно національними метеорологічними й гідрологічними службами) і широким колом користувачів — від осіб, які приймають рішення, до фермерів і рибалок.

2. Міжнародна геосферно-біосферна програма

Здійснення Міжнародної геосферно-біосферної програми «Глобальні зміни» (МГБП) почалося з 1990 р. Програма передбачає широке застосування космічних засобів спостережень і містить кілька ключових напрямків досліджень.

1. Закономірності хімічних процесів у глобальній атмосфері й роль біологічних процесів у кругообігу малих газових компонентів. Проекти, що виконуються в цих напрямках, ставлять за мету, зокрема, аналіз впливу змін умісту озону в стратосфері на проникнення до земної поверхні біологічно небезпечного ультрафіолетового випромінювання, оцінку впливу аерозолей на клімат та ін.
2. Вплив біогеохімічних процесів у океані на клімат і зворотний вплив. Проекти включають комплексні дослідження глобального газообміну між океаном і атмосферою, морським дном і межами континентів, розробку методик прогнозування реакції біогеохімічних процесів у океані на антропогенні збурювання в глобальному масштабі, вивчення евфотичної зони (верхньої зони, куди проникає достатня для фотосинтезу кількість сонячного світла) Світового океану.
3. Вивчення прибережних екосистем і впливу змін землекористування. Взаємодія рослинного покриву з фізичними процесами, відповідальними за формування глобального кругообігу води. У рамках цього напрямку будуть проводитися дослідження з програми глобального експерименту з метою вивчення кругообігу енергії і води на додаток до досліджень зі Всесвітньої програми досліджень клімату.
4. Вплив глобальних змін на континентальні екосистеми. Будуть розроблятися методики прогнозування впливу змін клімату, концентрації вуглекислого газу й землекористування на екосистеми, а також зворотних зв’язків; досліджуватися глобальні зміни екологічного різноманіття.
5. Палеоекологія й палеоекологічні зміни та їх наслідки. Будуть проводитися дослідження з метою реконструкції історії змін клімату й навколишнього середовища за період з 2000 р. до н. е.
6. Моделювання земної системи з метою прогнозу її еволюції. Створюються цифрові моделі в глобальному масштабі, робляться кількісні оцінки взаємодії глобальних, фізичних, хімічних і біологічних інтерактивних процесів у земній системі протягом останніх 100 тисяч років.

У рамках МГБП вивчаються біогеофізичні кругообіги Карбону, Нітрогену, Фосфору й Сульфуру, що зараз визначаються як природними, так і антропогенними факторами. Антропогенні фактори особливо суттєво впливають на кругообіг Карбону.

У глобальних кругообігах найважливішу роль відіграє Світовий океан. Він функціонує як великий резервуар біогенних компонентів і складає значну частку продуктивності біосфери. Для характеристики продуктивності Світового океану використовують такі параметри, як біомаса фітопланктону, первинна продукція фітопланктону, концентрація хлорофілу.

Для проведення досліджень використовується космічна оптична апаратура типу сканерів, приладів для вимірювання флуоресценції і т. п. Спостереження з космосу зазвичай супроводжуються контрольними корабельними й буйковими спостереженнями.

Міжнародна геосферно-біосферна програма «Глобальні зміни» розрахована на 25 років. Вона може мати вирішальний вплив на хід географічних і картографічних робіт глобального, регіонального й національного масштабів. Серед усієї різноманітності міжнародних і великих національних геоінформаційних проектів, що плануються для участі в МГБП, виділимо чотири: GDPP — «Проект глобальної бази даних (Global Database Planning Project) і його складові: «Світова база даних для наук про довкілля» (WDDES Project), «Глобальна інформаційно-ресурсна база даних» GRID і проект глобального цифрового атласу довкілля Національного центру геофізичних даних NOAA в США.

1. Мета проекту GDPP — оцінити сучасний стан, перспективи і проблеми у сфері планування й конструювання глобальних цифрових баз даних і знайти шляхи їх інтеграції в інтересах вирішення завдань МГБП.
2. Проект WDDES засновано 1984 р. Його мета — створення стандартної цифрової карти — основи для території світу в масштабі 1:1000000. Як основні джерела використовуються дані оперативної навігаційної карти ONC для суші (продукція Міністерства оборони США, Великобританії та інших організацій) і карта GEBCO для акваторій, в інтересах узгодження ГБД на єдиній позиційній (координатній) основі зі збереженням гарантій точності й повноти.
3. Система GRID функціонує в рамках створеної 1975 р. системи моніторингу довкілля під егідою програми ООН з довкілля. Наразі GEMS складається із 22 глобальних систем моніторингу, які керуються різними організаціями — Всесвітньою метеорологічною організацією, Всесвітньою організацією з охорони здоров’я, міжнародними спілками й окремими країнами.
4. Програма створення глобального цифрового атласу довкілля — це одна з експериментальних розробок НОАА, що планується як внесок у проект GDPP. Проектний цифровий атлас є засобом інтеграції існуючого переліку даних для забезпечення доступності й зручностей використання в інтересах глобального моделювання й опису, а також для задоволення потреб суспільства. Він буде мати глобальні цифрові карти-основи й тематичні дані, програмні засоби, що забезпечують візуалізацію й географічний аналіз даних, і поширюється в запису на компакт-диску CD-ROM, а також у звичному «книжковому» варіанті.

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

А. Дайте відповіді на запитання.

Розкажіть про цілі Всесвітньої програми дослідження клімату.
Яким є головне завдання Міжурядової групи експертів зі зміни клімату?
Що ви знаєте про оціночні доповіді МГЕЗК, присвячені змінам клімату?
Чим пояснюється необхідність створення глобальної рамкової основи для кліматичного обслуговування?
Розкажіть про ключові напрямки досліджень Землі, які передбачені Міжнародною геосферно-біосферною програмою «Глобальні зміни».
З якою метою плануються геоінформаційні проекти?

Б. Понад двох десятків років тому, коли ще мало хто замислювався над можливістю потепління, метеорологи з допомогою ЕОМ поставили експеримент, метою якого було оцінити зміни клімату за умови, що вміст вуглекислого газу в атмосфері Землі збільшиться в чотири рази. Результати цих обчислень змусили замислитися. Виходило, що середня температура атмосфери Землі (14 °С) може збільшиться на 4,1 °С, причому в північній півкулі приріст температури складе 4,5 °С. Величезний показник, тим більше, що дотепер підвищення температури йшло на десяті частки градуса.

Сценаріїв зміни клімату десятки. Вони розрізняються залежно від багатьох факторів, серед них: яким шляхом піде суспільство, зокрема, країни третього світу; як будуть розвиватися технології, зокрема енергозберігаючі; які способи одержання електроенергії й тепла будуть переважати.