Наш климат

Our Climate
Наш климат
Our Climate
Наш климат
Planet Earth
Планета Земля
Our idea of the planet Earth and the environment around us has changed a lot
during the history of human civilisation. In ancient Greek culture, people
imagined the Titan Atlas carrying the Earth on his shoulders. In late Medieval
times (1633) Galileo Galilei was arrested because he suggested that the Earth
moved around the Sun. Nowadays telescopes show galaxies in space and
satellite pictures give us a clear image of our planet. Modern science now
shows us that the conditions on our planet are changing quickly.
Наше представление о планете Земля и окружающей среде намного
изменилось в ходе истории цивилизации человечества. В деревнегреческой
культуре люди представляли, что Землю держит на своих плечах Титан
Атлант. В позднем Средневековье (1633) Галилео Галилей был сожжен на
костре за убежденность в том, что Земля вертится вокруг Солнца.
Современные телескопы показывают нам космические галактики, а снимки,
сделанные со спутников дают нам ясное представление о нашей планете.
Современная наука сигналит нам, что условия на нашей планете быстро
меняются.
A new era in Earth history?
Новая эра в истории Земли?
Looking back through our geological past, we see that there have been drastic
changes in the climate of the Earth and there have been much more extreme changes
than the one we are facing now. Our planet, and the life on it, have survived such
changes in the past. Are the present changes in the climate system really so unusual?
Geological eras last for millions of years, sometimes even hundreds of millions of years.
Such timespans can not be compared with human history. Since the last ice age, which
finished about 10,000 years ago, our planet has experienced a rather stable warm
period. The history of human civilisation beginning with all its roots from the first well
organised empires (Egypt, Sumer, ...) up to now exclusively occured during this stable
warm period. We are now changing due to our own activities this natural world and we
do not yet know how mankind will be able to adapt to the expectable drastic climate
changes.
Оглядываясь на наше геологическое прошлое, мы видим, что на Земле произошли
радикальные перемены в климате и что это были более экстремальные изменения,
чем те, которые мы наблюдаем сейчас. Наша планета и жизнь на ней перенесли
такие изменения в прошлом. Так ли действительно необычны изменения в
климатической сиситеме сегодня?
Геологические эры дятся миллионы, иногда даже сотни миллионов лет. Такие
временные промежутки несоизмеримы с историей человечества. Со времен
последнего ледникового периода, который закончился около 10 000 лет назад, на
нашей планете воцарился довольно стабильный теплый период. История
человеческой цивилизации, начавшаяся с первых хорошо организованных империй(
Египетская, Сумерская и т.д.), до настоящего времени проистекает в этом теплом
периоде. Сейчас, вследствие нашей активности и жизнедеятельности мы изменем
этот естественный мир, и мы еще не знаем как человечество будет адаптироваться к
ожидаемым переменам климата.
. Carbon dioxide concentrations and assumed teperatures over the last 20,000 years. About
18,000 years ago, the last ice age was at its maximum (the little map shows the ice sheets).
About 3,300 years ago Echnaton and Nofretete (bust, Egypt Museum, Berlin) reigned in
Egypt.
sources: *1 - Click to see full size! (120 K)
Figure 4 tells us that changes in carbon dioxide (CO2) levels and changes in the Earth's
temperature are highly correlated. Information from bubbles enclosed in polar ice sheets
let us look back 400,000 years into the past. CO2 mixing ratios ranged between 180 ppm
(parts per million) during the ice ages and 280 ppm in warm periods. Today levels
are reaching values of 370 ppm due to human emissions of CO2 from fossil fuel burning.
None of our early ancestors experienced such conditions. In the second half of the 20th
Century, we have become more and more aware that our climate is changing. This has
led to greater scientific study and understanding of our climate. In the ESPERE Climate
Encyclopaedia we explain how the climate system works and how humans have altered
it. This overview gives you a brief introduction to all the topics we look at.
Рисунок 4 показывает, что между изменениями уровня углекислоты (CO2) и
изменением температуры на Земле есть прямая взаимозависимость. Информация,
которую получили из пузырьков воздуха, заключенных в слой полярного льда,
позволяет нам посмотреть в прошлое на 400 000 лет назад. Соотношение CO2
колебалось в пределах 180 чнм(частиц на миллион) во время ледниковых периодов
и 280 чнм в периоды потепления. Сегодня эти показатели достигают уровня 370 чнм
вследствие недоокисленных продуктов распада, образовавшихся в результате
человеческой жизнедеятельности...........
Никто из наших ранних предков не существовал в таких условиях. Во второй
половине 20 века мы все отчетливее осознаем, что наш климат меняется. Это
привело к огромным научным исследованиям и более глубокому пониманию нашего
климата. В климатической энциклопедии ESPERE мы объясняем как работают
климатическая система и как человек может влиять на нее. Этот общий обзор даст
вам краткую информацию на рассматриваемые нами темы.
4. Air bubbles in ice cores and tracers in sediments are witnesses of former milleniums. Looking back over
400,000 years of history, we can see that carbon dioxide levels have changed from 180 ppm during ice ages to
280 ppm during warm periods. 400,000 years ago earlier species of our human genus lived on Earth as homo
heidelbergensis (reconstructed profile on the left). 100,000 years ago we find homo neanderthalis
(reconstructed profile on the right).
source: *2 Click to see full size! (120 K)
The Sun ..
is the source of the energy which drives our climate system. This energy is transported
as radiation through space. If there are slight changes in the activity of the Sun or in the
orbit of the Earth around the sun, these will have a direct impact on our climate.
Солнце..
Это источник энергии, поддерживающий нашу климатическую систему. Эта энергия
достигает Земли сквозь космическое пространство в виде радиации. Малейшие
изменения в солнечной активности или траектории Земли вокруг солнца могут
привести к изменению нашего климата.
The Atmosphere ..
Атмосфера..
is the main subject in the first four topics of the Climate Enyclopaedia. Variations in the
activity of the Sun are generally rather regular and don't appear to have been large
enough to significantly change our climate over the last 1000 years. We can study how
much energy comes from the Sun, how much reaches our atmosphere and how much of
this energy gets to the surface of our Earth. This is the Earth's radiation budget and we
look at this in the section on the LOWER ATMOSPHERE. This is the part of the Earth's
atmosphere scientists call the troposphere and it extends from the Earth's surface up to
between 8 and 15 km above us.
Главный предмет нашего изучения в первых четырех темах климатической
энциклопедии. Колебания активности солнца в общем довольно регулярны, но не так
сильны, чтобы привести к каким-либо значительным переменам нашего климата на
протяжении последних 1000 лет. Мы можем изучать сколько энергии дает солнце.
Сколько из нее достигает нашей атмосферы и какое количество из этой энергии
достигает земной поверхности. Это запасы земной радиации и мы рассмотрим это в
разделе НИЖНЯЯ АТМОСФЕРА. Это часть земной атмосферы, которую ученые
называют тропосферой, и она простирается от земной поверхности на расстояние от
8 до 15 км над нами.
We discuss the importance of the Greenhouse Effect and how greenhouses gases such as
carbon dioxide play a major role in keeping the sun's energy close to the Earth's surface.
We shine a light on the rich chemistry going on in this region and the impact of emissions
from plants and from fires. We also look at the importance of the gas ozone, which
causes summer smog in the troposphere.
Мы обсудим важность парникового эффекта и непосредственную роль парниковых
газов, например, такого как углекислый газ, в удержании солнечной энергии близко
к земной поверхности. Мы прольем свет на богатство химических реакций в этой
области и воздействие продуктов жизнедеятельности растений на климат, а также
продуктов горения от лесных пожаров. Мы также рассмотрим важность озона,
который вызывает летний смог в тропосфере.
The next layer of the atmosphere, above the clouds, is the 'stratosphere', reaching
roughly up to 50 km in altitude. We look at this layer in the section about the HIGHER
ATMOSPHERE. The ozone layer is located here and we look at the processes taking place
in this layer which protect us from the dangerous ultra-violet radiation from the sun.
We explain how ozone is removed from the stratosphere, why the ozone hole forms and
the impacts of this process on our climate.
Следующий слой в атмосфере, над облаками, называется стратосферой,
достигающий высоты примерно 50 км. Подробнее мы остановимся на этом слое в
разделе ВЫСОКАЯ АТМОСФЕРА. Здесь располагается озоновый слой, в котором
происходят важные процессы, направленные на защиту нас от опасной ультрафиолетовой радиации солнца. Мы объясним, как озон уходит из стратосферы,
почему формируются жзжновые дыры и как это воздействует на наш климат.
The troposphere and stratosphere, together, make up for more than 99% of the mass of
our atmosphere. We do not discuss higher altitudes here. The WEATHER events we see
on Earth take place in the lowest 15 km of the atmosphere. The Earth's rotation and the
regional differences in the sun's radiation reaching Earth (leading to a warm equator and
cold polar regions), along with the presence of the oceans and continents and varying
local surface structures make weather such a complicated issue.
Тропосфера и стратосфера совместно составляют более чем 99% всей массы нашей
атмосферы. Здесь мы не станем затрагивать более высокие уровни. Наблюдаемые
нами погодные события, происходят в атмосфере на высоте 15 км от Земли.
Вращение Земли и региональные разницы солнечного излучения, достигающие
Земли(ведущие к формированию теплого экватора и холодных полярных полюсов)
вместе с океанами и континентами с их поверхностью делают в итоге погоду такой
сложной и многообразной.
. A simple image of the temperature profile of the atmosphere in the troposphere (T), the stratosphere (S) and
the mesosphere (M). The stratosphere also includes the ozone layer (O 3).
Please click to enlarge the image! (65 K)
Author: Elmar Uherek
Lets have a closer look at the CLOUDS & PARTICLES floating in the air. Clouds cover, on
average, about 60% of our sky and they strongly interact with the light and energy
coming from the Sun. Clouds reflect light back into space, but they also trap
heat coming from the Earth and and this keeps the surface of the Earth warm. Rain from
the clouds removes particles and soluble trace gases from the air and cleans it. The
evaporation of water in the atmosphere uses energy. Tiny particles are needed to start
the formation of clouds and, in this section, we look at how this happens and where
these particles come from. Clouds and particles are really hard to incorporate into
computer models of our climate and, as a result, they are the most important unknowns
in the simulation and prediction of our climate.
Давайте поближе взглянем ОБЛАКА И ПРИМЕСИ парящие в небе. Облака покрывают
в среднем 60% небесного свода и тесно взаимодействуют со светом и энергией,
идущих от солнца. Облака отражают солнечный свет обратно в космос, а также
удерживают тепло поднимающееся от земли, позволяя его сохраненить. Дожди
удаляют примеси и водорастворимые газы из воздуха, делая его чище. Для
испарения воды необходима энергия . Маленькие частицы необходимы для запуска
формирования облаков и в этом разделе мы рассмотрим как это происходит и откуда
берутся эти частицы. Облака и примеси сложно уложить в компьютерные модели и
как результат, они наиболее трудно прогнозироваемый климтаческий феномен, и
менее всего исследованы в имитационных экспериментах.
On the ground ..
На земле..
What is going on at the Earth's surface? Most people live in cities and so we hope that
the section on CLIMATE IN CITIES will be of some interest to you. Climate in cities has
its own rules. Winds along streets behave differently compared to winds in natural
landscapes, major parts of the ground are sealed and water storage is reduced. Cities
absorb more radiation than other landscapes and heating systems and electricity make
cities warmer places than their surroundings. Cities are also usually strong local sources
of air pollution from traffic and industry. We look at what is emitted to the air and what
impact this has on the climate.
Что происходит на Земной поверхности? Большинство людей живет в городах и
поэтому мы надеемся что раздел КЛИМАТ В ГОРОДАХ будет вам интересен. Климат в
городах имеет свои правила. Ветер на улицах ведет себя по-другому, по сравнению с
ветром в естественных ландшафтах, большая часть почвы скрыта и
The OCEANS do not only affect our climate but are also influenced by climate change.
Water in the oceans stores heat from the sun and transports it from the equatorial
regions to the poles making it possible for life to exist on Earth. The oceans take up
about one third of the carbon dioxide released by man and store it in the deep sea. In
this way they reduce the effect of global warming. Small plants in surface waters, known
as phytoplankton, help to take up this carbon dioxide. They also emit sulphur
compounds which affect climate and also help to form clouds, which again influences our
climate. Global warming also affects the ocean. The most obvious consequence is
an increasing sea level. Since about 60% of the world's population live within 100 km of
the coast, sea level rise could cause major problems for the human population.
If annual rainfall is too small, if large areas become flooded, if it starts freezing or there
are heat waves at critical times of plant development this affects our food supply. We
look at the effect of climate change on agriculture in the section on FOOD & CLIMATE.
Predicting the likely outcome of climate change will help us adapt our farming techniques
and prevent food shortages. In some areas, climate change will make it easier to grow
food. In other areas, particularly in poor and developing countries, the conditions for
farming will worsen.
Are people changing climate?
PEOPLE CHANGING CLIMATE is the subject of our next section. Here we look at how we
are changing our climate and what the consequences of our actions are. We show some
local examples and look at the problems that we are likely to have in the future. We also
take a look at how the scenarios for the future climate will change depending on our
personal way of life and the actions of politicians.
Studies of the SUN & ICE are important in order to understand human influence on
climate. Scientists are trying to find out how much of the climate change we
are observing now is due to a variability in the sun's activity and how much is due
to human activity.
Because Antarctia is so far away from major human activity, it is the cleanest place on
Earth. Measurements of trace gases in the Antarctic tell us how emissions to the
atmosphere are spreading over the globe. The big ice sheets consist of compressed snow
from past centuries and millenia. They contain air bubbles from the time when the ice
was formed. Investigations of the air in such bubbles can tell us a lot about the climate in
the past. Computer MODELLING uses this data, as well as measurements of climate
variables made today. Models help us to estimate what may happen to our climate in the
future.
Understanding our climate
Our climate system is extremely complicated and we do not yet know all the factors
which affect it. This makes it difficult to simulate in model runs what will happen in the
future, although the world's biggest supercomputers are working on such models. Even
if we can develop computer models which can realistically represent what is happening
now, we do not know how humans will behave in the future. We do not know how the
Earth's population will go on growing, what energy resources will be used in 50 years,
how different economies will develop, where and when wars will take place and in which
countries politicians and the people will promote sustainable development.
It is not climate scientists, who are responsible for what will happen in the future, it's all
of us. Our aim is, therefore, to share our knowledge so that you can get an idea of how
such a complex system works and what the most likely outcomes of climate change
are. It will take you perhaps 30 minutes to read through these introductory 'Climate in
brief' pages. These will give you an overview of our climate. After that you can enter
the 'Climate Encyclopaedia' to get more information about the topics which are of most
interest for you.
Internet sources of picture parts:
*1 Image 3:
Nofretete: http://www.smb.spk-berlin.de/amp/vg/s1.html
temperature and CO2 diagramme:
http://www.brighton73.freeserve.co.uk/gw/globalwarmingfaq.htm
ice cover map: http://www.geologieinfo.de/palaeokarten/m0_018.html
*2 Image 4:
homo heidelbergensis: Reiss-Engelhorn-Museum Mannheim, reconstruction: W. Schnaubelt & N. Kieser
http://www.zum.de/Faecher/G/BW/Landeskunde/rhein/ma/reissmuseum/menschzeit/
homo neanderthalis: reconstruction Elisabeth Daynes
http://www.ifi.unizh.ch/staff/zolli/CAP/MainNeander.htm