3.4: Майбутні географії - прогнозування складу атмосфери

Last updated
Save as PDF

Page ID: 38325

Michael E. Ritter
University of Wisconsin-Stevens Point via The Physical Environment

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Безперечно, що клімат Землі з часом зазнав численних змін. Наш нинішній клімат зазнає змін безпрецедентними для сучасності способами. Вимірювання атмосферної температури показують чітку тенденцію до зростання, тоді як багато регіонів переживають багаторічну посуху. Більшість геологів сходяться на думці, що нинішня тенденція потепління пов'язана з діяльністю людини. Деякі не погоджуються і припускають, що це природне коливання, подібне до того, яке пережила земля в минулому.

Щоб зрозуміти, як змінився клімат у минулому, і що ще важливіше, що буде в майбутньому, геологи повинні покладатися на моделі. Моделі є лише уявленнями про реальний світ і обмежені нашим розумінням земних процесів. Вчений повинен зробити припущення, щоб заповнити прогалини, де бракує розуміння або даних. В результаті вихід моделі за своєю суттю має ступінь невизначеності, пов'язаної з нею.

Прогнозування змін газоподібного складу атмосфери - важке заняття. Те, як зміниться газоподібний склад атмосфери в майбутньому, багато в чому залежить від впливу людської діяльності та нашої здатності контролювати викиди. На додаток до змін, спричинених людиною, підвищення температури в результаті посиленого парникового ефекту вплине на концентрацію різних газів у земній атмосфері.

Прогнозування проти проекції

Невизначеність щодо того, як зростатиме населення, економіка розвиватиметься та технологічний прогрес ускладнює в кращому випадку передбачити майбутній склад атмосфери. Такі органи, як Міжурядова група з питань зміни клімату (МГЕЗК), роблять прогнози на основі моделей. Хоча досить складні, моделі земних систем обмежені нашими знаннями про екологічні процеси. Непередбачуваність просування людини та стан нашого розуміння динаміки клімату залишає невизначеність у цих прогнозах. Таким чином, геологи використовують статистику та їх експертне судження для факторів, які уникають кількісної оцінки, щоб визначити ймовірність результату їх модельних прогнозів.

Майбутні концентрації не обов'язково будуть географічно визначені через рідинну природу атмосфери. Винятком може бути водяна пара, через нерівномірного розподілу наявної води для випаровування в повітря. Однак джерела майбутнього внеску в газоподібний склад атмосфери, безумовно, географічно розподілені, особливо ті, що стосуються людської діяльності. Гонка до економічного розвитку змістить найбільших вкладників у світ, що розвивається.

Викиди парникових газів по регіонах — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Викиди парникових газів за регіонами (Джерело: EPA)

Сюжетні лінії та сценарії МГЕЗК

Міжурядова група з питань зміни клімату (МГЕЗК) визнана багатьма головним органом з питань зміни клімату. Їх останній аналіз зміни клімату (2007) використовував чотири різні «сюжетні лінії», які представляють діапазон рушійних сил та викидів, що стоять за зміною клімату. Кожна сюжетна лінія ставила кілька різних сценаріїв, згрупованих у вигляді «сімей», щоб вивчити результат моделей, які використовують схожі припущення про рушійні сили, а деякі, які не роблять.

Таблиця сюжетних ліній\(\PageIndex{1}\) МГЕЗК
A1 Storyline (Однорідний світ - орієнтація на ринок)	A2 Storyline (Гетерогенний світ - орієнтація на ринок)	B1 Storyline (Однорідний світ - екологічна спрямованість)	B2 Storyline (Гетерогенний світ - екологічна спрямованість)
Дуже швидке економічне зростання. Суттєве скорочення регіонального доходу на душу населення. Світова популяція піків середини століття потім знижується. Швидке впровадження нових та ефективних технологій.	Акцент на самостійності та збереженні місцевої ідентичності. Повільне економічне зростання на душу населення та технологічні зміни. Постійно збільшується чисельність населення планети.	Світова популяція піків середини століття потім знижується. Швидка зміна економіки інформації та послуг. Зниження матеріаломісткості. Впровадження ресурсоефективних та чистих технологій.	Постійно збільшується глобальне населення, повільніше, ніж A2. Менш швидке створення нових енергетичних технологій, ніж B1 & A1. Місцевий та регіональний акцент на питаннях екологічної та соціальної справедливості.

Прогнозоване збільшення парникових газів

Прогнозовані збільшення від чотирьох сюжетних ліній показані на малюнку\(\PageIndex{2}\). Всі, крім A2, показують збільшення CO ₂ з подальшим зменшенням або вирівнюванням викидів CO ₂ в майбутньому столітті. Сценарій A2 показує зростаючу швидкість викидів з часом. У певному сенсі це «найгірший сценарій», коли населення постійно зростає, використовуючи більше ресурсів, повільні технологічні зміни та відсутність глобальної єдності у вирішенні цих питань.

На протилежному кінці спектра знаходиться «утопічний» сценарій В1. Сценарій B1 передбачає низьку народжуваність з низькою смертністю та центральним рівнем міграції, глобальне населення досягає максимуму середини століття, а потім постійно зменшується до 2100 року. Впровадження ресурсоефективних та відновлюваних технологій швидко поширюється у світовій економіці. Екологізація виробництва матеріалів та використання енергії сприяє зниженню викидів вуглекислого газу в промисловості та транспорті.

Проект двоокису вуглецю — Малюнок\(\PageIndex{2}\): Прогнозовані викиди вуглекислого газу (Джерело: МГЕЗК)

Сценарії A2 та B1 представляють два кінці спектру можливих результатів. Але в обох випадках важливість глобальних змін населення та супутнього попиту на ресурси має сильний вплив на викиди парникових газів та стрес на фізичне середовище. Можливо, так само ймовірно, що зміни в складі атмосфери лежать десь між цими крайнощами. Ринкові сценарії А1 зменшення зростання населення в поєднанні з швидким розширенням технології також можуть призвести до скорочення парникових газів.

МГЕЗК не припускає ймовірності якогось конкретного результату. Їх слід бачити, якими вони є, сценаріями, що може статися з урахуванням конкретних умов. Таким чином, вони обслуговують політиків своєрідною дорожньою картою на майбутнє, якою б непевною вона не була.

Відео: Проектування майбутніх змін клімату. Покійний професор Стівен Шнайдер пояснює фактори, що впливають на невизначеність при прогнозуванні майбутнього клімату. (Джерело)

Оцініть розуміння попереднього матеріалу, озираючись назад на парниковий ефект та майбутні географії або пропустіть та продовжуйте читання.

Озираючись назад на парниковий ефект та майбутні географії\(\PageIndex{1}\)

Опишіть, як працює парниковий ефект.

Відповідь: Такі гази, як вуглекислий газ і метан, поглинають випромінювання, що випромінюється землею, і гріються, підвищуючи температуру повітря.

Перерахуйте чотири сценарії МГЕЗК та їх світовий тип/фокус.

Відповідь: A1- Однорідний світовий - ринковий фокус. A2 - Гетерогенний світовий - ринковий фокус. В1 - Однорідний світ - екологічна спрямованість. B2 - Гетерогенний світ - орієнтація на екологічний ринок.