Ще 10-15 років тому багато вчених сильно сумнівалися в тому, що клімат Землі змінюється протягом століть. Однак систематизація архівів метеорологічних даних практично не залишила сумнівів у тому, що клімат дійсно змінюється. Тим не менш, залишаються питання: наскільки ці зміни довгострокові та пов'язані вони з діяльністю людини. Повного консенсусу з цих питань в науковому середовищі поки немає.
Основні фактори, здатні впливати на клімат Землі:
Зміна концентрації парникових газів в атмосфері. Парникові гази (вуглекислий газ, водяна пара, метан та інші) утримують інфрачервоне випромінювання, що йде від поверхні Землі, перешкоджаючи його розсіюванню в космосі. Протягом XX століття концентрація вуглекислого газу в атмосфері зросла на чверть.
Поки немає повної впевненості, чи пов'язано це з діяльністю людини або є природним процесом, проте кількість аргументів на користь цієї версії зростає. Зокрема, наприкінці 2007 року Нобелівська премія миру була присуджена Міжурядової групи експертів по вимірах клімату (IPCC), роботи якої обґрунтовують переважно антропогенну природу глобального потепління.
Зміна ландшафтів. Від характеру земної поверхні і рослинності на ній залежить кількість розсіюється (відбиваного) ними випромінювання і, в кінцевому рахунку, альбедо Землі. Істотний вплив на ландшафт надають сільське господарство та урбанізація.
Перебудова океанічних течій. Морські течії відіграють велику роль у перерозподілі тепла від тропічних поясів Землі до помірних і полярних. Перебудову течій може викликатися змінами солоності і температури окремих ділянок Світового океану. Також картина глобальної циркуляції океану змінюється через рух континентів.
Рух тектонічних плит. Континентальні плити рухаються зі швидкістю кілька сантиметрів на рік. За час близько 100 мільйонів років розміщення континентів по поверхні планети радикально змінюється. Час від часу всі плити об'єднуються в один величезний суперконтинент (Пангея, Гондвана та ін.), На більшій частині якого встановлюється різко континентальний клімат, що призводить до опустелювання.
Потужні вибухи на поверхні Землі. Падіння астероїдів, великі вулканічні виверження, ядерні вибухи призводять до викиду аерозолів у стратосферу, які поглинають сонячне тепло, не пропускаючи його до поверхні, а пил в тропосфері збільшує хмарність, яка відбиває сонячне світло в космос. Разом ці ефекти можуть призвести до так званої «ядерної зими» тривалістю від декількох місяців до десятків років.
Коливання нахилу земної осі. Нахил земної осі до площини орбіти становить 23,5 ° і випробовує коливання величиною 1 ° за десятки і сотні тисяч років. Ці зміни впливають на температурний контраст між високими і низькими широтами.
Флуктуації інтенсивності космічних променів. Космічні промені іонізують атоми в атмосфері Землі. Іони служать центрами конденсації водяної пари і сприяють утворенню хмар, що підвищує альбедо Землі. Інтенсивність космічних променів змінюється при русі Сонячної системи по Галактиці.
Переполюсовка земного магнітного поля. У середньому раз на чверть мільйона років магнітне поле Землі змінює полярність (правда, остання така переполюсовка сталася 780 тисяч років тому). У момент зміни полярності атмосфера в меншій мірі захищена від дії сонячного вітру і космічних променів.
Варіації радіусу земної орбіти. Під впливом гравітаційних збурень інших планет середня відстань від Землі до Сонця може змінюватися в масштабі близько 100 млн років. Це впливає на інсоляцію (кількість одержуваного від Сонця тепла).
Варіації ексцентриситету земної орбіти. З тих же причин долгопериодические коливання відчуває витягнутість земної орбіти. Це впливає на температурний контраст між півкулями. У наш час через еліптичності орбіти відстань від Землі до Сонця змінюється протягом року на 3,4%, а кількість одержуваного тепла - на 7%. Максимум припадає на січень, мінімум - на липень. У Північній півкулі це зменшує сезонні кліматичні коливання, а в Південному - збільшує.
Зміна світності Сонця. Зараз кількість енергії, що надходить від Сонця, коливається дуже незначно (приблизно на 0,1%). Однак не можна виключити більш значних коливань на тривалих відрізках часу. Джерела:
- Олександр Сергєєв, Глобальне потепління, або Високий градус політики // Журнал "Вокруг света", 2006, №7. - Оглядова науково-популярна стаття, гарне введення в тему.
- Мелешко В.П. (Д.ф.-м.н.), Потепління клімату: причини і наслідки // Журнал "Хімія і життя", 2007, №4 (сайт "Елементи.ру"). - Більш докладний розбір теми з позицій антропогенного версії потепління.
- Терез Е.І., Сталий розвиток та проблеми зміни глобального клімату Землі // Журнал "Вчені записки Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського", 2004, т. 17 (56), №1, С. 181-205 (сайт "Потепленіе.Ру"). - Більш докладний розбір з позицій сумнівів у антропогенної версії потепління. Обширна бібліографія.
- Глобальне потепління - міф чи реальність? // Прес-конференція в РІА "Новости", 14.12.2007. - На питання широкої публіки відповідають кандидат географічних наук Сергій Голубчиков і доктор біологічних наук Олександр Мінін.
- Матеріали Міжурядової групи експертів зі змін клімату (IPCC). - Найбільш повні дані про потепління клімату і обгрунтування його антропогенної природи. За ці роботи присуджена Нобелівська премія миру в 2007 році. (Список матеріалів англійською мовою, але самі документи - російською.)
- Що викликає зміну клімату Землі? // Програма SEED Schlumberger. - Про вплив руху Землі на клімат і дослідженнях Миланковича.
- Глобальне потепління // Вікіпедія.