Физическое обоснование изменения климата

Физический механизм, отвечающий за долгопериодные колебания в климатической системе, основан на взаимодействии атмосферы, криосферы и Мирового океана, взаимосвязанных ветров и морских течений (рис.1.3) [2, с.69]. Основная причина изменения климата – изменение в радиационном балансе Земли, на который влияют такие факторы как орбитальные параметры Земли; солнечная радиаций, отраженная поверхности и длинноволновая радиация земной поверхности. Необходимо отметить, что физическую модель энергетики системы Солнце – Земля – космос дополняют такие закон как закон смещения Вина и закон Стефана-Больцмана (тепловые законы).
Итак, определяющее воздействие на климат оказывают приток и отток тепла и динамика его накопления различными компонентами системы Земли, т.е. океаном, сушей и атмосферой (рис.1.4).
Рисунок 1.3. Взаимодействии атмосферы, криосферы и Мирового океана, взаимосвязанных ветров и морских течений в системе климатических изменений [5, с.114]
Рисунок 1.4. Излучение как основной физический процесс, способствующий климатическим изменениям [11, с.45]
Накопление тепла происходит преимущественно в океане, и изменение температуры морской воды, таким образом, служит важным показателем климатических изменений

. Этот процесс происходит независимо от временной изменчивости, обусловленной, в частности, крупномасштабными климатическими флуктуациями и циклами солнечной активности.
Необходимо отметить, что климатические изменения, как стало заметно с некоторых пор, происходят не только в результате естественных процессов, но и в ответ на антропогенные воздействия [3, с.27]. По мнению многих ученных, парниковый эффект – это основной антропогенный фактор глобального потепления. Атмосфера Земли способна поглощать коротковолновое излучение Солнца в гораздо меньшей степени, чем инфракрасное излучение поверхности Земли. Результатом этого неравенства является тот факт, что тепловое излучение в космос уходит большей частью из холодных верхних слоев атмосферы, а температура у поверхности существенно более высокая. Это называется "парниковым эффектом атмосферы".
Основы физической теории парникового эффекта были заложены в трудах Фурье (1824, 1827), Тиндалла (1863, 1872), Аррениуса (1896), Фридмана (1913). Ими отмечено, что парниковый эффект действует в климатической системе не изолированно. Это сложная система, включающая атмосферу, гидросферу, педосферу, биоту, между которыми происходят взаимодействия, процессы обмена веществом и энергией, порождающие глобальный климат