Прогноз складається для великої території. В кожній місцевості його уточнюють за місцевими ознаками або прикметами, які ґрунтуються на зовнішньому вигляді неба, хмap, поведінці тварин, рослин тощо.
Слово "клімат" походить від грецького "кліма", що означає "нахил"хил" сонячних променів до площини горизонту. Давньогрецькі вчені першими відмітили кліматичні пояси за кутом падіння сонячних променів в полудень і тривалістю дня від 12 годин на екваторі до 24 годин під час літнього сонцестояння на полярному колі. На початку XX ст. кліматологи визначили клімат як багаторічний режим погоди, притаманний даній місцевості залежно від її географічних умов. "Клімат - це сукупність атмосферних умов, характерних для даної місцевості залежно від її географічної обстановки". Клімат - це один з головних компонентів географічного ландшафту, він характеризується коливаннями, циклічними і ритмічними змінами. Основні кліматичні процеси: теплообіг, вологообіг, атмосферна циркуляція. Під географічною обстановкою розуміють фактори кліматоутворення: географічну широту, розподіл суші і моря, характер підстеляючої поверхні й ґрунту, рослинний, сніговий і льодовий покрив, океанічні течії, орографію, та ін. У фізиці атмосфери клімат визначається як середньостатистичний ансамбль станів, які проходить система "океан-суша-атмосфера" за кілька десятиліть.
Від клімату відрізняється мікроклімат, тобто місцеві особливості клімату, які істотно змінюються вже на невеликій відстані, наприклад, над лісом, ріллею, болотом, озером, балкою, населеним пунктом.
Спостереження за мікрокліматом проводять за допомогою спеціальних приладів, які можна легко переносити.
Класифікація кліматів - це виділення їх типів за певними ознаками або за умовами формування. Найбільше наукове і практичне значення мають класифікації клімату за В.П. Кеппеном (1933) і Б.П. Алісовим (1936).
Вся природа Землі перебуває в процесі безперервних змін і розвитку. Зміни клімату відбуваються в тісному взаємозв'язку і взаємодії з іншими компонентами географічної оболонки. Показниками змін клімату в геологічному минулому є викопні флора і фауна, пилок доісторичних рослин, ознаки процесів вивітрювання і нагромадження осадових відкладів, розподіл суші й моря в різні геологічні епохи, рельєф тощо. Питання про клімат геологічного минулого розглядаються в історичній геології та палеонтології.
Геологічні дані свідчать про дуже глибокі зміни клімату: протягом сотень мільйонів років докорінно змінювалися положення суші і моря, орографії, розподіл океанічних течій, вулканічна діяльність, склад атмосфери, міг змінитися і вплив Космосу.
При вивченні органічних і неорганічних викопних ознак клімату виходять з принципу актуалізму, тобто з положення, що в минулому існували такі самі зв'язки флори, фауни, вивітрювання, ґрунтоутворення з кліматом, які існують тепер. Наприклад, коралові рифи утворюються в мілководних тропічних морях. Місцезнаходження потужних товщ морських вапняків і коралових рифів в шарах кембрію Центральної Європи, наприклад, свідчить про більш теплий клімат, який існував у даних широтах. В горизонтах бурого вугілля в Європі трапляються рештки таких теплолюбних рослин, як пальми. Родовища кам'яного вугілля є і в Антарктиді. Ознаками теплого вугілля є і в Антарктиді. Ознаками теплого клімату є також величезні розміри викопних видів плазунів. Про холодний клімат свідчить незначне хімічне вивітрювання з великою кількістю уламкового матеріалу в відкладах. Моренні відклади, викопні льоди, а також відповідні флора і фауна є показниками ландшафтів, пов'язаних із зледенінням. З сухими арідними періодами зв'язані відклади солей, особливо коли клімат жаркий. Родовища викопних солей на Землі змінюють положення протягом геологічних періодів. Явища пустельного вивітрювання, переносу пісків, дюноутворення можна простежити в геологічних шарах.
Сухі періоди визначаються також за рештками ксероморфної рослинності й степових тварин. Для вологого клімату характерні такі ознаки, як інтенсивне хімічне вивітрювання та його продукти (каолін, залізні, марганцеві та бокситові руди), а також формування торфу, кам'яного вугілля, рештки буйної деревної рослинності.
Існують спроби реконструкції клімату геологічного минулого. Найбільш розроблені уявлення про зміну клімату четвертинного періоду (плейстоцену), а про більш давні геологічні епохи наявні відомості більш загального характеру. Протягом останнього мільярда років клімат Землі в помірних і високих широтах був в основному теплішим, льоди протягом переважаючої частини даного періоду були відсутні, кліматична зональність не була виражена так чітко, як нині, тропічна флора була поширена до високих широт. На фоні цього теплого клімату неодноразово відбувалися порівняно короткочасні похолодання протягом кількох сот тисяч або мільйонів років. В ці періоди кліматична зональність ускладнювалась, посилювалися контрасти між високими полярними і тропічними широтами. Останнім таким холодним періодом був четвертинний, під час якого льодовикові епохи змінювалися міжльодовиковими. Від початку першого четвертинного зледеніння минуло 600-700 тисяч років, а останнє закінчилось 10-12 тисяч років тому. Ми живемо у міжльодовиковий період, хоча великі площі Землі в полярних широтах перебувають під льодовиковим покривом.
Існують гіпотези, які пояснюють зміни клімату впливом космічних, астрономічних та геологічних факторів. Серед космічних факторів називають коливання сонячної сталої внаслідок безпосередніх змін інтенсивності та спектрального складу сонячного випромінювання залежно від еволюції Сонця, а також в зв'язку з тим, що Сонячна система на своєму шляху у космічному просторі зустрічала більш або менш прозорі ділянки для проходження сонячної радіації.
Гіпотези, які зважають на дію астрономічних факторів, пояснюють коливання клімату змінами деяких астрономічних положень Землі. Наприклад, нахил площини земного екватора до площини земної орбіти змінюється від 22 до 24,5° з періодичністю близько 40000 років. Земна орбіта має форму еліпса, в одному з фокусів якого міститься Сонце.
Співвідношення фокусної відстані та великої осі, тобто, ексцентриситет земної орбіти змінюється від 0,017 до 0,068 з періодом приблизно в 92000 років. При зменшенні ексцентриситету орбіта стає близькою до кола, і близькою до кола, і відстань до Сонця взимку і влітку змінюється. Третій астрономічний фактор - це зміни положення точки весняного рівнодення на орбіті, яка обходить орбіту приблизно за 21000 років, що спричиняє коливання сонячної радіації за окремі сезони року. Циклічність названих факторів приводить до протилежної дії кожного з них або до збігання і взаємопідсилення одного фактора іншими.
Більшість гіпотез основною причиною змін клімату вважають зміни характеру підстеляючої поверхні - розподіл суші і моря, зміни абсолютної висоти над рівнем моря, берегової лінії рельєфу, рослинного покриву. Одна з гіпотез пояснює причину коливань клімату переміщенням полюсів Землі, інші гіпотези - рухом літосферних плит і материків, внаслідок цього змінювалося положення географічних широт, материки перебували то біля полюса, то в теплих широтах біля екватора. Ця гіпотеза дозволяє пояснити такі явища, як наявність решток тропічних рослин в полярних і субполярних широтах та наслідків полярного клімату в тропіках. Стає зрозумілим, що кам'яне вугілля з рештками рослин вологого тропічного клімату на архіпелазі Шпіцберген не могло утворитися за умов полярної ночі, а тоді, коли цей архіпелаг був у відповідних широтах, значно віддалених від полюса.
Існують гіпотези, які пояснюють коливання клімату змінами газового складу атмосфери, особливо кількості вуглекислого газу, який пропускає короткохвильову сонячну радіацію до земної поверхні, та затримує і поглинає довгохвильове теплове випромінювання Землі, що сприяє підвищенню температури земної поверхні. Деякі гіпотези вважають, що імовірними факторами змін клімату були періоди підсилення вулканічної діяльності, внаслідок чого зменшувалася прозорість атмосфери, але водночас зменшувалось і ефективне випромінювання.
У післяльодовиковий час за останніх 11000 років теж відбувалися зміни клімату. Спочатку кліматичні умови поліпшились, що сприяло поширенню лісів, потім настав кліматичний оптимум, коли широколистяні ліси досягли максимальної площі в межах лісової та лісостепової зон. У лісах Східноєвропейської рівнини в цей час панували дуб, ліщина і в'яз.
Середні річні температури повітря під час кліматичного оптимуму були майже на 3 °С вищими за сучасні. Після цього знову почалося похолодання з коливаннями зволоження і збільшенням ступеня континентальності клімату.
В історичний період до природних свідоцтв про зміни клімату (наступ і відступ льодовиків, розростання торф'яників, зміни стану озер і річок, нагромадження стрічкових глин з озерах, зміна товщини кілець деревини) приєднуються археологічні дані про умови життя і діяльність людини. Крім того фольклорні та літературні пам'ятки, особливо літописи, містять описи різних явищ погоди і клімату, стану рік, інших природних процесів. За останні 100-200 років проведені інструментальні метеорологічні спостереження. Встановлено, що протягом 5000 років до н.е. сухий і теплий клімат кілька разів змінювався на вологий і прохолодний з періодичністю 800-900 років (повний цикл близько 1700 років). Ці зміни пов'язують з циклічними змінами припливотворної сили Місяця і Сонця. Визначено, що в ХІ-ХШ ст. клімат Європи був більш м'яким і сухим, ніж сучасний, льодовики мали найменше поширення, в Гренландії було розвинуто скотарство. В ХУ-ХУІ ст. почалося похолодання. В ХУП-ХІХ ст. клімат був холодним і вологим, льодовики наступали. У 50-х або 70-х роках XIX ст. почалося сучасне потепління клімату, про що свідчать інструментальні спостереження па більшій частині земної поверхні. Свого максимуму потепління досягло в 1930-1939 pp. Середньорічні температури в Східній Європі підвищилися за період 1881-1995 pp. на кілька десятих долей градуса, а в Петербурзі на 1,1 °С, зменшилася також континентальність. В Західній Європі середня температура зими збільшилась на 2,6 °С з кінця XIX ст. до 1920 p. В Арктиці зазначено зростання середньорічної температури за цей самий період на 2 °С. а в Гренландії більш як на 3 °С. Сучасне потепління супроводжували істотні зміни природи, особливо площі зледеніння, з'явилися теплолюбні риби в Баренцовому та Карському морях. Водночас з потеплінням у високих широтах на півдні почалося падіння рівня Каспійського моря, рівень якого з 1930 по 1976 p. упав на 2 м, внаслідок зменшення кількості опадів у басейні Волги.
Причини названих коливань клімату криються в змінах системи загальної циркуляції атмосфери. Виявлено тісні зв'язки між коливаннями загальної циркуляції й клімату протягом кількох десятків років. Яка ж причина коливань загальної циркуляції? Причину шукають переважно в змінах сонячної активності. В змінах клімату чітко проявляються 11- і 80- річні цикли, які відповідають основним ритмам коливань сонячної активності. Можливо, до тих циклів приєднуються й періодичні зміни швидкості обертання Землі, які впливають на силу Коріоліса. Зв'язки клімату та загальної циркуляції з сонячною активністю встановлені тільки статистично, а механізм впливу ще не вивчений, хоча відомо, що сонячна активність безпосередньо впливає на фізичний стан іоносфери.
Великий вплив на місцевий клімат і мікроклімат чинить господарська діяльність людини, яка розглядається зараз як антропогенний фактор клімату. Дія цього фактора відбивається в додатковому надходженні теплоти в атмосферу, вуглекислого газу та аерозолів при спалюванні великої кількості палива, а також у змінах характеру земної поверхні та її відбиваючої і поглинаючої властивості. Продукти викиду літаків впливають на озоновий шар підсилюючи тим самим ультрафіолетову радіацію. Випробування ядерної зброї також негативно впливає на погоду і клімат. Всі антропогенні причини спричинюють територіально обмежені, але помітні зміни місцевого клімату. Наприклад, клімат міст, особливо великих, значно відрізняється від клімату навколишніх районів.
Для прогнозування змін клімату на майбутнє необхідна єдина фізична теорія клімату. Для розв'язання проблеми прогнозу клімату потрібні об'єднані зусилля різних спеціалістів - метеорологів, кліматологів, океанологів, гідрологів, геофізиків, астрономів, математиків, фізиків, біологів, палеогеографів, економістів. Для вирішення даних проблем проводяться Всесвітні конгреси. Такий конгрес відбувся в кінці серпня 2003 року в Москві.
. Як впливають кліматичні зміни на розвиток суспільства
клімат геологічний потепління екологічний
Періодичні зміни кліматичних умов на Землі - це до певної міри стандартне явище, які не можуть розглядатися як щось виняткове, небувале, невідоме в історії людства. І все ж те, що відбувається в останні роки, навряд чи можна вважати стандартними природними коливаннями періодів похолодань та потеплінь у глобальному масштабі. Йдеться про дещо принципово нове.
Справа в тому, що всі сучасні складні і драматичні соціально-економічні процеси матимуть шанс вивести людство на кращі шляхи, але за однієї умови: якщо у ближчі десятиліття не відбудеться планетарної кліматичної катастрофи, яка радикально змінить умови існування людства, руйнацію практично всіх чинних соціоприродних систем. Тим часом розвиток глобальної економіки якраз і веде до такої катастрофи, - якщо вже не розпочав її. До такого висновку доходить чимало вчених зі світовим ім'ям.
Про те, що теперішні системні зміни клімату спричинені антропогенними чинниками, за останні кілька десятиліть написано таку кількість наукових та науково-популярних праць, що її, очевидно, просто неможливо перерахувати. Ще в 60-х роках вчені, які займалися проблеми теплового балансу в атмосфері, на основі порівняльного аналізу по даних спостережень прийшли до висновку про підвищення середньої глобальної температури в приземному шарі атмосфери Землі. Цей висновок виявив новий інтерес до прогнозу шведського вченого Арреніуса, висловленого ще в кінці ХІХ століття, про тенденцію зростання концентрації парникових газів в атмосфері Землі, в першу чергу вуглекислого газу (СО2), і посилення парникового ефекту (акумуляції інфрачервоного теплового випромінювання атмосферними газами, головним чином водяною парою та вуглекислим газом). В якості одного з них називалось глобальне потепління клімату Землі.
В 2004 р. сумарні викиди у всьому світі виросли до нового (рекордного) рівня - 27,5 млрд. т. Це на 300 млн. т більше, ніж в 2003 р. На долю США припадає 23,1% від світових об'ємів викидів.
Початком розробки першого міжнародного договору в цій області - Рамкової конвенції ООН про зміну клімату - стали дві Всесвітні конференції по зміні клімату, які проведені по ініціативі та під егідою Всесвітньої метрологічної організації (1979 і 1990 рр.). Провідні вчені із багатьох країн в якості головної причини кліматичних змін, що проходять на Землі назвали різке збільшення концентрації парникових газів в атмосфері - двоокису вуглецю. А головним фактором, який визначає ріст його концентрації, - стрімке розширення промислового виробництва і приріст населення планети, завдяки якому зросло виробництво і споживання енергоресурсів.
На Конференції ООН по навколишньому середовищу і розвитку в 1992 р. в Ріо-де-Жанейро була підписана Рамкова конвенція ООН про зміну клімату. В 1997 р. в Кіото були прийняті доповнення до Конвенції - Кіотський протокол.
Рекомендації Кіотського протоколу передбачають скорочення викидів парникових газів промислово-розвиненими країнами відносно рівня 1990 р. приблизно на 5% до 2008-2012 рр. Передбачалося, що безпечний рівень концентрації парникових газів може виявитись перевищеним на протязі декількох наступних століть, якщо не прийняти необхідних заходів по скороченню їх викидів.
Згідно доповіді, продовження нинішньої екологічної політики приведе до зникнення 40% живих організмів на Землі. Танення гірських льодовиків залишить джерел водозабезпечення жителів Китаю, Індії, Андських країн. Зникнення полярних шапок підвищить рівень світового океану, підтоплюючи прибережні низини, на яких розміщені крупні мегаполіси і цілі країни. До середини століття приблизно 200 млн. чоловік залишаться даху над головою через підняття рівня моря, повеней та одночасно більш інтенсивних засух.
В дослідженнях про пустині, які підготовлені в 2007 р. Університетом ООН, відмічено, що два мільярда чоловік на планеті, чи третина її населення, являються потенційними жертвами наслідків опустинювання. Якщо не прийняти заходів, направлених на боротьбу з глобальним потеплінням і оздоровленням ґрунтів, то в найближчі десять років приблизно 50 млн. чоловік через втрату плодоносних шарів змушені будуть покинути свої житла і перебиратися в інші райони і континенти.
Так, в 2007 році Нобелівську премію миру за свої зусилля зі здобуття та поширення більших знань про антропогенні зміни клімату одержали Альберт Арнольд (Ел) Ґор, екс-віце-президент США та Міжурядова група експертів з кліматичних змін при ООН (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC), чиї дослідницькі результати визнані не лише таким офіційним способом, а і тим, що таке впливове видання, як журнал Nature, друкує їхні результати майже в кожному номері.
Результати цих кліматичних змін зачіпають все суспільство, всі соціоприродні системи й підсистеми. Як неодноразово заявляв начальник Українського Гідрометцентру Микола Кульбіда, і народний календар більше не діє, і традиційні прикмети щодо погоди справджуються все рідше. "Середня температура холодного періоду за останні 100 років підвищилася в Україні від 1,5 до 2 градусів. Тенденція до підвищення середньорічної температури буде і в найближчий час. За оцінками міжнародних експертів, а також за сценаріями зміни клімату, у нас в найближчі 50 років можливе додаткове підвищення температури майже на 2 С, - наголошує він. Але в підсумку виходить не просте температурне зростання, а системні кліматичні зміни. Скажімо, льодовики Гренландії тануть з кожним роком дедалі швидше, число ураганів, тайфунів та торнадо зростає, тропічні тварини швидко вимирають, а нагрівання води влітку в європейських річках призводить до скорочення виробництва електроенергії на атомних станціях, оскільки такою водою не можна вже охолоджувати реактори.