5.1. Zemes klimata pārmaiņu raksturs

Zemes klimata mainības tendenču analīze sniedz pārliecinoši daudz pierādījumu tam, ka pēdējā gadsimta laikā Zemes klimats ir būtiski mainījies. Pārmaiņas skar gan klimata kopējos rādītājus, piemēram, Zemes temperatūra, nokrišņu daudzums, sniega segas stabilitāte Zemes ziemeļu reģionos un kalnos, gan arī izmaiņas Zemes biofizikālajās sistēmās (piemēram, vielu apritē, plūsmā).
Ir pamats uzskatīt, ka siltumnīcefekta gāzu emisijas apjoms un koncentrācijas pieaugums atmosfērā uzskatāms par galveno faktoru, kas nosaka Zemes klimata būtiskās izmaiņas – globālo sasilšanu.

Katra no pēdējām trim desmitgadēm ir bijusi ar augstāku temperatūru nekā jebkura desmitgade kopš 1850. gada. Laika posms no 1983. līdz 2012. gadam ir bijis siltākais laika periods pēdējo 1400 gadu laikā Ziemeļu puslodē, kur šādu klimata rekonstrukciju ir iespējams veikt. Globālā vidējā kombinētā temperatūra virs sauszemes un okeāniem uzrāda lineāru pieauguma tendenci laika posmam no 1880. līdz 2012. gadam, ko apliecina daudzi neatkarīgi veikti novērojumi un aprēķini.

5.1. att. Globālās gada vidējās gaisa temperatūras (virs sauszemes un okeāniem), desmitgades vidējās gaisa temperatūras novirzes (salīdzinājumā ar vidējo temperatūru 1961.–1990. gadā) laika posmam no 1850, līdz 2012. gadam un novērotās temperatūras izmaiņas laikā no 1901. līdz 2012. gadam.

Ar atļauju no IPCC 2015.


5.2. att. Sniega segas platības pavasara sezonā Ziemeļu puslodē (a); Jūras ledāju platība Arktikā vasarā (b); pasaules Okeāna siltumietilpības izmaiņas (c); globālās vidējās jūras līmeņa izmaiņas (d).

Ar atļauju no IPCC 2015.

Globālā sasilšana pēdējos 150 gados ir noteikusi ne tikai temperatūras paaugstināšanos, bet ietekmējusi jūras līmeņa celšanos un ziemeļu puslodes sniega segas platības samazināšanos (sk. 5.1. un 5.2. att.). Būtiskākās sasilšanas ietekmes apkopotas 5.1. tabulā. Katrā no trim pēdējām desmitgadēm Zemes temperatūra kopš 1850. gada ir bijusi augstāka nekā iepriekšējās.
Tomēr temperatūras paaugstināšanās uz Zemes nav bijusi vienmērīga. Visstraujāk temperatūra ir paaugstinājusies Zemes polu reģionos – Arktikā un Antarktīdā. Ir pierādīts ne tikai piezemes temperatūras, bet arī troposfēras temperatūras paaugstināšanās (izmantojot satelītu novērojumus un meteoroloģiskās zondes), turklāt temperatūras paaugstināšanās ātrums pētītajā atmosfēras masā ir līdzīgs. Palielinājies arī ūdens tvaiku daudzums atmosfērā, ko savukārt nosaka temperatūras paaugstināšanās. Ūdens tvaiku koncentrācijas pieaugums atmosfērā var pastiprināt siltumnīcefektu nākotnē, jo ūdens ir viena no siltumnīcefektu veicinošām vielām. Kopš 1960. gada veiktie mērījumi pierāda, ka paaugstinājusies okeānu ūdeņu temperatūra (līdz pat 3000 m dziļumam), jo ūdens absorbē lielāko daļu pieplūstošā siltuma daudzuma. Okeānu ūdeņu temperatūras paaugstināšanās var sekmēt ūdens tilpuma palielināšanos un jūras līmeņa celšanos, kā arī ietekmēt ūdeņu plūsmu raksturu.

Pēdējā gadsimta laikā ir samazinājusies ne tikai sniega segas platība ziemeļu puslodē, bet arī kalnu un kontinentālo ledāju aizņemtā platība, kā arī mūžīgā sasaluma aizņemtās platības, kuras uzskatāmas par nozīmīgu faktoru, kas sekmē jūras līmeņa celšanos. Īpaši būtiski tiek ietekmēti Antarktīdas un Grenlandes ledāji (sk. 5.3. att.). Reģionālo pētījumu rezultāti parāda, ka kalnāju ledāji kļūst arvien īsāki un plānāki. Piemēram, Vidusāzijā un Dienvidsibīrijas kalnājos daudzi šļūdoņi pēdējo 200 gadu laikā ir kļuvuši īsāki par 4 km. Alpu kalnu ledāju platība samazinājusies par 30 līdz 40% salīdzinājumā ar platību, kādu tie aizņēma Mazajā ledus laikmetā. Eiropā šļūdoņu straujā samazināšanās ir tieši saistīta ar Alpu reģiona klimata pasiltināšanos 20. gadsimta laikā. Samazinās arī Zemes sasalums mūžīgā sasaluma apgabalos.


5.3. att. Kalnu ledāju platības izmaiņas 60 gadu laikā.

Ar atļauju no IPCC 2015.

Tā kā temperatūras paaugstināšana īpaši ietekmē Zemes polāros reģionus, ir samazinājusies arī ledus aizņemtā platība jūrās. Jūras līmeņa mainība ir ievērojami ietekmējusi krasta erozijas procesus un sekmējusi piekrastes teritoriju degradāciju.
Novērojumi pierāda, ka nokrišņu daudzums, lai arī nevienmērīgi, bet vidēji uz Zemes ir palielinājies par 2% kopš 20. gadsimta sākuma, kā arī ievērojami ir pieaudzis ekstremālu nokrišņu biežums (sk. 5.4. att.). Nokrišņu daudzums ir palielinājies Ziemeļamerikā un Dienvidamerikā, Ziemeļeiropā, Ziemeļāzijā un Centrālāzijā. Taču nokrišņu daudzums samazinājies Sāhela reģionā, Vidusjūras reģiona valstīs un Dienvidāfrikā.


5.4. att. Novērotās nokrišņu daudzumu izmaiņas virs sauszemes laika posmam no 1901. līdz 2010. gadam un no 1951. līdz 2010. gadam.

Ar atļauju no IPCC 2015.

Globālā sasilšana tiek saistīta arī ar klimata sistēmas stabilitātes ietekmēšanu un ekstremālu klimatisko parādību biežuma pieaugumu. Tas attiecas gan uz tropisko ciklonu un viesuļvētru biežuma un intensitātes mainību Karību jūras reģionā, gan arī uz musonu lietavām Āzijā.

Klimata mainība tieši ietekmē ne tikai dabas vidi, bet arī cilvēkvidi. Vasaras globālās sasilšanas ietekmē daudzos reģionos ir kļuvušas siltākas, kā arī biežāki ir kļuvuši laika posmi, kad novērojami ekstremāli augstas temperatūras „karstuma viļņi”, kas ietekmē cilvēku veselību. Negatīvo ietekmi ļoti karstās vasarās pastiprina pieaugošais gaisa mitrums. Konstatēts, ka mērenā klimata reģionos ļoti karstos laika apstākļos nāves gadījumu skaits dienā palielinās. Karstuma viļņi ASV pilsētās, Francijā 2003. gadā un Grieķijā 2007. gada vasarā prasīja vairāku simtu cilvēku dzīvības. Piemēram, karsuma viļņi Londonā palielināja mirstību par 15%. Ar klimata mainību tiek saistīta arī konkrētajam reģionam netipisku sugu invāzija.

5.1. tabula. Novērotās izmaiņas Zemes atmosfērā (pēc IPCC 2015)


5.2. tabula. Novērotās izmaiņas Zemes biofizikālajās sistēmās (pēc IPCC 2015)


Ogļskābās gāzes koncentrācijas pieaugums atmosfērā ietekmē ne tikai Zemes klimatu. Ogļskābajai gāzei izšķīstot ūdenī, palielinās izšķīdušās CO2 koncentrācija un pazeminās okeānu ūdeņu pH (5.5. attēls), t.i., tie kļūst skābāki. Pašas par sevi šādas ietekmes izsaka visai maz ko, bet pH līdzsvars ir būtisks visu jūru un okeānu dzīvo organismu sekmīgai attīstībai. Šādu izmaiņu tiešās sekas var būt jutīgu sugu iznīkšana un nozvejas samazināšanās, bet netiešās izmaiņas var būt visu dzīvo kopienu izmaiņas.

5.5. att. Ogļskābās gāzes koncentrācija atmosfērā (a), tās koncentrācija okeānu ūdeņos un ūdeņu pH reakcijas izmaiņu raksturs (b).

Ar atļauju no IPCC 2015.

Klimata mainība vispirms ietekmē sociāli neaizsargātos iedzīvotājus, kā arī nabadzīgākās valstis, tādējādi padziļinot sociāli ekonomisko krīzi un sekmējot nabadzības pieaugumu.
Neapšaubāmi, ka klimata mainība un klimata veidošanos ietekmējošie procesi un to mijiedarbības raksturs ir sarežģīta un maz izpētīta parādība un šo jautājumu risināšana ir tagadnes un nākotnes uzdevums, kura pamatā ir klimatoloģiskie pētījumi un klimata mainības prognozēšana.