Катастрофічні зміни клімату

 Вулкан - геологічне утворення, що виникає над каналами і тріщинами в земній корі, по яких на земну поверхню вивергаються розплавлені гірські породи (лава), попіл, гарячі гази, пари води і уламки гірських порід.

Основними показниками сили виверження вулканів є обсяг вивержених продуктів (тефра) і висота стовпа попелу. У 1982 р для оцінки впливу вивержень на земну атмосферу К. Ньюхолл (С. A. Newhall) і С. Селф (S. Self) була запропонована шкала вулканічних вивержень

Сила виверження вимірюється в балах від 0 до 8. Оцінка 0 відповідає виверження з об'ємом викидів менше 10000 м3. З кожним наступним балом обсяг зростає на порядок. При оцінці в 8 балів вулкан називається супервулканом, обсяг вивергається речовини становить понад 1000 км3, а стовп попелу піднімається на висоту більше 25 км. Виверження з показником VEI 6 балів і більше можуть викликати ефект вулканічної зими - глобального похолодання в масштабі планети.

За характером, який залежить від температури магми, її складу, змісту газів,  виверження вулканів бувають:

• ефузивне - рідка лава спокійно виливається на поверхню з кратерів або тріщин і, застигаючи, утворює покриви до декількох сотень квадратних кілометрів;

• експлоізивне - магма, наближаючись до поверхні, закипає - відбувається вибухове виверження вулкана, при якому з кратера відбувається викид газів, роздроблених гірських порід (пірокластичні матеріалів), попелу;

• екструзивне - в'язка лава під невисокою температурою повільно видавлюється на поверхню, утворюючи вулканічний купол. Процес може завершитися вибухами.

Вулканічна зима — глобальні кліматичні зміни, що викликані значним забрудненням земної атмосфери вулканічним попелом внаслідок особливо значного виверження вулкана.

Виявляються в похолоданні в багатьох регіонах земної кулі. Попіл і сірчані гази, з яких утворюються аерозолі з сірчаної кислоти, після викиду на висоту стратосфери поширюються по всій земній кулі. Через це випромінювання сонця в значно більшій мірі, ніж зазвичай, відфільтрується в атмосфері й не досягає земної поверхні, що викликає глобальне похолодання.

Існує припущення, що автор знаменитої картини Е. Мунк «Крик» була отримав натхнення від червоної вулканічної хмари над Осло, спричиненої виверженням Аву 1892 року.

Де-факто ефект вулканічної зими відбувається після кожного виверження вулкана, проте по-справжньому відчутним він стає, коли виверження перевищує шість балів за шкалою вулканічного експлозивного індексу. Приміром, після виверження вулкана Пінатубо на філіппінському острові Лусон у 1991 році метеорологами було зареєстровано тимчасове падіння температури на 0,5 °C.

Важчі наслідки спричинило виверження вулкана Тамбора на острові Сумбава в 1815 році, яке сягнуло семи балів за шкалою VEI. Протягом року виверження викликало всесвітнє зниження середньої температури на 2,5 °C. У Європі супроводжувалося морозами в середині липня, через що 1816 рік називався сучасниками роком без літа. Аж до 1819 року незвичне похолодання ставало причиною неврожаїв і голоду та сприяло міграційним хвилям людства з Європи до Америки.

Рік без лі́та — назва, що використовується для опису подій 1816 року, коли в Європі і Північній Америці панувала надзвичайно холодна погода. Досі він залишається найхолоднішим роком з початку документування метеорологічних спостережень. У США його також прозвали англ. Eighteen hundred and frozen to death, що перекладається як тисяча вісімсот на смерть замерзлий.

Довгий період часу ніхто не міг з’ясувати що стало причиною до такого різкого похолодання, але лише  в 1920 році американський дослідник клімату Вільям Хамфрейс знайшов пояснення «року без літа». Він пов'язав зміну клімату з виверженням вулкана Тамбора на індонезійському острові Сумбава, яке забрало життя в 70—90 тисяч людей (через вибух та його безпосередні наслідки), найсильнішим виверженням вулкана після виверження Хатепе. 

Його виверження, яке відбулося у квітні 1815, оцінюється у сім балів за шкалою вивержень (VEI), а масивний викид попелу в атмосферу, що становив 150 км³, викликав ефект вулканічної зими в північній півкулі, який відчувався протягом кількох років.

Для поширення попелу по земній атмосфері було потрібно кілька місяців, тому в 1815 наслідки виверження в Європі ще не відчувалися так сильно. Однак у березні 1816 температура продовжувала залишатися зимовою.

У всій Північній півкулі спостерігалися аномальні холоди. В Ірландії 142 дні з 153, що вважаються літніми, йшов дощ, це викликало неврожай, епідемію висипного тифу й спровокувало масову еміграцію ірландців до Америки. У Швейцарії уряду довелося випускати спеціальні брошури, що розповідають, як відрізнити їстівні дикорослі трави від отруйних.

У квітні і травні було надприродно багато дощів та граду. У червні й липні в Америці щоночі був мороз. У Нью-Йорку й на північному сході США випадало до метра снігу. Німеччину неодноразово спіткали сильні бурі, багато річок (у тому числі й Рейн) вийшли з берегів. Незвичайний холод призвів до катастрофічного неврожаю. Навесні 1817 року ціни на зерно зросли в десять разів, а серед населення почався голод. Десятки тисяч європейців, які страждали до того ж ще й від руйнувань Наполеонівських воєн, емігрували до Америки. 

За однією з оцінок, рівень смертності в Європі у «рік без літа» подвоївся, сягнувши загальної кількості 200 000 смертей.

Чорнобильська катастрофа (1986). Це не був вибух ядерної бомби, але руйнування реактора АЕС в Чорнобилі призвело до викиду великої кількості радіації, що вплинуло на значну територію та має далекосяжні наслідки.

Наслідки ядерної зими:

Ядерна зима має серйозні наслідки для клімату, екології та життя на Землі. Основні наслідки включають:

- Похолодання поверхні Землі і подальші зміни в кліматі;

- Втрата сонячного світла та зменшення вироблення кисню;

- Руйнування екосистем, що призводить до вимирання різних видів;

- Спадання сільськогосподарського виробництва і брак продуктів харчування;

- Поширення хвороб та зменшення здоров’я імунної системи.

Розвиток поняття “ядерна зима”:

Згодом термін “ядерна зима” почав застосовуватися і для опису інших кліматичних катастроф, які можуть мати подібний ефект. Наприклад, якщо полум’яна хмара з великої лісового пожежі або великого викиду шкідливих речовин в атмосферу блокує сонячне світло та призводить до зниження температури.

Важливо відзначити, що в той час як вулканічна зима є природним явищем, ядерна зима є результатом людської діяльності, а саме використання ядерної зброї. 

Порівняймо вулканічну та ядерну зиму:

Вулканічна зима:

- Причини: Вулкани можуть вивільняти значні обсяги пилу, аерозолів і газів під час виверження. Пил та аерозолі можуть залишатися в атмосфері протягом довгого часу, що призводить до зменшення сонячного випромінювання, яке досягає земної поверхні. Це може призвести до охолодження клімату на Землі.

- Наслідки: Зменшення температур може призвести до важких наслідків для екосистем, сільського господарства та людського життя.  Вулканічні зими можуть зменшити ріст рослин, поставити під загрозу запаси їжі та змінити погодні умови. 

Ядерна зима:

- Причини: Ядерний вибух великої потужності може вивільнити велику кількість токсичних газів і часток у верхні шари атмосфери. Оксид азоту та сірки можуть утворювати кислотні дощі, аерозолі та пил можуть впливати на сонячне випромінювання, що веде до охолодження.

- Наслідки: Охолодження може призвести до суттєвих змін клімату, включаючи зменшення температур, зміни в розподілі опадів та інші екологічні впливи. Сільське господарство, екосистеми та люди можуть зіткнутися з серйозними проблемами щодо продовольчої та водної безпеки. В обох випадках, якщо подібні явища відбудуться, вони можуть впливати на клімат і метеорологічні умови на Землі, призводячи до тимчасових змін температур і інших кліматичних параметрів. 

Як запобігти ядерній зимі?

Попередження ядерної зими потребує великого зусилля всього світу. Основні кроки, які можна підійняти, щоб запобігти ядерній зимі, включають:

- Зменшення кількості ядерних вибухів та катастроф, що призводять до викиду шкідливих речовин;

- Розвиток технологій для спалювання палива без викиду вуглекислого газу і шкідливих речовин;

- Збереження лісів і зелених зон, що здатні поглинати вуглекислий газ;

- Популяризація використання відновлювальних джерел енергії - таких як сонячна та вітрова енергія.

Ядерна зима – це кліматичний ефект, що виникає внаслідок великомасштабних вибухів або катастроф, які впливають на атмосферу. Вона має серйозні наслідки для клімату, екології та життя на Землі. Попередження ядерної зими потребує спільних зусиль всього світу та прийняття відповідних заходів для запобігання таким катастрофам.