עדויות לשינויי אקלים בעבר שמוליק מרקו החוג לגיאופיזיקה ומדעים פלנטריים

אקלים האקלים בכל פלנטה נקבע על ידי מסת הפלנטה, מרחקה מהשמש, והרכב האטמוספירה שלה

Global climate may change because of Changes in the Earth’s orbit Greenhouse effect Albedo (reflectivity) effects Changes in ocean circulation patterns Variable solar output Plate tectonics

אזורי אקלים בכדור הארץ

ט ר ו פ י - מ ש ו ו נ י א ר ק ט יא ר ק ט י מ ד ב ר ימ ד ב ר י א ר ק ט יא ר ק ט י מ ד ב ר ימ ד ב ר י מ מ ו ז גמ מ ו ז ג מ מ ו ז גמ מ ו ז ג

פיזור העננים וטמפרטורת פני השטח עננים נוצרים במקום שבו יש עליה של אויר לח ט ר ו פ י - מ ש ו ו נ י מ ד ב ר ימ ד ב ר י מ ד ב ר ימ ד ב ר י אוגוסט 1998 א ר ק ט יא ר ק ט י א ר ק ט יא ר ק ט י מ מ ו ז גמ מ ו ז ג מ מ ו ז גמ מ ו ז ג

שינויים בעוצמת הקרינה מהשמש מאז היווצרותה למרות הגידול בעוצמת הקרינה של השמש ( אדום ) הטמפרטורה בפני כדור הארץ ירדה ( כחול ). כמות ה - CO 2 באטמוספירה ירדה ( ורוד ).

שינויים בעוצמת הקרינה מהשמש בשיעור 0.1% בין 1978 ל -2002

מחזורי כתמי השמש

אפקט החממה

צילום : עופר וולברגר

האנושות משפיעה על האקלים

CO %

ירידת טמפרטורה בעקבות התפרצויות הרי געש

הודו עברה דרך מספר אזורי אקלים ב 70 מליון השנים האחרונות המשווה

עדויות לשינויי אקלים בעבר שינויים ביבשה : תפוצת קרחונים, גודל אגמים, עוצמות זרימה בנחלים, סוגי הצמחיה ותפוצתה, בעלי חיים שינויים באוקיאנוסים : מפלס, זרמים, בעלי חיים, סדימנטים קישור לאתר NASA על פאליאו אקלים

ה עדות להתחממות הגלובלית

אגם הליסאן, 70 עד 15 אלף שנה. קצת יותר גשם מאשר היום, בעיקר פחות אידוי בקיץ.

משקעים למינריים אופייניים לאגם הליסאן, הלמינות הלבנות הן משקע אבפורטי ששקע בקיץ והכהות מכילות גרגרים דקים ממיגוון סלעים שהובאו לאגם בשיטפונות בחורף.

אגם הליסאן "הקליט" שינויים באקלים יותר גשם, פחות אידוי בקיץ פחות גשם, יותר אידוי בקיץ

עדויות לשינויי מפלס באגמים

מפלסי הכינרת וים המלח

Fossil rivers in the Sahara Desert

שינויי נפח קרחונים ועליית קו הקרח Chacraraju, Peru

שינויי נפח קרחונים Grey Glacier, Patagonia, Chile

Glaciers retreat Quelquechaya Glacier, Peru, מורנה

אנטארקטיקה, קרחון הלהיים

Morains and glacial lakes, Canada

Morains – Evidence for Past Glaciers

Ice striations Karabora, Kyrgizstan

U-shape Valley: Evidence for Past Glaciers Glen Coe valley, western Scotland

Erratics – Ice Rafted Rocks

Ice-rafted rock in lake deposits, Canada

השינוי במסת הקרחונים בעולם

שיא תפוצת הקרח בפלייסטוקן

Tree Rings and Climate Change Structure of tree rings give another estimate of relative moisture and temperature conditions. By selecting specific types of trees, we can examine stresses of extended cold or warm periods with very high resolution back to several thousand years.

Pollen and Climate Change Pollen grains in sediment give an estimate of types of vegetation prevailing in an area, which is linked to climate.

Coring Continental Ice Last ~400,000 yr recovred in the ice sheets of Greenland and Antarctica.

Ancient bubbles in ancient ice contain ancient air 0.1 mm

שכבות בקרחון אפר וולקני – ניתן לתארך Perito Moreno, Argentina

דגם השינויים בתכולת ה - CO 2 והמתאן דומה לשינויים בטמפרטורה המחושבת על פי איזוטופים של חמצן בקרח מהאנטארקטיקה

CH 4 CO 2 T change CO 2 Methane and CO 2 in Ice Cores Greenland and Vostok Ice Core Records 1990

גלעין הקרח של ווסטוק, אנטארקטיקה CH 4 קרינת השמש CO 2 שינוי טמפ ' והיום ?

תכולת CO 2 שינוי בטמפרטורה

שינויים בריכוז גזי חממה באטמוספירה ב -10,000 השנים האחרונות על פי גלעיני קרח ומדידות ישירות CO 2 CH 4 NO x

Human effect on Atmosphere

Oxygen Isotopes - Ocean Bottom Sediments

מים שמכילים חמצן קל מתאדים בקלות יחסית למים עם חמצן כבד. מים עם חמצן כבד מתעבים בעננים בקלות יחסית למים " קלים " 18 O 16 O 18 O 16 O

איזוטופים של חמצן בקרקעית האוקיאנוסים Rain in low latitudes is enriched in 18 O. Polar glaciers are rich in 16 O. When glaciers melt during warm periods 16 O-rich water flows to the sea. The organisms are then enriched in 16 O. “heavy” rain “light” rain Equator Pole “light” ice

Oxygen Isotopes in Ocean Sediments Sea surface temperature is linked to atmospheric temperature. Organisms take on the oxygen isotope composition of the water in which they live. 18 O/ 16 O ratio is measured in marine organism skeletons Oceanic oxygen isotopes are linked to temperature: In cold times more oxygen-16 is lost during evaporation than oxygen-18, so sea water during ice ages have high ratios of 18 O/ 16 O.

Oxygen 18 Pleistocene Record: Proxy for Climate Changes Ratio of 18 O to 16 O: Warmer climates ratio increases in atmosphere and fresh water, decreases in seawater

Loess: arid conditions Paleosol (dark layers): wet The loess/palaeosol sequence at Potou, Central Loess Plateau, China

Milankovitch Cycles

מחזורי מילנקוביץ ' והופעת הקרחונים

תקופות הקרח במיליון השנים האחרונות של עידן הקרח הנוכחי אלפי שנים לפני היום Last Glacial Maximum (LGM) ‏

עידני הקרח Pleistocene, 3 Ma Permian, Ma Ordovician, 450 Ma Precambrian, Ma and 2300 Ma חם קר ברוב הזמן הטמפרטורה הגלובלית גבוהה בכ -8 מעלות מהיום. עידני קרח התרחשו בפרקי זמן קצרים ובכל אחד מהם היו מספר תקופות קרח ותקופות בין - קרחוניות שהוכתבו על ידי מחזורי מילנקוביץ '.

Global Change: Some Consequences

Glaciers Melt - Scandinavia Rebounds mm/yr km Isostatic Uplift, mm/yr

עליית מפלס הים אחרי שיא תקופת הקרח האחרונה

שינויים בטמפרטורה מפלס הים כיסוי הקרח בהמיספירה הצפונית Smoothed curves =decadal averaged values, circles show yearly values. Shaded areas = ncertainty intervals Satellite data

אלמוגים רגישים ל מפלסי ים טמפרטורה מידע משוניות אלמוגים הלבנה של אלמוגים

הגורמים לשינויים במפלס הים המסה/הפשרה של קרחונים שינויי נפח עקב שינוי טמפרטורה שינוי בזרמים, סופות עליה/ירידה טקטוניים ואיזוסטטיים בדלתאות מאגרי מים יבשתיים: אגמים, מי תהום, נגר/ספיגה בפרקי זמן קצרים ( אלפי שנים ) הגורם העיקרי לשינוי מפלס הוא האקלים. התהליכים המשמעותיים הם המסה / הפשרה של קרחונים ושינוי נפח בגלל שינוי טמפרטורה. בפרקי זמן ארוכים ( מליוני שנים ) משפיע השינוי בפעילות של הרכסים האוקיאניים : הגברת הפעילות כרוכה בהגדלת נפח הרכסים ועליית מפלס.

הקרחונים נמסים – מפלס הים עולה באר עתיקה בחוף דור

Sea Surface Temperature May 2000

Adding fresh water (melting glaciers etc.) slows circulation. Too much fresh water has the potential to shut the system down. Global ocean circulation

טמפרטורת מים באזור המשווה

שינויי הטמפרטורה הממוצעת ב השנים האחרונות המידע על פי טבעות עצים, קידוחים בקרחונים, אלמוגים, ותיעוד היסטורי

Average Global Temperatures …suggests a global increase of 1.4 to 5.8 o C by 2100

Predicted Temperature Rise

Predicted Temperature Rise 2007 (relative to )‏

שינוי מפלס הים משנת 1880

Scenarios of Sea Level Rise

Consequences of Global Warming Collapse and melting of the west Antarctic ice sheet ice sheet alone would add more than 3.2 million km 3 to the oceans and raise sea level by 6 meters.

US Coast and Sea Level Rise 1 m 2 m 6 m 4 m

U.S. Sea Level on a Warmer Earth

Precipitation Change 20 th Century

Productivity Change Changes in rainfall, temperature and sunlight between 1982 and 1999 increased the overall productivity of land plants by 6 percent.

Coral Bleaching

Pleistocene Extinct Fauna

Mass Extinction Irish Giant Elk Cave Bear

Dead Sea Levels

A week later ~1.5 m

A month later

Evolution of a sinkhole site מ' 0 צפון Area (m 2 ) Date

מספר אסונות טבע בשנה

הפסדים מאסונות טבע

Weather and Flood Catastrophes

Searching for solutions