По оценкам ученых к началу средняя температура поверхности Земли может повыситься на величину от 1,8 до 3,4 °C. В отдельных регионах температура может немного понизиться (см. рис. 1).
По мнению экспертов (МГЭИК) , средняя температура по Земле поднялась на 0,7 °C со второй половины , и «бо́льшая доля потепления, наблюдавшегося в последние 50 лет, вызвана деятельностью ». Это в первую очередь выброс , вызывающего в результате сжигания , и . (см. рис.2) .
Наиболее сильные колебания температуры наблюдаются в Арктике, Гренландии и на Антарктическом полуострове (см.рис 3). Именно приполярные регионы наиболее чувствительны к изменениям климата, где вода находится на границе таяния и замерзания. Небольшое похолодание приводит к увеличению площади снегов и льдов, которые хорошо отражают в космос солнечное излучение, способствуя тем самым дальнейшему понижению температуры. И наоборот, потепление приводит к сокращению снежно-ледового покрова, лучшему прогреву воды и интенсивному таянию ледников, что приводит к увеличению уровня океана.
Помимо повышения , повышение температуры также приведёт к изменениям в количестве и распределении . В результате могут участиться природные катаклизмы: , и другие. Потепление, по всей вероятности, увеличит частоту и масштаб таких явлений.
Другим возможным последствием повышения глобальных температур является снижение урожаев культур в Африки, Азии и Латинской Америки и повышение урожаев в развитых странах (за счёт удлинения вегетационных периодов).
Потепление климата может привести к смещению зон обитания растительных и животных видов к полярным зона, что увеличит вероятность вымирания малочисленных видов-обитателей прибрежных зон и островов, чье существование в настоящее время находится под угрозой исчезновения.
К 2013 году научное сообщество сообщает, что процесс глобального потепления приостановился, изучаются причины прекращения роста температур.
Цель моей работы исследовать глобальное потепление и найти пути решения этой проблемы.
Задачи исследования:
Изучить различные теории глобального потепления;
Оценить последствия данного процесса;
Предложить меры по предотвращению глобального потепления.
Методы исследования, примененные в моей работе:
Эмпирический
Статистический
Математический и др.
Изменение климата на Земле.
Климат изменяется как в результате естественных внутренних процессов, так и внешних воздействий на окружающую среду (см. рис. 4). За последние 2000 лет ясно выделяются несколько климатических циклов похолодания и потепления, сменяющих друг друга.
Климатические сдвиги нашей эры.
0 - 400 гг
. Климат был, вероятно, жарким, но не сухим. Температура примерно соответствовала современной, а к северу от Альп была даже выше современной. В Северной Африке и на Ближнем Востоке царил более влажный климат.
400 - 1000 гг
. Среднегодовая температура была на 1-1,5 градуса ниже нынешней. В целом климат стал более влажным, а зима - более холодной. В Европе холодная температура также была связана с повышенной влажностью. Граница распространения деревьев в Альпах понизилась примерно на 200 метров, а ледники увеличились.
1000 - 1300 гг
. Эпоха относительно тёплого климата в в - веках, характеризовалась мягкими зимами, сравнительно тёплой и ровной погодой.
1300 - 1850 гг
. Период , имевший место на в течение - . Данный период является наиболее холодным за последние 2 тысячи лет.
1850 - 20?? гг
«Глобальное потепление». Оценки, полученные по климатическим моделям говорят, что к началу средняя температура поверхности Земли может повыситься на величину от 1,8 до 3,4 °C.
Причины глобального потепления.
Причины изменений климата остаются неизвестными, однако, среди основных внешних воздействий - изменения орбиты Земли , вулканические выбросы и . По данным прямых климатических наблюдений средние температуры на Земле повысились, однако причины такого повышения остаются предметом дискуссий. Одной из наиболее широко обсуждаемых причин является антропогенный .
.
По мнению некоторых ученых настоящее глобальное потепление объясняется деятельностью человека. Оно вызвано антропогенным ростом концентрации углекислого газа в атмосфере Земли, и, как следствие, увеличением « ». Эффект его присутствия в напоминает эффект парника, когда коротковолновая солнечная радиация легко проникает через слой СО 2 , а затем, отражаясь от земной поверхности и превращаясь в длинноволновую радиацию, не может обратно проникнуть через него и остается в атмосфере. Этот слой действует как пленка в парнике - создает дополнительный тепловой эффект.
Парниковый эффект был обнаружен в и впервые был исследован в году . Это процесс, при котором поглощение и испускание вызывает нагрев атмосферы и поверхности .
На Земле основными парниковыми газами являются: (ответственен примерно за 36-70 % парникового эффекта, без учёта облаков), (CO 2 ) (9-26 %), (CH 4 ) (4-9 %) и (3-7 %). Атмосферные концентрации CO 2 и CH 4 увеличились с началом промышленной революции к середине на 31 % и 149 % соответственно. Согласно отдельным исследованиям, такие уровни концентрации достигнуты впервые за последние 650 тысяч лет. Это период, для которого были получены данные из образцов полярного льда. Углекислый газ создает 50 % парникового эффекта, на долю хлорфторуглерода приходится 15-20 %, на долю метана - 18 %, азота 6 % (рис. 5).
Около половины всех парниковых газов, получаемых в ходе хозяйственной деятельности человечества, остаются в атмосфере. Около трёх четвертых всех антропогенных выбросов углекислого газа, за последние 20 лет, стали результатом сжигания топлива. При этом примерно половина объема антропогенных выбросов углекислоты связываются наземной растительностью и океаном. Бо́льшая часть остальных выбросов CO 2 вызвана в первую очередь с вырубкой лесов и уменьшением количества растительности, поглощающих углекислый газ.
2.2 Изменение солнечной активности.
Учеными были предложены разнообразные , объясняющие изменения температуры Земли. Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности нашего светила – Солнца. Поэтому даже самые малые изменения солнечной активности непременно сказываются на погоде и климате Земли. Выделяют 11-летние, 22-летние, а также 80-90 летние (Глайсберга) циклы солнечной активности. Вполне вероятно, что наблюдаемое глобальное потепление связано с очередным ростом солнечной активности, которая в будущем может снова пойти на убыль. Солнечная активность может объяснить половину температурных изменений до 1970 года. Под действием солнечной радиации изменяется толщина горных ледников. Например, в Альпах практически рас таял ледник Pasterze (см.рис.6). Причем в одних районах происходит утончение ледников, тогда как в других утолщение ледникового покрова (см. рис.7 ). За последние полвека температура на юго-западе Антарктики, на , возросла на 2,5 °C. В от шельфового площадью 3250 км² и толщиной свыше 200 метров, расположенного на Антарктическом полуострове, откололся площадью свыше 2500 км². Весь процесс разрушения занял всего 35 дней. До этого ледник оставался стабильным в течение 10 тысяч лет, с конца последнего ледникового периода. Таяние шельфового ледника привело к выбросу большого количества айсбергов (свыше тысячи) в (см. рис.8).
2.3 Влияние Мирового океана.
Мировой океан является огромным накопителем солнечной энергии. Он определяет направление и скорость движения тёплых океанических течений, а также воздушных масс на Земле, которые сильно влияют на климат планеты. В настоящее время мало изучена природа циркуляции тепла в водной толщи океана. Известно, что средняя температура вод океана составляет 3,5°С, а поверхности суши 15°С, поэтому усиленный теплообмен между толщей океана и приземным слоем атмосферы может приводить к значительным климатическим изменениям (рис.9). Кроме того, в водах океана растворено большое количество СО 2 (около 140 трлн. тонн, что в 60 раз больше, чем в атмосфере) и ряда других парниковых газов. В результате различных природных процессов эти газы могут поступать в атмосферу, существенно оказывая влияние на климат Земли.
2 .4 Вулканическая деятельность.
Вулканическая активность также является источником поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и большого количества углекислого газа, выделяющегося при извержении вулканов. Крупные извержения первоначально сопровождаются похолоданием вследствие поступления в атмосферу Земли пепла, серной кислоты и частиц сажи. Впоследствии, поступивший в ходе извержения CO 2 вызывает рост среднегодовой температуры на Земле. Последующее долговременное снижение вулканической активности способствует увеличению прозрачности атмосферы, и приводит к повышению температуры на планете. Это может значительным образом сказаться на климате Земли.
3 .Результаты исследований глобального потепления.
При изучении глобального потепления разными метеостанциями мира, обозначилось четыре ряда глобальных температур, начинающихся со второй половины XIX века (см. рис. 10). На них видны два отчетливых эпизода глобального потепления. Один из них приходится на период с 1910 по 1940 год. За это время средняя температура на Земле выросла на 0,3- 0,4°C. Затем в течение 30 лет температура не росла и, возможно, даже немного снизилась. А с 1970 года начался новый эпизод потепления, который продолжается до сих пор. За это время температура повысилась еще на 0,6- 0,8°C. Таким образом, в целом за XX век средняя глобальная температура приземного воздуха на Земле выросла примерно на один градус. Это довольно много, поскольку даже при выходе из ледникового периода потепление обычно составляет всего 4° C.
Изучая изменения уровня Мирового океана, ученые установили, что средний уровень моря растет в течение последних 100 лет со средней скоростью около 1,7 мм / год, что значительно больше, чем средняя скорость за последние несколько тысяч лет. С 1993 года глобальный уровень моря начал подниматься ускоренными темпами - около 3,5 мм / год (см.рис.11). Основная причина повышения уровня моря на сегодняшний день - увеличение теплосодержания океана, которое приводит к его расширению. Ожидается, что в будущем, более значительную роль в ускорении подъема уровня моря, будет играть таяние льда.
Общий объем ледников на Земле довольно резко сокращается. Ледники постепенно сокращались на протяжении всего прошлого века. Но скорость сокращения заметно возросла именно в последнее десятилетие (см. рис. 12). Только несколько ледников все еще растут. Постепенное исчезновение ледников будет следствием не только повышения уровня мирового океана, но и возникновение проблем с обеспечением пресной водой некоторых районов Азии и Южной Америки.
.
Существует теория , которая часто используется противниками концепций антропогенного глобального потепления и парникового эффекта. Они утверждают, что современное потепление - это естественный выход из малого ледникового периода XIV-XIX веков, которое, приведет к восстановлению температур малого климатического оптимума X-XIII веков.
Глобальное потепление может произойти не везде. Согласно гипотезе климатологов М. Юинга и У. Донна, существует колебательный процесс, в котором ледниковый период порождается потеплением климата, а выход из ледникового периода - похолоданием. Это связано с тем, что при оттаивании ледяных полярных шапок увеличивается количество осадков в полярных широтах. В дальнейшем происходит снижение температуры в внутриконтинентальных районах северного полушария с последующим образованием ледников. При замерзании ледяных полярных шапок ледники в глубинных районах континентов, не получая достаточно подпитки в виде осадков, начинают оттаивать.
По одной из гипотез, глобальное потепление приведёт к остановке или серьёзному ослаблению . Это вызовет существенное падение средней температуры в (при этом температура в других регионах повысится, но не обязательно во всех), так как Гольфстрим прогревает континент за счёт переноса тёплой воды из тропиков.
5. Последствия глобального потепления.
В настоящее время фактор потепления климата рассматривается наравне с другими известными факторами риска здоровью – курением, алкоголем, избыточным питанием, малой физической активностью и другими.
5.1 Распространение инфекций .
В результате потепления климата ожидаются рост количества осадков, расширение площадей заболоченных земель и увеличение числа подтопленных населенных пунктов. Площадь заселения водоемов личинками комаров постоянно возрастает, в том числе 70% водоемов заражены личинками малярийных комаров. По мнению экспертов ВОЗ, повышение температуры на 2–3 °С ведет к увеличению числа людей, которые могут заболеть малярией примерно на 3–5%. Возможно появление комариных («москитных») заболеваний, таких как лихорадка Западного Нила (ЛЗН), лихорадка Денге, желтая лихорадка. Увеличение количества дней с высокой температурой приводит к активизации клещей и росту заболеваемости инфекциями, ими переносимыми.
5.2. Таяние вечной мерзлоты.
В толще мерзлых горных пород законсервирован газ – метан. Он вызывает несравнимо больший парниковый эффект, чем CO2. Если метан при таянии мерзлоты будет выпускаться в атмосферу, изменение климата будет необратимо. Планета станет пригодной только для тараканов и бактерий. Кроме того, десятки городов, построенные на вечной мерзлоте, просто утонут. Процент деформаций зданий на севере уже очень большой и все время растет. Из-за таяния вечномерзлой земли будет невозможно добывать нефть, газ, никель, алмазы и медь. При глобальном потеплении с повышением температуры возникнут новые вспышки вирусов, оно становится доступным бактериям и грибам, которые разлагают метан.
5.3 Аномальные природные явления.
Одним из последствий изменения климата ученые считают увеличение числа таких аномальных погодных явлений, как наводнения, штормы, тайфуны, ураганы. Р ост повторяемости, интенсивности и продолжительности засух в некоторых регионах приведет к повышению пожароопасности в лесных массивах, заметному расширению районов засух и пустынных земель. В других регионах Земли можно ожидать усиление ветров и увеличение интенсивности тропических циклонов, увеличение частоты сильных осадков из-за чего участятся наводнения, что приведет к переувлажнения почвы, которое опасно для сельского хозяйства.
5.4 Повышение уровня океана.
В северных морях уменьшится количество ледников (например, в Гренландии), что приведет к подъему уровня Мирового Океана. Тогда окажутся под водой прибрежные территории, уровень которых ниже уровня моря. Например, Нидерланды, которые под натиском моря только с помощью дамб сохраняют свою территорию; Япония, у которой в таких районах находятся многие производственные мощности; могут быть залиты океаном многие острова в тропиках.
5.5 Экономические последствия.
Расходы, связанные с изменениями климата, растут вместе с температурой. Сильнейшие штормы и наводнения являются причинами убытков в миллиарды долларов. Экстремальные погодные условия создают чрезвычайные финансовые проблемы. К примеру, после рекордного по показателям урагана в 2005 году в штате Луизиана произошло 15-процентное падение доходов спустя месяц после бури, а материальный ущерб был оценен в 135 миллиардов долларов. Потребители регулярно сталкиваются с ростом цен на продовольствие и энергоносители наряду с увеличением стоимости медицинских услуг и недвижимости. Из-за увеличения площади засушливых земель под угрозой находится производство продуктов питания, а некоторые группы населения подвергаются риску остаться голодными. Сегодня Индия, Пакистан и страны Африки, расположенные южнее Сахары, страдают от нехватки продовольствия, а эксперты прогнозируют еще большее сокращение количества осадков в ближайшие десятилетия. Таким образом, по оценкам, вырисовывается совсем невеселая картина. Межправительственная группа экспертов по изменению климата предполагает, что к 2020 году 75-200 миллионов африканцев могут испытывать нехватку воды, а количество сельскохозяйственной продукции на континенте сократиться на 50 процентов.
5.6 Потеря биологического разнообразия и разрушение экосистем.
К 2050 году человечество рискует потерять целых 30 процентов видов животных и растений, если средняя температура повысится на 1,1-6,4 градуса по Цельсию. Такое исчезновение произойдет из-за потери мест обитания путем опустынивания, обезлесения и потепления вод океана, а также из-за неспособности адаптации к происходящим климатическим изменениям. Исследователи дикой природы отметили, что некоторые более устойчивые виды мигрировали на полюса для того, чтобы "поддержать" необходимую им среду обитания. Когда растения и животные исчезнут в результате климатических изменений, человеческая пища, топливо и доходы также исчезнут. Ученые уже наблюдают обесцвечивание и гибель коралловых рифов из-за потепления вод в океане, а также миграцию наиболее уязвимых видов растений и животных в другие районы в связи с повышением температуры воздуха и воды, а также в связи с таянием ледников. Изменение климатических условий и резкое увеличение углекислого газа в атмосфере – это серьезное испытание для наших экосистем.
6. Районы изменения климата.
Межправительственная комиссия выделила ряд районов, наиболее уязвимых к ожидаемому изменению климата:
В районе , мега-дельте Азии, небольших островах произойдет усиление засух и увеличению опустынивания;
В Европе увеличение температур приведет к уменьшению водных ресурсов и выработки гидроэлектроэнергии, уменьшению продукции сельского хозяйства, ухудшению условий туризма, сокращению снежного покрова и отступанию горных ледников, усилению летних осадков и увеличению риска сильных и катастрофических на реках;
В Центральной и Восточной Европе произойдет увеличение частоты лесных пожаров, пожаров на торфяниках, сокращению продуктивности лесов; возрастанию неустойчивости грунтов в Северной Европе.
В Арктике - катастрофическое уменьшение площади покровного оледенения, сокращение площади морских льдов, усиление берегов;
На юго-западе Антарктики, на , температура возросла на 2,5 °C. Масса льдов Антарктики уменьшается с ускоряющимся темпом;
В Западной Сибири с начала 1970-х годов температура многолетнемёрзлых грунтов повысилась на 1,0 °C, в центральной Якутии - на 1-1,5 °C в северных регионах - Архангельской области, Республике Коми совсем не потеплел;
На севере с середины 1980-х годов температура верхнего слоя мёрзлых пород увеличилась на 3 °C, а благодатной Калифорнии несколько похолодал;
В южных районах, в частности, на Украине, также несколько похолодало.
7. Меры по предотвращению глобального потепления.
Чтобы остановить рост CO 2 , необходимо заменить традиционные виды энергии, основанные на сжигании углеродного сырья, на нетрадиционные. Необходимо увеличить производство солнечных батарей, ветряков, строительство приливных электростанций (ПЭС), геотермальных и гидроэлектростанций (ГЭС).
Проблема глобального потепления должна решаться на международном уровне, в соответствии с единой международной программой, составленной с участием правительств всех стран и мировой общественности, под единым международным руководством. На сегодняшний день основным мировым соглашением о противодействии глобальному потеплению является (согласован в , вступил в силу в ). Протокол включает более 160 стран мира и покрывает около 55 % общемировых выбросов парниковых газов. :
Европейский союз должен сократить выбросы CO 2 и других тепличных газов на 8 %.
США - на 7 %.
Япония - на 6 %.
Протокол предусматривает систему квот на выбросы тепличных газов. Суть его заключается в том, что каждая из стран, получает разрешение на выброс определенного количества тепличных газов. Таким образом, предполагается сокращение выбросов тепличных газов в следующие 15 лет на 5 %.
Поскольку выполнение этой программы будет рассчитано на долгие годы, в ней необходимо обозначить этапы ее выполнения, их сроки, предусмотреть систему контроля и отчетности.
Российские ученые также разрабатывают оружие против глобального потепления. Это аэрозоль из соединений серы, который предполагается распылять в нижних слоях атмосферы. Метод, разрабатываемый российскими учеными, предусматривает распыление с помощью самолетов в нижних слоях стратосферы (на высоте 10-14 километров от земли) тонкого слоя аэрозоля (0,25-0,5 микрона) из различных соединений серы. Капли серы будут отражать солнечные излучения.
По расчетам ученых, если распылить над Землей один миллион тонн аэрозоля, это позволит на 0,5-1 процента снизить солнечную радиацию, а температуру воздуха - на 1-1,5 градуса Цельсия.
Количество распыленного аэрозоля будет необходимо постоянно поддерживать, поскольку со временем сернистые соединения будут опускаться на землю.
Заключение.
При исследовании глобального потепления я пришла к выводу, что за последние 150 лет происходит изменение термического режима примерно на 1-1,5 градуса. Оно имеет свои региональные и временные масштабы.
Многие ученые считают, что основной причиной, которая, возможно, приводит к этим процессам, является увеличение СО 2 (углекислого газа) в . Его называют "парниковым газом». Увеличение содержания в таких газов, как фреон и целого ряда галогенных газов считается также следствием хозяйственной деятельности человека и причиной возникновения озоновых дыр.
Исследования показали: чтобы избежать глобальной катастрофы, необходимо уменьшить выбросы углерода в атмосферу.
Я считаю, что важнейшими путями решения данной проблемы являются: внедрение экологически чистых, мало- и безотходных технологий, строительство очистных сооружений, рациональное размещение производства и использование природных ресурсов.
Я предлагаю использовать биогазовые технологии.
Биогаз – продукт разложения органических веществ самого разного происхождения (навоз, отходы пищевой промышленности, иные биологические отходы).
Состоит биогаз на 50-70% из метана (CH 4) и на 30-50% из углекислого газа (CO 2). Его можно использовать как топливо для получения тепла и электричества. Биогаз может использоваться в бойлерных установках (для получения тепла), в газовых турбинах или в поршневых двигателях. Обычно они работают в режиме когенерации – на производство электроэнергии и тепла (см. рис.13).
Сырье для биогазовых установок имеется в достаточных количествах на станциях очистки сточных вод, на свалках мусора, на свинофермах, птицефабриках, в коровниках. Именно агропредприятия могут считаться основным потребителем биогазовых технологий. Из тонны навоза получается 30-50 м3 биогаза с содержанием метана 60%. Фактически одна корова способна обеспечить получение 2,5 кубометра газа в сутки. Из одного кубометра биогаза можно выработать около 2 кВт электроэнергии. Плюс вырабатывается органическое удобрение, которое можно использовать в аграрном хозяйстве.
Принцип действия установки:
Из животноводческих корпусов 1 самосплавным методом навоз перемещается в приемную емкость 2 , где происходит подготовка сырья к загрузке в реакторы для переработки. Затем он подается в биогазовую установку 3 , где происходит выделение биогаза, который подается в газораспределительную колонку 5 . В ней отделяется углекислый газ и метан. Отходы представляют собой азотные удобрения, они вывозятся на поля 10. CO 2 идет на производство биовитаминного концентрата, а СН4 в газогенератор 9 , где вырабатывает электричество, с помощью которого работает насос 11 , подающий воду для орошения полей и теплиц 13 .
В энергобалансе европейских стран биогаз занимает 3-4%. В Финляндии, Швеции и Австрии, благодаря государственному стимулированию биоэнергетики, его доля достигает 15-20%. В Китае действует 12 млн. маленьких «семейных» биогазовых установок, снабжающих газом в основном кухонные плиты. Распространена эта технология в Индии, в Африке. В России установки для получения биогаза используются мало.
Список используемой литературы.
Журнал «Химия и Жизнь» №4, 2007
Крискунов Е.А. Экология (учебник), М. 1995г.
Правда.ру
Ревич Б.А. «Россия в окружающем мире: 2004»
-
Http://www.priroda.su/item/389
Http://www.climatechange.ru/node/119
Http://energyland.info
В атмосферу в результате сжигания ископаемых топлив с 1800 года по 2007 в миллиардах тонн.
Рис.3 За период с 1979 (слева) по 2003 год (справа), область, покрытая арктическим льдом, заметно уменьшилась.
Рис.4 Климатические реконструкции за период 1000-2000 гг. н. э., отмечен Малый ледниковый период
Рис. 5. Доля содержания антропогенных газов в атмосфере при парниковом эффекте.
Рис.6 Фотографии тающего ледника Pasterze в Австрии в 1875 году (слева) и 2004 году (справа).
Рис.7 Карта изменения толщины горных ледников с 1970 года. Утоньшение в оранжевых и красных цветах, утолщение - в синих.
Рис.8. Таяние шельфового ледника.
Рис.9 График изменения теплосодержания океана для 700 метрового слоя воды начиная с 1955 года. Сезонные изменения (красные точки), среднегодовые (черная линия)
Рис.10. Изучение глобального потепления на разных метеостанциях.
Рис. 11 График изменения среднегодовых измерений глобального уровня моря. Красный цвет: уровень моря с 1870 года; синий цвет: по данным датчиков с учетом приливов, черный цвет: на основе спутниковых наблюдений. На вставке среднее глобальное повышение уровня моря с 1993 года - период, в течение которого повышение уровня моря ускорилось.
Рис. 12 График объемного снижения (в кубических милях) ледников во всем мире.
Рис. 13 Схема биогазовой установки.
Глобальное потепление сильно отразится на жизни некоторых животных. Например, белые медведи, тюлени и пингвины будут вынуждены сменить места своего обитания, так как полярные льды исчезнут. Многие виды животных и растений также исчезнут, не успев приспособиться к быстро изменяющейся среде обитания. 250 млн лет назад глобальное потепление убило три четверти всего живого на Земле
Глобальное потепление изменит климат в мировом масштабе. Ожидаются рост числа климатических катаклизмов, рост числа наводнений из-за ураганов, опустынивание и сокращение летних осадков на 15-20% в основных сельскохозяйственных районах, повышения уровня и температуры океана, границы природных зон сдвинутся к северу.
Более того, по некоторым прогнозам глобальное потепление вызовет наступление малого ледникового периода. В 19-м веке причиной такого похолодания было извержение вулканов, в нашем веке причиной уже другая - опреснение мирового океана в результате таяния ледников
Как глобальное потепление отразится на человеке?
В краткосрочной перспективе: нехваткой питьевой воды, ростом числа инфекционных заболеваний, проблемами в сельском хозяйстве из-за засух, рост числа смертей в результате наводнений, ураганов, жары и засухи.
Самый серьезный удар может быть нанесен по беднейшим странам, которые меньше всех ответственны за обострение данной проблемы, и которым наименее всего готовы к изменению климат. Потепление и рост температур, в конце концов, могут повернуть вспять все, что было достигнуто трудом предыдущих поколений.
Разрушение устоявшихся и привычных систем ведения сельского хозяйства под воздействием засух, нерегулярных осадков и т.д. может реально поставить на грань голода примерно 600 млн человек. К 2080 году серьезную нехватку воды испытает 1,8 млрд человек. А в Азии и Китае из-за таяния ледников и изменения характера осадков может случиться экологический кризис.
Увеличение температуры на 1,5-4,5°С приведет к подъему уровня океана на 40-120 см (по некоторым расчетам до 5 метров). Это означает затопление многих малых островов и наводнения в прибрежных территориях. На территориях, подверженным наводнениям, окажутся около 100 млн жителей, более 300 млн людей будут вынуждены мигрировать, исчезнут некоторые государства (например, Нидерланды, Дания, часть Германии).
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает, что здоровье сотен миллионов человек может оказаться под угрозой в результате распространения малярии (из-за увеличения числа комаров на затопленных территориях), кишечных инфекций (из-за нарушения водопроводно-канализационных систем) и т.д.
В долгосрочной перспективе это может привести - к очередному этапу эволюции человека. Наши предки столкнулись с подобной проблемой, когда после ледникового периода температура резко поднялась на 10°С, но именно это привело к созданию нашей цивилизации.
Специалисты не располагают точными данными о том, каков вклад человечества в наблюдаемый рост температур на Земле и какой может быть цепная реакция.
Также неизвестно точное соотношение между ростом концентрации парниковых газов в атмосфере и ростом температур. Это одна из причин того, что прогнозы изменения температур так сильно разнятся. И это дает пищу скептикам: некоторые ученые считают проблему глобального потепления несколько преувеличенной, как и данные о росте средней температуры на Земле.
У ученых нет единого мнения по поводу того, каким может быть итоговый баланс позитивных и негативных эффектов изменения климата, и по какому сценарию будет дальше развиваться ситуация.
Ряд ученых полагают, что некоторые факторы могут ослабить эффект глобального потепления: с ростом температур ускорится рост растений, что позволит растениям забирать из атмосферы больше углекислого газа.
Другие же считают, что возможные негативные последствия глобального изменения климата недооценены:
засухи, циклоны, штормы и наводнения станут происходить чаще,
повышение температура мирового океана вызывает к тому же и увеличение силы ураганов,
скорость таяния ледников и повышение уровня океана также будут более быстрыми…. И это подтверждается данными новейших исследований.
Уже сейчас уровень океана увеличился на 4 см вместо прогнозированных 2 см, скорость таяния ледников выросла в 3 раза (толщина ледяного покрова уменьшилась на 60-70 см, а площадь нетающих льдов Северного ледовитого океана только за один 2008 год сократилась на 14%).
Возможно, деятельность человека уже обрекла ледяной покров на полное исчезновение, что может вылиться в несколько раз большее повышение уровня океана (на 5-7 метров вместо 40-60 см).
Более того, по некоторым данным глобальное потепление может наступить гораздо быстрее, чем считалось ранее из-за высвобождения углекислого газа из экосистем, в том числе из Мирового океана.
И, наконец, мы не должны забывать, что вслед за глобальным потепление может наступить глобальное похолодание.
Однако, каким бы не был сценарий, все говорит за то, что мы должны перестать играть в опасные игры с планетой и уменьшить свое воздействие на нее. Лучше переоценить опасность, чем недооценить ее. Лучше сделать все возможное, чтобы ее предотвратить, чем потом кусать себе локти. Кто предупрежден, тот вооружен.
Уже более десятилетия в центре внимания мировой общественности находится вопрос о возможности глобального потепления. Если судить по новостным лентам интернет-сайтов и заголовкам газет, может показаться, что это самая актуальная научная, социальная и экономическая проблема, стоящая сегодня перед человечеством. Щедро финансируемые митинги и саммиты регулярно проводятся в различных уголках земного шара, собирая прочно сложившуюся когорту борцов с надвигающейся катастрофой. Ратификация Киотского протокола преподносилась борцами с глобальным потеплением как высшая цель мирового сообщества, и на США и Россию как крупнейшие страны, сомневавшиеся в целесообразности этого шага, оказывалось беспрецедентное давление (в результате нас действительно удалось «додавить»).
Учитывая огромную цену, которую придется заплатить не только России, но и другим странам при практической реализации Киотского протокола, и далеко не очевидные глобальные последствия, стоит еще раз проанализировать, насколько велика угроза и каким образом мы можем, если можем вообще, повлиять на ход событий.
Суть жизни — прогнозирование: любой живой организм пытается угадать грядущие изменения окружающей среды, чтобы адекватно на них реагировать. Неудивительно, что попытки предвосхитить будущее (сегодня мы называем это футурологией) стали одним из первых проявлений осознанной человеческой деятельности. Но то ли во все времена пессимистические прогнозы оказывались более реалистичными, то ли человеческая психика более восприимчива именно к ним, так или иначе, тема грядущей глобальной катастрофы всегда была одной из самых актуальных. Легенды о всемирном потопе в прошлом и неминуемом Апокалипсисе в будущем можно найти практически во всех религиях и учениях. По мере развития цивилизации менялись лишь детали и сроки, но не суть прогноза.
Сюжет был хорошо разработан еще в древности, и современность мало что сумела добавить: пророчества Нострадамуса сейчас так же популярны, как и при жизни автора. И сегодня, как тысячи лет назад, не успевает пройти предсказанный срок очередной вселенской катастрофы, как уже на подходе новая. Едва спала атомная фобия 50-60-х годов прошлого века, как мир узнал о надвигающейся «озоновой» катастрофе, под дамокловым мечом которой прошел почти весь конец XX века. Но еще не просохли чернила под Монреальским протоколом о запрете производства хлорфторуглеродов (скептики до сих пор сомневаются в реальности угрозы и истинных мотивах инициаторов), как Киотский протокол 1997 года возвестил миру о еще более страшной угрозе глобального потепления.
Сейчас этот символ грядущей расплаты человечества за «излишества» и «грехи» индустриализации успешно конкурирует в СМИ с сенсациями из жизни поп-звезд и новостями спорта. Апологеты «экорелигии» призывают человечество покаяться в содеянном и бросить все силы и ресурсы на замаливание грехов, то есть положить на алтарь новой веры значительную долю своего нынешнего и будущего благосостояния. Но, как известно, когда вас призывают делать пожертвования, необходимо тщательно следить за кошельком.
Хотя политическое решение по проблеме уже принято, есть смысл обсудить некоторые принципиальные вопросы. Все-таки до серьезных экономических последствий потепления даже по самым мрачным сценариям еще несколько десятилетий. Кроме того, российские власти никогда не грешили пунктуальностью в соблюдении законов и выполнении принятых обязательств. А как учил мудрый Лао-Цзы, часто именно в бездействии правителей благо для подданных. Попытаемся ответить на несколько наиболее важных вопросов:
Как велики реально наблюдаемые климатические изменения?
Обычно утверждают, что температура поднялась на 0,6°С за прошедшее столетие, хотя до сих пор, видимо, нет даже единой методики определения этого параметра. Например, спутниковые данные дают более низкое значение, чем наземные измерения, — всего 0,2°С. При этом остаются сомнения в адекватности климатических наблюдений, проводившихся сто лет назад, современным наблюдениям и в достаточной широте их географического охвата. К тому же естественные флуктуации климата в масштабах столетия даже при постоянстве всех внешних параметров как раз и составляют примерно 0,4°С. Так что угроза носит скорее гипотетический характер.
Могут ли наблюдаемые изменения быть вызваны естественными причинами?
Это один из самых болезненных вопросов для борцов с глобальным потеплением. Есть множество вполне естественных причин, вызывающих такие и даже более заметные климатические колебания, а глобальный климат может испытывать сильные флуктуации и без всяких внешних воздействий. Даже при фиксированном уровне солнечной радиации и постоянной концентрации парниковых газов на протяжении столетия колебание средней температуры поверхности может достигать 0,4°С (этой проблеме была посвящена статья в «Nature », 1990, т. 346, с. 713). В частности, благодаря огромной тепловой инерции океана хаотические изменения в атмосфере способны вызывать последействие, сказывающееся десятилетия спустя. И для того чтобы наши попытки воздействовать на атмосферу давали нужный эффект, они должны заметно превышать естественный флуктуационный «шум» системы.
Каков вклад антропогенного фактора в атмосферные процессы?
Современные антропогенные потоки основных парниковых газов почти на два порядка ниже их естественных потоков и в разы ниже неопределенности в их оценке. В черновом отчете IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change ) 1995 года сообщалось, что «любые заявления о значительной перемене климата спорны, пока не снижено количество неопределенных переменных, отвечающих за естественную изменчивость климатической системы». И там же: «Нет исследований, в которых с определенностью говорится, что все или часть зафиксированных изменений климата вызваны причинами антропогенного характера». Позже эти слова были заменены другими: «Соотношение доказательств наводит на мысль о явном влиянии человека на климат», хотя никаких дополнительных данных, обосновывающих этот вывод, представлено не было.
Более того, темпы, с которыми изменяется климатическое воздействие парниковых газов, отнюдь не коррелируют с потреблением углеводородного топлива, основного источника их антропогенных выбросов. Например, в начале 1940-х годов, когда темпы роста потребления топлива упали, глобальная температура росла особенно быстро, а в 1960-1970-х, когда потребление углеводородов быстро росло, глобальная температура, наоборот, снижалась. Несмотря на 30%-ное увеличение объема добычи углеродного топлива с 70-х к концу 90-х годов, скорость нарастания концентрации диоксида углерода и закиси азота за этот период резко замедлилась, а метана даже пошла на убыль.
Всю глубину нашего непонимания глобальных природных процессов особенно наглядно демонстрирует ход изменения концентрации метана в атмосфере. Начавшись за 700 лет до промышленной революции — еще во времена викингов, — этот процесс сейчас так же неожиданно остановился при продолжающемся росте добычи и соответственно антропогенной эмиссии углеводородов. Согласно данным двух независимых исследовательских групп из Австралии, а также из США и Нидерландов, в последние четыре года уровень метана в атмосфере остается постоянным.
А каковы естественные климатические и атмосферные тенденции?
Этот вопрос сторонники экстренных мер по вполне понятным причинам тоже не любят обсуждать. Здесь мы сошлемся на мнение известных отечественных специалистов в этой области (А.Л. Яншин, М.И. Будыко, Ю.А. Израэль. Глобальное потепление и его последствия: Стратегия принимаемых мер. В сб.: Глобальные проблемы биосферы. — М.: Наука, 2003).
«Изучение изменений химического состава атмосферы в геологическом прошлом показало, что на протяжении миллионов лет преобладала тенденция к убыванию количества углекислого газа в атмосфере. <...> Этот процесс приводил к понижению средней температуры нижнего слоя воздуха из-за ослабления парникового эффекта в атмосфере, что, в свою очередь, сопровождалось развитием оледенений сначала на высоких, а затем в средних широтах, а также аридизацией (опустыниванием. — Примеч. ред .) обширных территорий в более низких широтах.
Наряду с этим при пониженном количестве углекислого газа снижалась интенсивность фотосинтеза, что, по-видимому, уменьшало общую биомассу на нашей планете. Особенно резко указанные процессы проявлялись в ледниковые эпохи плейстоцена, когда количество углекислого газа в атмосфере неоднократно приближалось к 200 млн -1 . Эта концентрация ненамного превосходит критические значения концентрации, из которых одно соответствует оледенению всей планеты, а другое — понижению фотосинтеза до пределов, делающих невозможным существование автотрофных растений. <...> Не касаясь деталей отдаленной возможности гибели биосферы в результате ее естественного развития, отметим, что вероятность такой гибели представляется значительной».
Таким образом, если человечеству и грозит в будущем климатическая катастрофа, то не из-за чрезмерного повышения, а, наоборот, из-за понижения температуры! Напомним, что, согласно современным геологическим представлениям, мы живем как раз в пике межледниковой эпохи, и в ближайшее время ожидается начало очередного ледникового периода. И вот заключение авторов: «Сжигая все возрастающее количество угля, нефти и других видов углеродного топлива, человек встал на путь восстановления химического состава атмосферы теплых эпох геологического прошлого. <...> Человек непреднамеренно прекратил опасный для живой природы процесс истощения углекислого газа — главного ресурса в создании органического вещества автотрофными растениями, и сделал возможным повышение первичной продуктивности, которая является основой для существования всех гетеротрофных организмов, включая человека».
Каков масштаб ожидаемых климатических изменений?
В различных сценариях ожидаемое к концу столетия изменение средней температуры варьирует от повышения на 10°C до ее снижения относительно современного уровня. Обычно оперируют как «наиболее вероятным» средним значением в 2-3°С, хотя от усреднения эта величина не становится более обоснованной. На самом деле подобный прогноз должен учитывать не только основные процессы в сложнейшей природной машине, определяющей климат нашей планеты, но и научные, технологические и социологические достижения человечества на столетие вперед.
Понимаем ли мы сегодня, как формируется климат Земли, и если нет, то поймем ли в ближайшем будущем? Все специалисты в этой области уверенно дают отрицательный ответ на оба вопроса. А можем ли мы прогнозировать техногенное и социальное развитие цивилизации на ближайшие сто лет? И вообще, каков временной горизонт более или менее реального прогноза? Ответ также вполне очевиден. Наиболее консервативные и в то же время определяющие отрасли современной экономики — энергетика, сырьевая отрасль, тяжелая и химическая промышленность. Капитальные затраты в этих отраслях столь велики, что оборудование практически всегда используется до полной выработки ресурса — около 30 лет. Следовательно, промышленные и энергетические предприятия, которые сейчас вводятся в строй, будут определять технологический потенциал мира в течение первой трети столетия. Учитывая, что все остальные отрасли (например, электроника и связь) эволюционируют куда быстрее, более чем на 30 лет вперед лучше не загадывать. В качестве курьезного примера, показывающего цену более смелых прогнозов, часто вспоминают опасения футурологов конца XIX века, предрекавших, что улицы Лондона будут завалены конским навозом, хотя первые автомобили уже появились на дорогах Англии.
Кроме того, согласно алармистским сценариям, основной источник опасности — углеводородные энергоресурсы: нефть, уголь и газ. Однако по прогнозам тех же футурологов даже при самом экономном расходовании человечеству хватит этих ресурсов как раз примерно на столетие, а снижение объемов добычи нефти ожидается уже в ближайшие десять лет. Учитывая близость нового ледникового периода, видимо, можно только сожалеть о кратковременности «углеводородной эпохи» в истории мировой энергетики.
Сталкивалось ли человечество ранее со столь масштабными климатическими изменениями?
О да! И еще с какими! Ведь повышение глобальной температуры на 10°С после окончания ледникового периода вызвало не только экологическую, но и настоящую экономическую катастрофу, подорвав основы хозяйственной деятельности первобытного человека — охотника на мамонтов и крупных копытных животных тундровой фауны. Однако человечество не только выжило, но именно благодаря этому событию, найдя достойный ответ вызову природы, поднялось на новую ступень, создав цивилизацию.
Как показывает пример наших предков, реальной угрозы существованию человечества (а тем более жизни на Земле, как это иногда утверждают) повышение глобальной температуры не несет. Последствия ожидаемой сегодня масштабной перестройки климата достаточно хорошо можно представить, рассматривая относительно близкую нам эпоху плиоцена (период от 5 до 1,8 млн лет назад), когда появились первые прямые предки человека. Средняя температура поверхности тогда превышала современную более чем на 1°С. И если наши первобытные предки сумели пережить и ледниковый период, и потепление, которое последовало за ним, то даже неудобно так низко оценивать наш собственный потенциал.
Заметные изменения климата происходили и в течение исторического периода существования цивилизации: это показали данные палеоклиматических исследований и исторических хроник. Изменения климата становились причиной возникновения и гибели многих великих цивилизаций, однако не несли угрозы человечеству в целом. (Достаточно вспомнить упадок скотоводства в Сахаре, цивилизации Месопотамии, Тангутского царства в Северном Китае; подробнее о роли климатических изменений в истории культуры можно прочитать в книге Л.Н. Гумилева «Этногенез и биосфера Земли».)
Каковы потенциальные последствия климатических изменений, с одной стороны, и экономическая цена наших усилий снизить их темп — с другой?
Одним из самых угрожающих последствий глобального потепления принято считать подъем уровня Мирового океана на десятки метров, который произойдет при полном таянии ледников Гренландии и Антарктиды. Алармисты обычно забывают уточнить, что при самых неблагоприятных обстоятельствах на это потребуется более 1000 лет! Реальное же повышение уровня океана за прошедшее столетие составило 10-20 см при значительно большей амплитуде трансгрессии и регрессии береговой линии в результате тектонических процессов. В ближайшие сто лет ожидается подъем уровня океана не более чем на 88 см, что вряд ли способно дезорганизовать мировую экономику. Подобное повышение уровня моря может вызвать лишь постепенную миграцию небольшой части населения планеты — явление куда менее трагичное, чем ежегодная гибель от голода десятков миллионов людей. А о том, как через тысячу лет справятся с потопом наши далекие потомки, нам вряд ли стоит беспокоиться (вспомним «проблему конского навоза»!). Кто возьмется предсказать, как изменится к тому времени наша цивилизация, и будет ли эта проблема в числе актуальных?
Пока что ожидаемый к 2050 году ежегодный ущерб мировой экономике из-за прогнозируемого повышения температуры оценивается всего в 300 млрд. дол. Это менее 1% современного мирового ВВП. А во что обойдется борьба с потеплением?
Институт «Всемирная вахта» (WorldWatch Institute ) в Вашингтоне считает, что необходимо ввести «углеродный налог» в размере 50 дол. за 1 т углерода, чтобы стимулировать снижение потребления ископаемого топлива, улучшить технологии его сжигания и ресурсосбережения. Но по оценкам того же института, такой налог повысит стоимость 1 л бензина на 4,5 цента, а стоимость 1 кВт-ч электроэнергии — на 2 цента (то есть почти в два раза!). А для широкого внедрения солнечных и водородных источников энергии этот налог должен составлять уже от 70 до 660 дол. на 1 т.
Затраты на выполнение условий Киотского протокола оцениваются в 1-2% мирового ВВП, в то время как оценка положительного эффекта не превышает 1,3%. Кроме того, климатические модели предсказывают, что для стабилизации климата потребуется значительно большее снижение эмиссии, чем предусмотренное протоколом возвращение к уровню 1990 года.
Здесь мы подошли к еще одному принципиальному вопросу. Активисты «зеленых» движений часто не отдают себе отчета в том, что абсолютно все природоохранные мероприятия требуют расхода ресурсов и энергии и, как любой вид производственной деятельности, вызывают нежелательные экологические последствия. С точки зрения глобальной экологии безвредной производственной деятельности не бывает. Та же «альтернативная» энергетика при полном учете всех выбросов в окружающую среду в процессе производства, эксплуатации и утилизации необходимого сырья и оборудования, например солнечных панелей, сельскохозяйственных машин, углеводородного топлива, водорода и т. п., в большинстве случаев оказывается более опасной, чем угольная энергетика.
«До сих пор в представлении большинства людей негативные экологические последствия хозяйственной деятельности ассоциируются с дымящимися заводскими трубами или мертвой поверхностью заброшенных карьеров и промышленных свалок. Действительно, вклад в отравление окружающей среды таких отраслей промышленности, как металлургия, химическая промышленность, энергетика, велик. Но не меньшую опасность для биосферы представляют идиллические сельскохозяйственные угодья, ухоженные лесопарки и городские газоны. Разомкнутость локального круговорота в результате хозяйственной деятельности человека означает, что существование искусственно поддерживаемого в стационарном состоянии участка сопровождается ухудшением состояния окружающей среды в остальной части биосферы. Цветущий сад, озеро или река, поддерживаемые в стационарном состоянии на базе разомкнутого кругооборота веществ с доведенной до максимума продуктивностью, гораздо опаснее для биосферы в целом, чем заброшенная, превращенная в пустыню земля» (из книги В.Г. Горшкова «Физические и биологические основы устойчивости жизни». М.: ВИНИТИ, 1995).
Поэтому в глобальной экологии стратегия превентивных мер неприменима. Необходимо произвести количественный расчет оптимального баланса между желаемым результатом и затратами на снижение ущерба для окружающей среды. Стоимость предотвращения эмиссии тонны диоксида углерода доходит до 300 долларов при стоимости углеводородного сырья, дающего при сжигании эту тонну, менее 100 долларов (напомним, что 1 т углеводорода дает 3 т СО 2), и это значит, что мы в разы увеличиваем наши общие энергозатраты, стоимость получаемой энергии и скорость истощения дефицитных углеводородных ресурсов. Кроме того, даже в США на 1 млн дол. произведенного ВВП выбрасывается 240 т СО 2 (в других странах значительно больше, например, в России — в пять раз!), причем большая часть ВВП приходится на непроизводственные, то есть не эмитирующие СО 2 отрасли. Получается, что затрата 300 дол. на утилизацию 1 т углекислого газа приведет к дополнительной эмиссии как минимум нескольких сотен килограммов того же СО 2 . Таким образом, мы рискуем запустить гигантскую машину, вхолостую сжигающую наши и без того скудные энергетические ресурсы. Видимо, подобные расчеты и побудили США отказаться от ратификации Киотского протокола.
Но ведь существует и принципиально другой подход. Вместо того чтобы тратить силы и ресурсы на борьбу с неизбежным, нужно оценить, а не будет ли дешевле приспособиться к переменам, постараться извлечь из них выгоду. И тогда окажется, что уменьшение поверхности суши за счет ее частичного затопления с лихвой окупится увеличением используемой территории в той же Сибири, а со временем и в Гренландии, и в Антарктиде, а также за счет повышения общей продуктивности биосферы. Увеличение содержания углекислого газа в воздухе будет полезно для большинства культурных растений. Это становится понятным, если вспомнить, что роды, к которым относятся современные культурные растения, появились в раннем плиоцене и позднем миоцене, когда содержание углекислого газа в атмосфере достигало 0,4%, то есть было на порядок выше современного. Экспериментально показано, что удвоение концентрации СО 2 в атмосферном воздухе может привести к 30%-му увеличению урожая некоторых сельскохозяйственных культур, а это исключительно важно для быстро растущего населения планеты.
Кто и почему выступает за ратификацию Киотского протокола?
Наиболее активную позицию в борьбе с глобальным потеплением занимают западноевропейские политики и общественность. Чтобы понять причины столь эмоционального отношения европейцев к этой проблеме, достаточно взглянуть на географическую карту. Западная Европа находится в той же широтной полосе, что и Сибирь. Но какой климатический контраст! В Стокгольме, на одной широте с Магаданом, стабильно вызревает виноград. Подарок судьбы в виде теплого течения Гольфстрим стал экономической основой европейской цивилизации и культуры.
Поэтому европейцев тревожит отнюдь не глобальное потепление и судьба рискующего остаться без территории населения Бангладеша, а локальное похолодание в Западной Европе, которое может стать следствием перестройки океанических и атмосферных потоков при значительном повышении глобальной температуры. Хотя сейчас никто не в состоянии даже приблизительно определить пороговую температуру начала такой перестройки, ее последствия для исторических центров западноевропейской цивилизации могут быть весьма серьезными.
Европейские политики занимают, как правило, наиболее жесткую и бескомпромиссную позицию на переговорах по этим вопросам. Но и мы должны понимать, каковы их мотивы. Действительно ли мы так близко к сердцу принимаем судьбу западноевропейцев, что готовы пожертвовать своим будущим ради сохранения их благополучия? Кстати говоря, в потеплевшей Сибири хватит места на всех европейцев, и, может быть, новые переселенцы наконец-то ее обустроят.
Есть и более прозаическая причина, заставляющая европейцев бороться за принятие Киотского протокола. Ни для кого не секрет, что Западная Европа потребляет около 16% мировых энергоресурсов. Острая нехватка энергии вынуждает европейцев активно внедрять дорогие энергосберегающие технологии, и это подрывает их конкурентоспособность на мировом рынке. С этой точки зрения Киотский протокол — гениальный ход: навязать потенциальным конкурентам такие же жесткие нормы энергопотребления, а заодно создать рынок для сбыта своих энергосберегающих технологий. Американцы отказались добровольно наложить на себя ограничения, подрывающие их экономику и выгодные западноевропейским конкурентам. Китай, Индия и другие развивающиеся страны, главные конкуренты промышленных держав Старого Света, в том числе и России, — тоже. Похоже, только мы не боимся, что в результате подписания протокола наша конкурентоспособность упадет ниже нынешнего, примерно 55-го места в мировом рейтинге...
Что получит и что потеряет Россия от участия или неучастия в Киотском протоколе?
Климат России — самый суровый на земном шаре. Погоду в северных странах Европы делает теплый Гольфстрим, а в Канаде практически все население живет вдоль границы с США, то есть много южнее Москвы. Это одна из главных причин того, что на единицу произведенного ВВП Россия затрачивает в пять раз больше энергии (и производит больше СО 2 !), чем США и европейские страны. Стране, более 60% территории которой находится в зоне вечной мерзлоты, доходящей в Забайкалье практически до нашей южной границы, бороться с потеплением как-то нелепо. По оценкам экономистов, повышение среднегодовой температуры на один градус снижает стоимость содержания каждого рабочего места в два раза. Получается, что мы добровольно соглашаемся участвовать в борьбе с естественной возможностью удвоения нашего экономического потенциала, хотя такое удвоение президент официально провозгласил целью государственной политики!
Мы не беремся обсуждать политические выгоды от демонстрации единства с Европой в вопросе о Киотском протоколе. Возможность заработать на «торговле воздухом» (то есть квотами на выброс СО 2) тоже нет смысла рассматривать серьезно. Во-первых, мы уже поставлены в самый конец длинной очереди потенциальных продавцов, после всех новых членов ЕС, стран Северной Африки и Ближнего Востока. Во-вторых, при назначенной цене в 5 евро за квоту в 1 т СО 2 (при реальной цене в 300 дол.!) выручка будет несопоставима с нашим сегодняшним нефтегазовым экспортом. А в-третьих, при прогнозируемых темпах развития российской экономики еще до 2012 года нам придется думать не о продаже, а о покупке квот. Если только ради демонстрации европейского единства мы не пойдем и на добровольное ограничение своего экономического развития.
Такая возможность кажется невероятной, но напомним, что с 2000 года в соответствии с Монреальским протоколом в России прекращено производство веществ, приводящих к разрушению озонового слоя. Поскольку к этому сроку Россия не успела разработать и внедрить собственные альтернативные технологии, это привело к практически полной ликвидации российского производства аэрозолей и холодильного оборудования. А внутренний рынок захватили иностранные, в основном западноевропейские производители. К сожалению, теперь история повторяется: энергосбережение — отнюдь не самая сильная сторона российской энергетики и своих энергосберегающих технологий у нас нет...
Вопиющая несправедливость Киотского протокола по отношению к России заключается еще и в том, что бореальные леса России площадью 8,5 млн км 2 (или 22% площади всех лесов Земли) аккумулируют 323 Гт углерода в год. Никакая другая экосистема Земли не может в этом сравниться с ними. По современным представлениям, влажные леса тропиков, которые иногда называют «легкими планеты», поглощают примерно столько же СО 2 , сколько освобождается при деструкции производимого ими органического вещества. А вот леса умеренного пояса к северу от 30° с. ш. накапливают 26% углерода на Земле (http://epa.gov/climatechange/). Только одно это позволяет России требовать особого подхода — например, выделения мировым сообществом средств на компенсацию ущерба от ограничения хозяйственной деятельности и охрану природы в этих регионах.
Предотвратят ли потепление меры, предусмотренные Киотским протоколом?
Увы, на этот самый главный вопрос даже сторонники протокола вынуждены давать отрицательный ответ. Согласно климатическим моделям, если не контролировать эмиссию парниковых газов, то к 2100 году концентрация диоксида углерода может увеличиться на 30-150% по сравнению с современным уровнем. Это может привести к увеличению средней глобальной температуры земной поверхности на 1-3,5°С к 2100 году (при значительных региональных вариациях этой величины), что, безусловно, вызовет серьезные последствия для экосферы и хозяйственной деятельности. Однако если предположить, что условия протокола будут выполнены за счет снижения эмиссии СО 2 , сокращение концентрации диоксида углерода в атмосфере по сравнению со сценарием, в котором вообще отсутствует регулирование эмиссии, составит к 2100 году от 20 до 80 ppm. В то же время для стабилизации его концентрации на уровне хотя бы 550 ppm необходимо сокращение минимум на 170 ppm. Во всех рассмотренных сценариях результирующее влияние этого на изменение температуры оказывается незначительным: всего 0,08 — 0,28°С. Таким образом, реальный ожидаемый эффект Киотского протокола сводится к демонстрации верности «экологическим идеалам». Но не слишком ли высока цена за демонстрацию?
Является ли проблема глобального потепления важнейшей из тех, с которыми сейчас столкнулось человечество?
Еще один неприятный для поборников «экологических идеалов» вопрос. То, что третий мир давно потерял интерес к этой проблеме, наглядно показал саммит 2002 года в Йоханнесбурге, участники которого констатировали, что борьба с нищетой и голодом более важна для человечества, нежели возможное в отдаленном будущем изменение климата. Со своей стороны, американцы, прекрасно понимающие всю подоплеку происходящего, были справедливо возмущены попыткой решить европейские проблемы за их счет, тем более что в ближайшие десятилетия основной прирост антропогенной эмиссии парниковых газов придется на технологически отсталую энергетику развивающихся стран, не попадающую под регулирование Киотским протоколом.
Как выглядит эта проблема в контексте дальнейшего развития цивилизации?
Конфликт человека с Природой — отнюдь не следствие нашей «экологической нечистоплотности». Его суть в нарушении цивилизацией биосферного равновесия, и с этой точки зрения как пасторально-патриархальное сельское хозяйство, так и мечта «зеленых» — «возобновляемая» энергетика несут ничуть не меньшую угрозу, чем громко проклинаемая индустриализация. По оценкам, которые приводятся в уже упоминавшейся книге В.Г. Горшкова, для сохранения стабильности биосферы цивилизация не должна потреблять свыше 1% чистой первичной продукции глобальной биоты. Современное же прямое потребление биосферной продукции суши уже почти на порядок больше, а доля освоенной и преобразованной части суши превысила 60%.
Природа и Цивилизация — по сути своей антагонисты. Цивилизация стремится использовать накопленный Природой потенциал как ресурс своего развития. А для системы природных регуляторов, отлаженной за миллиарды лет существования биосферы, деятельность Цивилизации — возмущающее влияние, которое для возвращения системы к равновесию необходимо подавить.
С самого зарождения нашей планеты суть происходящей на ней эволюции материи — в ускорении процессов трансформации вещества и энергии. Только оно способно поддерживать стабильное развитие таких сложных неравновесных систем, как Биосфера или Цивилизация. На протяжении всего существования нашей планеты и всей человеческой истории непрерывно ускорялись процессы возникновения новых, все более сложных биологических, а затем исторических и технологических форм организации материи. Это основной принцип эволюции, который нельзя отменить или обойти. Соответственно наша цивилизация или остановится в своем развитии и погибнет (и тогда на ее месте неизбежно возникнет что-то иное, но подобное по сути), или будет эволюционировать, перерабатывая все большие объемы вещества и рассеивая в окружающее пространство все больше энергии. Поэтому попытка вписаться в Природу — это стратегически тупиковый путь, который рано или поздно все равно приведет к прекращению развития, а затем к деградации и гибели. Эскимосы Севера и папуасы Новой Гвинеи прошли большой и сложный путь, в результате которого идеально вписались в окружающую природу — но заплатили за это остановкой своего развития. Такой путь можно рассматривать лишь в качестве тайм-аута в преддверии качественного изменения характера цивилизации.
Другой путь — взять на себя все функции управления природными процессами, заменив биосферный механизм гомеостаза искусственным, то есть создать техносферу. Именно на этот путь, возможно не до конца осознавая это, толкают нас сторонники регулирования климатических процессов. Но объем информации, циркулирующий в техносфере, на многие порядки уступает тому, что циркулирует в биосфере, поэтому надежность такой техносферной регуляции пока слишком низка, чтобы гарантировать человечеству спасение от гибели. Начав с искусственного регулирования «гибнущего» озонового слоя, мы уже вынуждены задуматься о негативных последствиях избытка атмосферного озона. И попытка регулирования концентрации парниковых газов — это только начало бесконечных и безнадежных поисков замены естественных биосферных регуляторов искусственными.
Третий и наиболее реальный путь — это коэволюция (по Н.Н. Моисееву) Природы и Цивилизации, — взаимная адаптивная трансформация. Каким будет результат, мы не знаем. Но можно предположить, что неизбежное изменение климата и других природных условий на поверхности Земли станет началом движения к новому глобальному равновесию, новому глобальному единству Природы и Цивилизации.
На фоне бурных социальных и экономических процессов, происходящих в современном мире, и реальных проблем, стоящих перед многомиллиардным населением планеты, на пороге кардинального изменения характера Цивилизации и ее взаимоотношений с Природой попытка регулирования климата, скорее всего, сойдет на нет естественным образом, как только дело дойдет до реальных затрат. На примере озоновой истории Россия уже имеет печальный опыт участия в решении глобальных проблем. И хорошо бы нам не повторять однажды сделанных ошибок, потому что, если отечественную энергетику постигнет судьба отечественной холодильной промышленности, нас не спасет даже самое страшное глобальное потепление.
Это повышение средней температуры на Земле, которое фиксируется с конца XIX века. Над сушей и океаном с начала XX века она поднялась в среднем на 0,8 градуса.
Учёные считают, что к концу XXI века температура может подняться в среднем на 2 градуса (негативный прогноз - на 4 градуса).
Но ведь повышение совсем небольшое, неужели оно на что-то влияет?
Все изменения климата, которые мы на себе ощущаем, - последствия глобального потепления. Вот что произошло на Земле за прошедший век.
- На всех континентах стало больше жарких дней и меньше холодных.
- Глобальный уровень моря повысился на 14 сантиметров. Площадь ледников сокращается, они тают, вода опресняется, изменяется движение океанических течений.
- Из-за того что температура повысилась, атмосфера начала удерживать больше влаги. Это привело к более частым и мощным штормам, особенно в Северной Америке и Европе.
- В некоторых регионах мира (Средиземноморье, Западная Африка) стало больше засух, в других (средний запад США, северо-запад Австралии) их, напротив, стало меньше.
Что стало причиной глобального потепления?
Дополнительное поступление в атмосферу парниковых газов: метана, углекислого газа, водяного пара, озона. Они поглощают длинные волны инфракрасного излучения, не выпуская их в космос. Из-за этого на Земле образуется парниковый эффект.
Глобальное потепление спровоцировало бурное развитие промышленности. Чем больше выбросов от предприятий, чем активнее идёт вырубка лесов (а они поглощают углекислый газ), тем больше накапливается парниковых газов. И тем сильнее прогревается Земля.
К чему всё это может привести?
Учёные прогнозируют, что дальнейшее глобальное потепление может усилить губительные для людей процессы, спровоцировать засухи, наводнения, молниеносное распространение опасных болезней.
- Из-за повышения уровня моря многие населённые пункты, находящиеся в прибрежной зоне, будут затоплены.
- Последствия штормов станут более глобальными.
- Сезоны дождей станут более продолжительными, что приведёт к большему количеству наводнений.
- Увеличится длительность и засушливых периодов, что грозит мощными засухами.
- Тропические циклоны станут сильнее: скорость ветра будет выше, осадки - обильнее.
- Сочетание повышенной температуры и засухи затруднит выращивание некоторых сельскохозяйственных культур.
- Многие виды животных будут мигрировать, чтобы сохранить привычные условия обитания. Часть из них может исчезнуть совсем. К примеру, подкисление океана, который поглощает диоксид углерода (он выделяется при сжигании ископаемого топлива), убивает устриц и коралловые рифы, ухудшает условия существования хищников.
Ураганы «Харви» и «Ирма» тоже спровоцированы глобальным потеплением?
По одной из версий, в формировании разрушительных ураганов виновато потепление в Арктике. Оно создало атмосферную «блокаду» - замедлило циркуляцию струйных потоков в атмосфере. Из-за этого сформировались мощные «малоподвижные» бури, вобравшие в себя огромное количество влаги. Но достаточных доказательств этой теории пока нет.
Многие климатологи опираются на уравнение Клапейрона - Клаузиуса, по которому атмосфера с более высокой температурой содержит больше влаги, а потому возникают условия для формирования более мощных штормов. Температура воды в океане, где сформировался «Харви», примерно на 1 градус выше средних значений.
Примерно по такой же схеме сформировался и ураган «Ирма». Процесс начался в тёплых водах у берегов Западной Африки. За 30 часов стихия усилилась до третьей категории (а затем и до самой высокой, пятой). Такую скорость формирования метеорологи зафиксировали впервые за два десятилетия.
Неужели нас ждёт то, что было описано в фильме «Послезавтра»?
Учёные считают, что подобные ураганы могут стать нормой. Правда, мгновенного глобального похолодания, как в фильме, климатологи пока не прогнозируют.
Первое место в пятёрке главных глобальных рисков на 2017 год, озвученных на Всемирном экономическом форуме, уже заняли экстремальные погодные явления. 90% самых больших экономических потерь в мире сегодня приходится на паводки, ураганы, наводнения, ливневые дожди, град, засухи.
Хорошо, но почему при глобальном потеплении это лето в России было таким холодным?
Одно другому не мешает. Учёные разработали модель, которая это объясняет.
Глобальное потепление привело к повышению температуры в районе Северного Ледовитого океана. Льды начали активно таять, изменилась циркуляция воздушных потоков, а с ними поменялись и сезонные схемы распределения атмосферного давления.
Ранее погоду в Европе делало Арктическое колебание с сезонными Азорским максимумом (областью высокого давления) и Исландским минимумом. Между двумя этими областями формировался западный ветер, который приносил тёплый воздух из Атлантики.
Но из-за повышения температуры разница в давлении между Азорским максимумом и Исландским минимумом сократилась. Воздушные массы всё чаще начали двигаться не с запада на восток, а по меридианам. Арктический воздух может глубоко проникать на юг и приносить холод.
Стоит ли жителям России паковать тревожный чемоданчик на случай подобия «Харви»?
Если есть желание, . Кто предупреждён, тот вооружён. Этим летом во многих городах России зафиксированы ураганы, подобных которым по силе не было последние 100 лет.
По данным Росгидромета, в 1990–2000 годах в нашей стране зафиксировали 150–200 опасных гидрометеорологических явлений, которые наносили ущерб. Сегодня их число превышает 400, а последствия становятся более разрушительными.
Глобальное потепление проявляется не только в смене климата. На протяжении нескольких лет учёные Института нефтегазовой геологии и геофизики имени А. А. Трофимука предупреждают об опасности для городов и посёлков на севере России.
Здесь образовались огромные воронки, из которых может произойти выброс взрывоопасного метана.
Раньше эти воронки были буграми пучения: подземным «хранилищем» льдов. Но из-за глобального потепления они растаяли. Пустоты заполнились газогидратами, выпуск которых подобен взрыву.
Дальнейшее повышение температуры может усугубить процесс. Особую опасность он представляет для Ямала и расположенных близко к нему городов: Надыма, Салехарда, Нового Уренгоя.
Можно ли остановить глобальное потепление?
Да, если полностью перестроить энергетическую систему. Сегодня около 87% мировой энергии даёт ископаемое топливо (нефть, уголь, газ).
Чтобы уменьшить количество выбросов, нужно применять низкоуглеродные источники энергии: ветер, солнце, геотермальные процессы (происходящие в недрах земли).
Ещё один способ - развивать углеродный захват, когда двуокись углерода извлекается из выбросов с электростанций, нефтеперерабатывающих заводов и прочих предприятий и закачивается под землю.
Что же мешает это сделать?
Для этого есть ряд причин: политические (отстаивание интересов определённых компаний), технологические (альтернативная энергетика считается слишком дорогой) и прочие.
Самыми активными «производителями» парниковых газов являются Китай, США, страны Евросоюза, Индия, Россия.
Если выбросы всё-таки удастся значительно сократить, есть шанс остановить глобальное потепление на отметке в 1 градус.
Но если никаких изменений не будет, средняя температура может повыситься на 4 и более градусов. И в этом случае последствия будут необратимыми и губительными для человечества.
Глобальное потепление - самая острая климатическая проблема, обуславливающая значительные изменения природного баланса в мире. Согласно докладу Леонида Жиндарева (научный сотрудник географического факультета МГУ), к концу 21-го века уровень Мирового океана повысится на полтора-два метра, что приведет к катастрофическим последствиям. Примерные расчеты показывают, что 20% населения планеты останется без крова. Будут затоплены самые плодородные прибрежные зоны, многие острова с многотысячным населением исчезнут с карты мира.
Отслеживание процессов глобального потепления ведется с начала прошлого столетия. Отмечено, что средняя температура воздуха на планете увеличилась на один градус - 90% увеличения температуры пришлось на период с 1980 по 2016 год, когда начался расцвет промышленной индустрии. Стоит также отметить, что данные процессы теоретически необратимы - в отдаленном будущем температура воздуха может увеличиться настолько, что на планете практически не останется ледников.
Причины глобального потепления
Глобальное потепление представляет собой масштабное неконтролируемое увеличение среднегодовой температуры воздуха на нашей планете. Согласно последним исследованиям, тенденция к глобальному увеличению температуры воздуха сохранялась на протяжении всей истории развития Земли. Климатическая система планеты охотно реагирует на любые внешние факторы, что приводит к смене тепловых циклов - известные всем ледниковые периоды сменяются экстремально теплыми временами.
Среди основных причин подобных колебаний установлены следующие:
- естественное изменение состава атмосферы;
- циклы светимости Солнца;
- планетарные вариации (изменение орбиты Земли);
- вулканические извержения, выбросы углекислого газа.
Впервые глобальное потепление было отмечено еще в доисторические времена, когда холодный климат сменился жарким тропическим. Тогда этому способствовал буйный рост дышащей фауны, что привело к повышению уровня углекислого газа. В свою очередь, повышенная температура вызывала более интенсивное испарение воды, что еще усилило процессы глобального потепления.
Таким образом, первое в истории изменение климата было вызвано значительным увеличением концентрации парниковых газов в атмосфере. На данный момент известно, что парниковому эффекту способствуют следующие вещества:
- метан и другие углеводороды;
- взвешенные частицы сажи;
- водяной пар.
Причины парникового эффекта
Если же говорить о современных реалиях, то примерно 90% всего температурного баланса зависит от парникового эффекта, который продуцируют последствия человеческой деятельности. За последние 100 лет концентрации углекислого газа и метана в атмосфере выросли почти на 150% - это наивысшая концентрация за последний миллион лет. Около 80% всех выбросов в атмосферу - результат индустриальной деятельности (добыча и сжигание углеводородов, тяжелая промышленность, и ).
Стоит отметить также значительно повысившуюся концентрацию твердых частиц - , пыли и некоторых других. Они увеличивают нагревание земной поверхности, повышают впитывание энергии поверхностью океанов, что приводит к увеличению температуры на всей Земле. Таким образом, причиной современного глобального потепления можно считать человеческую деятельность. Остальные факторы, такие как изменения активности Солнца, не оказывают должного эффекта.
Последствия глобального увеличения температуры
Международная комиссия (МГИЭК) опубликовала рабочий доклад, где отражены возможные сценарии последствий, связанных с глобальным потеплением. Основной мотив доклада - тенденция к росту среднегодовой температуры сохранится, человечество вряд ли сможет компенсировать свое влияние на климатические процессы планеты. Следует отметить, что взаимосвязь климатических изменений и состояния экосистем в настоящее время плохо изучена, поэтому большая часть прогнозов носит предполагаемый характер.
Среди всех предполагаемых последствий достоверно установлено одно - повышение уровня Мирового океана. По состоянию на 2016 год отмечено ежегодное увеличение уровня воды на 3-4 мм. Рост среднегодовой температуры воздуха обуславливает возникновение двух факторов:
- таяние ледников;
- термическое расширение воды.
При сохранении текущих климатических тенденций, к концу 21 века уровень Мирового океана повысится максимум на два метра. В последующие несколько столетий его уровень может достигнуть отметки в пять метров больше настоящего.
Таяние ледников приведет к изменению химического состава воды, а также к распределению атмосферных осадков. Ожидается рост количества наводнений, ураганов и других экстремальных катаклизмов. Кроме того, произойдет глобальное изменение океанических течений - так, Гольфстрим уже сейчас изменил свое направление, что привело к определенным последствиям в ряде стран.
Нельзя переоценить. В странах тропических регионов произойдет катастрофическое снижение продуктивности сельского хозяйства. Будут затоплены самые плодородные регионы, что в конечном итоге может привести к массовому голоду. Тем не менее, стоит отметить, что такие серьезные последствия ожидаются не ранее, чем через несколько сотен лет - у человечества достаточно времени, чтобы принять соответствующие меры.
Решение проблемы глобального потепления и его последствий
На международном уровне борьба с глобальным потеплением ограничена отсутствием общих договоренностей и мер контроля. Основной документ, который регулирует меры противодействия климатическим изменениям - Киотский протокол. В целом, уровень ответственности в борьбе с глобальным потеплением можно оценить положительно.
Индустриальные стандарты постоянно совершенствуются, принимаются новые экологические стандарты, которые регулируют промышленное производство. Снижается уровень выбросов в атмосферу, берутся под охрану ледники, проводится постоянный мониторинг океанических течений. По оценкам климатологов, сохранение текущей экологической кампании поможет снизить выброс углекислого газа на 30-40% уже к следующему году.
Стоит отметить увеличение участия частных компаний в борьбе с глобальным потеплением. Например, британский миллионер Ричард Брэнсон объявил научный тендер на лучший способ предотвращения глобального потепления. Победитель получит внушительную сумму в 25 миллионов долларов. По словам Брэнсона, человечество должно взять на себя ответственность за свою деятельность. На данный момент зарегистрировано несколько десятков претендентов, предлагающих свои варианты решения этой проблемы .
