Глобальное изменение климата

     Введение 

     Глобальное  изменение климата, обусловленное  “парниковым эффектом”, стало в  настоящее время важнейшей международной  и политической проблемой. “Парниковый” щит, который поддерживает температуру  поверхности планеты, в современных  условиях достаточную для сохранения жизни, превратится в тепловую ловушку, угрожающую изменить всю биосферу.

     Установлено, что содержание углекислого газа в атмосфере за последние 100 лет  увеличилось на 25%. За этот период глобальная температура увеличилась примерно на 0,60 С. Прогностические оценки показывают, что к 2030-2040гг. (при удвоении содержания углекислого газа) температура повысится  в целом на 3-40 С (примерно на 0,2 – 0,50 С за десятилетие). Примечательно, что шведский физико-химик, лауреат Нобелевской премии Сванте Аррениус еще в 1908г. в своей книге “Образование миров” писал: “Если бы содержание угольной кислоты в воздухе удвоилось, то температура земной поверхности повысилась бы на 40С”. Какая прозорливость!

     Беспрецедентные климатические аномалии на всем земном шаре могут влиять на жизни миллиардов людей. Изменениями будут охвачены практически все направления  человеческой деятельности, что вызывает глубокую озабоченность мирового сообщества.

     Генеральная Ассамблея ООН в декабре 1988г. приняла  резолюцию “Сохранение глобального  климата для нынешнего и будущего поколения человечества”, в которой  отмечается, что проблема изменения  климата затрагивает все человечество в целом и должна решаться в  глобальных масштабах. Также Генеральная Ассамблея одобрила мероприятия по созданию руководящими органами Всемирной метеорологической организации и Программы ООН по окружающей среде межправительственной группы экспертов для представления скоординированных на международном уровне научных оценок масштабов, сроков и потенциальных экологических и социально-экономических последствий изменения климата и реалистических стратегий ответственных действий. Доклад по этим вопросам был закончен в августе 1990г. В рамках межправительственной группы экспертов были образованы три рабочие группы, одна из которых занималась оценкой социально-экономических эффектов глобального потепления и выработкой соответствующих рекомендаций.

     Потенциальные воздействия изменения климата  сложны и изменчивы. Влиянию этих изменений более всего будут  подвергаться виды деятельности человека, сильно зависящие от климатических  факторов (сельское, водное, лесное хозяйство  и рыболовство). Определенные воздействия  будут испытывать также транспорт, промышленность, коммунальное хозяйство, строительство и особенно энергетика.

     Глава 1. Глобальная проблема номер один – изменение климата 

     В последней четверти XX в. началось резкое потепление глобального климата, которое  в бореальных областях сказывается  уменьшением количества морозных зим. Средняя температура приземного слоя воздуха за последние двадцать пять лет возросла на 0,70 С°. В экваториальной зоне температура не изменилась, но чем ближе к полюсам, тем потепление заметнее. Температура подледной воды в районе северного полюса возросла почти на 20 С°, вследствие чего началось таянье льда снизу.

     вследствие  чего началось подтаивание льда снизу.

     Это потепление вызвало большой переполох  после появления в 1986г. сразу на шести языках книги “Наше общее  будущее”, подготовленной комиссией  ООН с тогдашним премьер-министром  Норвегии Гру Харлем Брундтланд. В книге подчеркивалось, что потепление вызовет бурное таяние льдов Антарктиды и Гренландии, резкий подъем уровня Мирового Океана, затопление прибрежных территорий, что будет сопровождаться экономическими и социальными потрясениями.

     За  прошедшие с той поры 18 лет  проведено много исследований и  совещаний, которые показали, что  мрачные прогнозы этой книги несостоятельны. Подъем уровня Мирового Океана действительно  происходит, но со скоростью 0,6 мм. В  год, или 6 см. за столетие. В то же время  вертикальные поднятия и опускания  береговых линий достигает 20 мм. В год. Таким образом, трансгрессии и регрессии моря определяются тектоникой в большей мере, чем подъемом уровня Мирового Океана.

     В то же время потепление климата будет  сопровождаться увеличением испарения  с поверхности океанов и увлажнением  климата, о чем можно судить по палеографическим данным. Всего 7-8 тысяч  лет назад во время голоценового климатического оптимума, когда температура на широте Москвы была на 1,5 – 20 С° выше современной, на месте Сахары расстилалась саванна с рощами акаций и многоводными реками, а в Средней Азии Зеравшан впадал в Амударью, река Чу – в Сырдарью, уровень Аральского моря находился на отметке 72 м. и все эти реки, блуждая по территории современной Туркмении, текли в прогибавшуюся впадину Южного Каспия. Подобное происходило и в других ныне аридных областях мира.

     К этому надо добавить, что увеличение содержания в воздухе углекислого  газа полезно для большинства  культурных растений. Еще В.И. Вернадский в “очерках геохимии” указывал, что зеленые растения мира могли  бы с помощью хлорофилла перерабатывать и превращать в органическое вещество гораздо больше углекислого газа, чем может дать его современная  атмосфера. Поэтому он рекомендовал применять углекислый газ в качестве удобрений.

     Глобальное  потепление может вызвать смещение основных зон земледелия до нескольких сот километров на каждый градус изменения  температуры. Кроме того, обязательно  изменится частота и характер экстремальных воздействий на сельское хозяйство, обусловленных большими наводнениями, устойчивыми засухами, лесными пожарами и вредителями  сельскохозяйственных культур (в последние  годы отмечается массовое появление  саранчи в Африке и даже Южной  Европе).

     Вслед за предстоящими изменениями климата  неизбежно наступят изменения положения  природных зон. Результаты реакции  естественного растительного покрова  на будущие изменения климата, вызванные  увеличением концентрации углекислого  газа в атмосфере, показывают, что  наибольшие изменения границ зон  растительности произойдут в высоких  широтах Северного полушария. При  этом площадь тундры (так же как  и площадь бореальных лесов) сократится на десятки процентов.

     Процесс глобального потепления будет сопровождаться, видимо, заметным увеличением газового стока в высоких широтах, и  существенным изменением режима влагосодержания деятельного слоя почвы значительной части континентов. В некоторых районах изменение средней температуры на 1-20 С° может привести к уменьшению количества осадков на 10%, при этом годовой сток уменьшится на 40-70%.

     Измерения и расчеты показали, что за последние 100 лет объем высокогорного оледенения сократился приблизительно на 2000 км.3, ежегодное сокращение составило  в среднем 0,06% от всей массы высокогорного  льда. Признаки деградации ледников наблюдаются  и во всех районах Арктики, в которой  глобальное потепление проявляется  в наибольшей степени.

     Потепление  климата ведет к повышению  уровня Мирового Океана. За последние 20 лет скорость повышения увеличилась  вдвое и достигла 2,5 см / год. Такой  подъем грозит крупными экологическими последствиями. Проникновение соленых  вод в дельты крупных рек разрушит заповедные места обитания диких  зверей и птиц, уничтожит нерестилища  рыб. Повышение уровня моря увеличит вероятность разрушительных штормов. Уже сейчас нужно продумывать  вопрос о строительстве защитных дамб.

     По  расчетам, наиболее вероятное повышение  уровня Мирового Океана к 2030г. составит 14024 см., то есть ожидается, что уровень  океана будет подниматься в начале XXI в. в 5-10 раз быстрее, чем в последнее столетие. Максимальная величина подъема уровня океана к 2030г. ожидается около 60 см., а минимальная – 5 см.

     Глава 2. Парниковый эффект 

     Климат  на нашей планете никогда не был  неизменным. Палеоклиматические исследования показали, что средняя температура  атмосферы постоянно менялась. Периоды  похолодания, так называемые ледниковые, имевшие место за последний миллион лет, сменялись эпохами потепления. Эти колебания вызывались различными причинами. Но все они были естественными, природными. То или иное нарушение стабильности количества падающей на поверхность планеты солнечной энергии вызывало похолодание.

     Эффект  “парника” известен всем, имевшим  дело с этим незамысловатым огородным  сооружением. В атмосфере он выглядит так. Часть излучения Солнца, не отразившаяся от облаков, проходит через атмосферу, исполняющую роль стекла или пленки, и нагревает земную поверхность. Нагретая поверхность, конечно, остывает, испуская тепловое излучение, но это  уже другое излучение – инфракрасное. Средняя длина волны такого излучения  значительно больше, чем в приходящем от Солнца, и потому почти прозрачная для видимого света атмосфера пропускает его значительно хуже. Пары воды поглощают около 62% инфракрасного излучения, что способствует нагреву нижних слоев атмосферы.

     Но  роль водяного пара в нагреве атмосферы  не ограничивается поглощением излучения. При его конденсации в мельчайшие капли, из которых образуются облака, выделяется огромное количество тепла (до 40% от общего его количества, поступающего на Землю), что играет значительную роль в тепловом балансе атмосферы.

     За  водяным паром в списке “парниковых” газов следует углекислый газ (СО2), поглощающий в прозрачном воздухе 22% инфракрасного излучения Земли. Собственно участие СО2 в глобальном круговороте (цикле) углерода, лежащего в основе всего живого, и вовлекает биосферу в тепловой баланс. Именно о вкладе СО2 в этот баланс (точнее, о возможном изменении концентрации СО2 в атмосфере под влиянием деятельности человека и о последствиях этого изменения для теплового баланса Земли) и спорят уже много лет ученые.

     К парниковым газам относят еще  метан СН4 (также компонент углеродного цикла), озон О3, фреоны (углеводороды, содержащие бром, фтор или хлор) и некоторые другие соединения. Но их вклад в парниковый эффект гораздо меньше.

     Содержание  СО2 в атмосфере определяет в основном океан. По данным академика РАН М.Е. Виноградова, 98% СО2 на планете сосредоточено в океане, который служит главным источником (на экваторе) и резервуаром-поглотителем атмосферного СО2. В 1960-1980-х гг. СО2 в атмосфере стало больше на 10% (рост примерно 0,5% в год), что и вынудило искать связь между концентрацией СО2 и наблюдаемым потеплением. Какое из этих двух явлений – причина, а какое – следствие, ученым пока до конца не ясно. В последние годы содержание СО2 в атмосфере растет значительно медленнее (в 1980-1993 гг. в среднем на 0,15% в год) и не исключено, что эти изменения вызваны вариациями его выделения из океана.

     В последние годы появился термин –  “парниковый эффект”. Углекислый газ  обладает уникальным свойством беспрепятственно пропускать к поверхности земли  большую часть солнечной радиации и задерживать собственное тепловое (инфракрасное) излучение планеты. Углекислота  в этом случае играет роль своего рода пленки парника. В одной стороны, без такого свойства атмосферы ее температура не поднималась бы выше минус 180 С°. А с другой – изменение концентрации углекислого газа немедленно отражается на климате.

     Расчеты показывают, если человечество будет  теми же темпами воздействовать на природную среду и концентрация углекислоты будет повышаться, то к середине столетия средняя температура  поднимется примерно на 30 С°. Таков исходный прогноз климата. К нему склоняются специалисты и в нашей стране, и за рубежом.

     Академик  РАН Г.С. Голицин сказал в 1990г.: “Я не стал бы рассматривать ситуацию с изменением климата чересчур пессимистично. Изменения будут нарастать постепенно, и, вероятно, человечество сможет к ним приспособиться. Возможно, удастся нейтрализовать некоторые негативные тенденции, хотя некоторые меры потребуют колоссальных затрат. В любом случае человек обязан взять эту ситуацию под свой контроль. Пока мы еще можем что-то изменить, если разумно ограничим свои потребности в ресурсах, если сократим вредные выбросы в окружающую среду, которые нарушают установившееся в природе равновесие. Но риск опоздать все-таки существует: время скоротечно, а человек иногда слишком неповоротлив в своих реакциях и действиях”. 
 

     Заключение 
 

     После стремительного прорыва в космос и сделанных там потрясающих  открытий человечество вновь обращает свои взгляды к своему общему дому – планете Земля. Проблемы Земли  должны занимать важное место среди  фундаментальных знаний, ибо от их решения во многом зависит будущее  нашей цивилизации и общее  мировоззрение, определяющее перспективы  дальнейшего развития общества.

     Мы  стоим перед классической дилеммой принятия научных и политических решений. С одной стороны, неизвестный  и возможно опасный уровень риска  нежелательных последствий изменения  климата, а с другой – неопределенности в характере и причинах таких  изменений, в расходах и последствиях принимаемых мер реагирования. Это  сложная дилемма, поскольку последствия  изменения климата будут проявляться  в различных регионах земного  шара по-разному. Политические принципы ее разрешения предполагают, что все  страны будут предпринимать скоординированные  и осознанные действия. Готовится  разработка специальной международной  конвенции по проблеме изменения  климата.