Парниковый эффект

Основной причиной, которая приводит к росту средней температуры планеты, можно назвать индустриализацию. Рост интенсивности производства, количества заводов, автомобилей, населения планеты влияет на объем выделяемых в атмосферу парниковых газов. Это метан, водяные пары, оксид азота, углекислый газ и другие. В результуте их накопления повышается плотность нижних слоев атмосферы. Парниковые газы пропускают через себя солнечную энергию, которая нагревает Землю, но тепло, которое отдает уже сама Земля, эти газы задерживают, не выпуская в космос.  Этот процесс называется парниковым эффектом. Впервые он был обнаружен и описан в первой половине XIX века.

Парниковый эффект считается основной причиной глобального потепления, поскольку парниковые газы в той или иной форме выделяет практически любое производство. Больше всего выбросов приходится на углекислый газ, он выделяется в результате сгорания нефтепродуктов, угля, природного газа. Транспорт выделяет выхлопные газы. Большое количество выбросов попадает в атмосферу после обычного сжигания мусора.


Еще одним фактором увеличения парникового эффекта является вырубка лесов и лесные пожары. Все это сокращает количество растений, которые выделяют кислород, снижающий плотность парниковых газов в атмосфере.

Парниковые газы выделяют не только промышленные предприятия, но и сельскохозяйственные. Например, фермы крупного рогатого скота. Обычные коровники являются поставщиками еще одного парникового газа – метана. Это связано с тем, что жвачный скот поглощает огромное количество растений в день и пререваривая его вырабатывают газы. Это называется «метеоризмом жвачных животных». Метан в доле парниковых газов занимает меньше 25%, однако влияет сильнее, нежели углекислый газ.

Еще одним антропогенным фактором роста средней температуры Земли является большое количество мелких частиц пыли и сажи. Они, находясь в атмосфере, впитывают солнечную энергию, нагревая воздух и мешая прогреванию поверхности планеты. В случае выпадение они передают накопленную в себе температуру земле. Так, например, негативное влияние этот эффект оказывает на снега Антарктиды. Теплые частицы пыли и сажи при выпадении нагревают снега и приводят к таянию.

Источник: ecologynow.ru

О глобальном потеплении сейчас говорится и пишется много. Чуть ли ни каждый день появляются новые гипотезы, опровергаются старые. Нас постоянно пугают, тем, что нас ожидает в будущем (Хорошо запомнился комментарий одного из читателей журнала www.priroda.su «Нас так долго и страшно пугают, что уже и не страшно»). Многие высказывания и статьи откровенно противоречат друг другу, вводя нас в заблуждение. Глобальное потепление для многих уже стало «глобальной путаницей», а некоторые и вовсе потеряли всяческий интерес к проблеме изменения климата. Попробуем систематизировать имеющуюся информацию, создав своего рода мини энциклопедию о глобальном потеплении.


 

1. Что такое глобальное потепление?
2. Способы получения информации о климатических изменениях
3. Факты, свидетельствующие о глобальном потеплении
4. Причины глобального потепления
5. Человек и парниковый эффект
6. Факторы, ускоряющие и замедляющие глобальное потепление
7. Возможные сценарии глобальных климатических изменений
8. Последствия глобального потепления
9. Способы предотвращения глобального потепления

1. Глобальное потепление — процесс постепенного роста средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана, вследствие всевозможных причин (увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере Земли, изменение солнечной или вулканической активности и т.д.). Очень часто в качестве синонима глобального потепления употребляют словосочетание «парниковый эффект», но между этими понятиями есть небольшая разница. Парниковый эффект – это увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана вследствие роста в атмосфере Земли концентраций парниковых газов (углекислый газ, метан, водяной пар и т.д.). Эти газы выполняют роль плёнки или стекла теплицы (парника), они свободно пропускают солнечные лучи к поверхности Земли и задерживают тепло, покидающее атмосферу планеты. Более детально этот процесс мы рассмотрим ниже.


Впервые о глобальном потеплении и парниковом эффекте заговорили в 60-ых годах XX века, а на уровне ООН проблему глобального изменения климата впервые озвучили в 1980 году. С тех пор над этой проблемой ломают головы многие учёные, зачастую, взаимно опровергая теории и предположения друг друга.

2. Способы получения информации о климатических изменениях

Существующие технологии позволяют достоверно судить об имеющих место климатических изменениях. Учёные при обосновании своих теорий климатических изменений используют следующие «инструменты»:
— исторические летописи и хроники;
— метеорологические наблюдения;
— спутниковые измерения площади льдов, растительности, климатических зон и атмосферных процессов;
— анализ палеонтологических (останки древних животных и растений) и археологических данных;
— анализ осадочных океанических пород и отложений рек;
— анализ древних льдов Арктики и Антарктиды (соотношение изотопов O16 и О18);
— измерение скорости таяния ледников и вечной мерзлоты, интенсивность образования айсбергов;
— наблюдение за морскими течениями Земли;

iv>

— наблюдение за химическим составом атмосферы и океана;
— наблюдение за изменениями ареалов (мест обитания) живых организмов;
— анализ годовых колец деревьев и химического состава тканей растительных организмов.

3. Факты, свидетельствующие о глобальном потеплении

Палеонтологические данные свидетельствуют о том, что климат Земли не был постоянным. Тёплые периоды, сменялись холодными ледниковыми. В тёплые периоды среднегодовая температура Арктических широт поднималась до 7 — 13°С, а температура самого холодного месяца января составляла 4-6 градусов, т.е. климатические условия в нашей Арктике мало отличались от климата современного Крыма. На смену тёплым периодам рано или поздно приходили похолодания, во время которых льды достигали современных тропических широт.

Человек был тоже свидетелем ряда климатических изменений. В начале второго тысячелетия (11-13 века) исторические хроники свидетельствуют о том, что большая площадь Гренландии не была покрыта льдами (именно поэтому норвежские мореплаватели её окрестили «зелёной землёй»). Затем климат Земли стал суровей, и Гренландия практически полностью покрылась льдами. В 15-17 века суровые зимы достигли своего апогея. О суровости зим того времени свидетельствуют многие исторические летописи, а также художественные произведения.


к на известной картине голландского художника Ян Ван Гойена «Конькобежцы» (1641) изображено массовое катание на коньках по каналам Амстердама, в настоящее время каналы Голландии уже давным давно не замерзают. В средневековые зимы замерзала даже река Темза в Англии. В 18 веке было отмечено незначительное потепление, которое достигло своего максимума в 1770 году. 19 век снова ознаменовался очередным похолоданием, которое продолжалось вплоть до 1900 года, а с начала 20 века уже началось довольно таки быстрое потепление. Уже к 1940 году в Гренландском море количество льдов сократилось вдвое, в Баренцевом – почти на треть, а в Советском секторе Арктике площадь льдов в сумме сократилась почти на половину (1 млн. км2). В этот период времени даже обычные суда (не ледоколы) спокойно проплывали северным морским путём от западных до восточных окраин страны. Именно тогда было зафиксировано значительное повышение температуры арктических морей, отмечено значительное отступление ледников в Альпах и на Кавказе. Общая площадь льда Кавказа снизилась на 10%, а толщина льда местами уменьшилась на целые 100 метров. Повышение температуры в Гренландии составило 5°С, а на Шпицбергене все 9°С.

В 1940 потепление сменилось кратковременным похолоданием, в скором времени на смену которого, пришло очередное потепление, а с 1979 года начался быстрый рост температуры поверхностного слоя атмосферы Земли, который вызвал очередное ускорение таяния льдов Арктики, Антарктики и повышение зимних температур в умеренных широтах.

>
к, за последние 50 лет, толщина арктических льдов уменьшилась на 40%, а жители ряда сибирских городов стали для себя отмечать, что крепкие морозы уже давно остались в прошлом. Средняя зимняя температура в Сибири повысилась почти на десять градусов за последние пятьдесят лет. В некоторых областях России безморозный период увеличился на две-три недели. Ареал обитания многих живых организмов сместился к северу вслед за растущими средними зимними температурами, об этих и других последствиях глобального потепления мы поговорим ниже.Особенно наглядно о глобальных изменениях климата свидетельствуют старые фотографии ледников (все фото сделаны в одном и том же месяце).

В целом за последние сто лет средняя температура поверхностного слоя атмосферы повысилась на 0,3–0,8°С, площадь снежного покрова в северном полушарии снизилась на 8%, а уровень Мирового океана поднялся в среднем на 10–20 сантиметров. Эти факты вызывают определённую озабоченность. Остановится ли глобальное потепление или дальнейший рост среднегодовой температуры на Земле продолжится, ответ на этот вопрос появится только тогда, когда будут точно установлены причины происходящих климатических изменений.

4. Причины глобального потепления

До сих пор учёные со 100% уверенностью не могут сказать, что вызывает климатические изменения. В качестве причин глобального потепления выдвигается множество теорий и предположений. Перечислим основные, заслуживающие внимания, гипотезы. С остальными гипотезами Вы можете ознакомится на нашем форуме. Там же Вы можете поделиться своим видением проблемы глобального потепления.


Гипотеза 1- Причиной глобального потепления является изменение солнечной активности
Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности нашего светила – Солнца. Поэтому даже самые малые изменения активности Солнца 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.

Гипотеза 2 — Причина глобального потепление – изменение угла оси вращения Земли и её орбиты
Югославский астроном Миланкович предположил, что циклические изменения климата во многом связаны с изменением орбиты вращения Земли вокруг Солнца, а также изменением угла наклона оси вращения Земли, по отношению к Солнцу. Подобные орбитальные изменения положения и движения планеты вызывают изменение радиационного баланса Земли, а значит и её климата. Миланкович, руководствуясь своей теорией, вполне точно рассчитал времена и протяжённость ледниковых периодов в прошлом нашей планеты. Климатические изменения, вызванные изменением орбиты Земли, происходят обычно в течение десятков, а то и сотен тысяч лет. Наблюдаемое же в настоящий момент времени относительно быстрое изменение климата, по-видимому, происходит в результате действия ещё каких-то факторов.


Гипотеза 3 – Виновник глобальных климатических изменений – океан
Мировой океан – огромный инерционный аккумулятор солнечной энергии. Он во многом определяет направление и скорость движения тёплых океанических, а также воздушных масс на Земле, которые в сильной степени влияют на климат планеты. В настоящий момент времени мало изучена природа циркуляции тепла в водной толщи океана. Так известно, что средняя температура вод океана составляет 3,5°С, а поверхности суши 15°С, поэтому интенсивность теплообмена между толщей океана и приземным слоем атмосферы может приводить к значительным климатическим изменениям. Кроме того, в водах океана растворено большое количество СО2 (около 140 трлн. тонн, что в 60 раз больше, чем в атмосфере) и ряда других парниковых газов, в результате определённых природных процессов эти газы могут поступать в атмосферу, существенным образом оказывая влияние на климат Земли.

Гипотеза 4 – Вулканическая активность
Вулканическая активность является источником поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и большого количества углекислого газа, что также может значительным образом сказаться на климате Земли. Крупные извержения первоначально сопровождаются похолоданием вследствие поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и частиц сажи. Впоследствии, поступивший в ходе извержения CO2 вызывает рост среднегодовой температуры на Земле. Последующее долговременное снижение вулканической активности способствует увеличению прозрачности атмосферы, а значит и повышению температуры на планете.


Гипотеза 5 – Неизвестные взаимодействия между Солнцем и планетами Солнечной системы
В словосочетании «Солнечная система» не зря упоминается слово «система», а в любой системе, как известно, присутствуют связи между её компонентами. Поэтому не исключено, что взаимное положение планет и Солнца может влиять на распределение и силу гравитационных полей, солнечной энергии, а также других видов энергии. Все связи и взаимодействия между Солнцем, планетами и Землёй пока ещё не изучены и не исключено, что они оказывают значительное влияние на процессы, происходящие в атмосфере и гидросфере Земли.

Гипотеза 6 – Изменение климата может происходить само по себе без каких-либо внешних воздействий и деятельности человека
Планета Земля настолько большая и сложная система с огромным количеством структурных элементов, что её глобальные климатические характеристики могут ощутимо изменяться без всяких изменений солнечной активности и химического состава атмосферы. Различные математические модели показывают, что на протяжении века, колебания температуры приземного слоя воздуха (флуктуации) могут достигать 0,4°С. В качестве сравнения можно привести температуру тела здорового человека, которая варьирует течение дня и даже часа.


Гипотеза 7 – Всему виной человек
Самая популярная на сегодняшний день гипотеза. Высокая скорость климатических изменений, происходящих в последние десятилетия, действительно может быть объяснима всё возрастающей интенсификацией антропогенной деятельности, которая оказывает заметное влияние на химический состав атмосферы нашей планеты в сторону увеличения содержания в ней парниковых газов. Действительно повышение средней температуры воздуха нижних слоёв атмосферы Земли на 0,8°С за последние 100 лет – слишком высокая скорость для естественных процессов, ранее в истории Земли такие изменения происходили в течение тысячелетий. Последние десятилетия добавили ещё большей весомости этому аргументу, так как изменения средней температуры воздуха происходили еще большими темпами — 0,3-0,4°С за последние 15 лет!

Вполне вероятно, что имеющее место в настоящее время глобальное потепление результат действия многих факторов. С остальными гипотезами, происходящего глобального потепления Вы можете ознакомиться здесь.

5.Человек и Парниковый эффект

Приверженцы последней гипотезы, отводят ключевую роль в глобальном потеплении человеку, который кардинальным образом меняет состав атмосферы, способствуя росту парникового эффекта атмосферы Земли.

Парниковый эффект в атмосфере нашей планеты вызван тем, что поток энергии в инфракрасном диапазоне спектра, поднимающийся от поверхности Земли, поглощается молекулами газов атмосферы, и излучается обратно в разные стороны, в результате половина поглощенной молекулами парниковых газов энергии возвращается обратно к поверхности Земли, вызывая её разогрев. Следует отметить, что парниковый эффект – это естественное атмосферное явление. Если бы на Земле вообще не было парникового эффекта, то средняя температура на нашей планеты была бы около -21°С, а так, благодаря парниковым газам, она составляет +14°С. Поэтому, чисто теоретически, деятельность человека, сопряжённая с выбросом парниковых газов в атмосферу Земли, должна приводить к дальнейшему разогреву планеты.

Познакомимся подробнее с парниковыми газами, способными потенциально вызвать глобальное потепление. Парниковым газом номер один является водяной пар, его вклад в существующий атмосферный парниковый эффект составляет 20,6 °С. На втором месте находится СО2, его вклад составляет около 7,2°С. Рост содержания в атмосфере Земли углекислого газа сейчас вызывает наибольшую озабоченность, так как растущее активное использование углеводородов человечеством продолжится и в ближайшем будущем. За последние два с половиной века (с начала индустриальной эры) содержание СО2 в атмосфере уже выросло приблизительно на 30%.

На третьем месте нашего «парникового рейтинга» находится озон, его вклад в общее глобальное потепление составляет 2,4 °С. В отличие от других парниковых газов, деятельность человека наоборот вызывает уменьшение содержания озона в атмосфере Земли. Далее следует закись азота, её вклад в парниковый эффект оценивается в 1,4°С. Содержание закиси азота в атмосфере планеты имеет тенденцию к росту, за последние два с половиной века концентрация этого парникового газа в атмосфере выросла на 17%. Большое количество закиси азота поступает в атмосферу Земли в результате сжигания различных отходов. Список основных парниковых газов завершает метан, его вклад в суммарный парниковый эффект составляет 0,8°С. Содержание метана в атмосфере растёт очень быстро, за два с половиной столетия этот рост составил 150%. Основными источниками метана в атмосфере Земли являются разлагающиеся отходы, крупный рогатый скот, а также распад природных соединений, содержащих в своём составе метан. Особое опасение вызывает то, что способность поглощать инфракрасное излучение на единицу массы у метана в 21 раз выше, чем у углекислого газа.

Наибольшая роль в имеющем место глобальном потеплении отводиться водяному пару и углекислому газу. На их долю приходится более 95% всего парникового эффекта. Именно благодаря этим двум газообразным веществам происходит разогрев атмосферы Земли на 33°С. Антропогенная деятельность оказывает наибольшее влияние на рост в атмосфере Земли концентрации углекислого газа, а содержание водяного пара в атмосфере растёт вслед за температурой на планете, вследствие увеличения испаряемости. Общий техногенный выброс СО2 в атмосферу Земли составляет 1.8 млрд. т/год, общее количество углекислого газа, которое связывает растительность Земли в результате фотосинтеза составляет 43 млрд. т/год, но почти всё это количество углерода в результате дыхания растений, пожаров, процессов разложения снова оказывается в атмосфере планеты и только 45 млн.т/год углерода оказывается депонированной в тканях растений, болотах суши и глубинах океана. Эти цифры показывают, что деятельность человека потенциально может являться ощутимой силой, влияющей на климат Земли.

6. Факторы, ускоряющие и замедляющие глобальное потепление

Планета Земля настолько сложная система, что существует множество факторов, которые прямо или косвенно влияют на климат планеты, ускоряя или замедляя глобальное потепление.

Факторы, ускоряющие глобальное потепление:
+ эмиссия CO2, метана, закиси азота в результате техногенной деятельности человека;
+ разложение, вследствие повышения температуры, геохимических источников карбонатов с выделением СО2. В земной коре содержится в связанном состоянии углекислого газа в 50000 раз больше, чем в атмосфере;
+ увеличение содержания в атмосфере Земли водяного пара, вследствие роста температуры, а значит и испаряемости воды океанов;
+ выделение CO2 Мировым океаном вследствие его нагревания (растворимость газов при повышении температуры воды падает). С ростом температуры воды на каждый градус растворимость в ней CO2 падает на 3%. В Мировом океане содержится в 60 раз больше CO2, чем в атмосфере Земли (140 триллионов тонн);
+ уменьшение альбедо Земли (отражающей способности поверхности планеты), вследствие таяния ледников, смены климатических зон и растительности. Морская гладь отражает значительно меньше солнечных лучей, чем полярные ледники и снега планеты, горы лишённые ледников, также обладаю меньшим альбедо, продвигающая на север древесная растительность обладает меньшим альбедо, чем растения тундр. За последние пять лет альбедо Земли уже уменьшилось на 2,5%;
+ выделение метана при таянии вечной мерзлоты;
+ разложение метангидратов – кристаллических льдистых соединений воды и метана, содержащихся в приполярных областях Земли.

Факторы, замедляющие глобальное потепление:
— глобальное потепление вызывает замедление скорости океанических течений, замедление тёплого течения Гольфстрим вызовет снижение температуры в Арктике;
— с увеличением температуры на Земле растёт испаряемость, а значит и облачность, которая является определённого рода преградой на пути солнечных лучей. Площадь облачности растет приблизительно на 0,4% на каждый градус потепления;
— с ростом испаряемости увеличивается количество выпадающих осадков, что способствует заболачиванию земель, а болота, как известно, являются одними из главных депо CO2;
— увеличение температуры, будет способствовать расширению площади тёплых морей, а значит и расширению ареала моллюсков и коралловых рифов, эти организмы принимают активное участие в депонировании CO2, который идёт на постройку раковин;
— увеличение концентрации CO2 в атмосфере стимулирует рост и развитие растений, которые являются активными акцепторами (потребителями) этого парникового газа.

7. Возможные сценарии глобальных климатических изменений

Глобальные климатические изменения очень сложны, поэтому современная наука не может дать однозначного ответа, что же нас ожидает в ближайшем будущем. Существует множество сценариев развития ситуации.

Сценарий 1 – глобальное потепление будет происходить постепенно
Земля очень большая и сложная система, состоящая из большого количества связанных между собой структурных компонентов. На планете есть подвижная атмосфера, движение воздушных масс которой распределяет тепловую энергию по широтам планеты, на Земле есть огромный аккумулятор тепла и газов – Мировой океан (океан накапливает в 1000 раз больше тепла, чем атмосфера) Изменения в такой сложной системе не могут происходить быстро. Пройдут столетия и тысячелетия, прежде чем можно будет судить об сколько-нибудь ощутимом изменении климата.

Сценарий 2 – глобальное потепление будет происходить относительно быстро
Самый «популярный» в настоящее время сценарий. По различным оценкам за последние сто лет средняя температура на нашей планете увеличилась на 0,5-1°С, концентрация — СО2 возросла на 20-24 %, а метана на 100%. В будущем эти процессы получат дальнейшее продолжение и к концу XXI века средняя температура поверхности Земли может увеличиться от 1,1 до 6,4°С, по сравнению с 1990 годом (по прогнозам IPCC от 1,4 до 5,8°С). Дальнейшее таяние Арктических и Антарктических льдов может ускорить процессы глобального потепления из-за изменения альбедо планеты. По утверждению некоторых учёных, только ледяные шапки планеты за счёт отражения солнечного излучения охлаждают нашу Землю на 2°С, а покрывающий поверхность океана лёд существенно замедляет процессы теплообмена между относительно теплыми океаническим водами и более холодным поверхностным слоем атмосферы. Кроме того, над ледяными шапками практически нет главного парникового газа – водяного пара, так как он выморожен.
Глобальное потепление будет сопровождаться подъёмом уровня мирового океана. С 1995 по 2005 год уровень Мирового океана уже поднялся на 4 см, вместо прогнозируемых 2-ух см. Если уровень Мирового океана в дальнейшем будет подниматься с такой же скоростью, то к концу XXI века суммарный подъём его уровня составит 30 — 50 см, что вызовет частичное затопление многих прибрежных территорий, особенно многонаселённого побережья Азии. Следует помнить, что около 100 миллионов человек на Земле живёт на высоте меньше 88 сантиметров над уровнем моря.
Кроме повышения уровня Мирового океана глобальное потепление влияет на силу ветров и распределение осадков на планете. В результате на планете вырастет частота и масштабы различных природных катаклизмов (штормы, ураганы, засухи, наводнения).
В настоящее время от засухи страдает 2% всей суши, по прогнозам некоторых учёных к 2050 году засухой будет охвачено до 10% всех земель материков. Кроме того, изменится распределение количества осадков по сезонам.
В Северной Европе и на западе США увеличится количество осадков и частота штормов, ураганы будут бушевать в 2-а раза чаще, чем в XX веке. Климат Центральной Европы станет переменчивым, в сердце Европы зимы станут теплее, а лето дождливее. Восточную и Южную Европу, включая Средиземноморье, ждёт засуха и жара.

Сценарий 3 – Глобальное потепление в некоторых частях Земли сменится кратковременным похолоданием
Известно, что одним из факторов возникновения океанических течений является градиент (разница) температур между арктическими и тропическими водами. Таяние полярных льдов способствует повышению температуры Арктических вод, а значит, вызывает уменьшение температурной разницы между тропическими и арктическими водами, что неминуемо, в будущем приведёт к замедлению течений.
Одним из самых известных тёплых течений является Гольфстрим, благодаря которому во многих странах Северной Европы среднегодовая температура на 10 градусов выше, чем в других аналогичных климатических зонах Земли. Понятно, что остановка этого океанического конвейера тепла очень сильно повлияет на климат Земли. Уже сейчас течение Гольфстрим, стало слабее на 30% по сравнению с 1957 годом. Математическое моделирование показало, чтобы полностью остановить Гольфстрим достаточно будет повышения температуры на 2-2,5 градуса. В настоящее время температура Северной Атлантики уже прогрелась на 0,2 градуса по сравнению с 70-ми годами. В случае остановки Гольфстрима среднегодовая температура в Европе к 2010 году понизится на 1 градус, а после 2010 года дальнейший рост среднегодовой температуры продолжится. Другие математические модели «сулят» более сильное похолодание Европе.
Согласно этим математическим расчётам полная остановка Гольфстрима произойдёт через 20 лет, в результате чего климат Северной Европы, Ирландии, Исландии и Великобритании может стать холоднее настоящего на 4-6 градусов, усилятся дожди и участятся шторма. Похолодание затронет также и Нидерланды, Бельгию, Скандинавию и север европейской части России. После 2020-2030 года потепление в Европе возобновится по сценарию №2.

Сценарий 4 – Глобальное потепление сменится глобальным похолоданием
Остановка Гольфстрима и других океанических вызовет глобальное похолодание на Земле и наступление очередного ледникового периода.

Сценарий 5 — Парниковая катастрофа
Парниковая катастрофа — самый «неприятный» сценарий развития процессов глобального потепления. Автором теории является наш учёный Карнаухов, суть её в следующем. Рост среднегодовой температуры на Земле, вследствие увеличения в атмосфере Земли содержания антропогенного CO2, вызовет переход в атмосферу растворённого в океане CO2, а также спровоцирует разложение осадочных карбонатных пород с дополнительным выделением углекислого газа, который, в свою очередь, поднимет температуру на Земле ещё выше, что повлечёт за собой дальнейшее разложение карбонатов, лежащих в более глубоких слоях земной коры (в океане содержится углекислого газа в 60 раз больше, чем в атмосфере, а в земной коре почти в 50 000 раз больше). Ледники будут интенсивно таять, уменьшая альбедо Земли. Такое быстрое повышение температуры будет способствовать интенсивному поступлению метана из тающей вечной мерзлоты, а повышение температуры до 1,4–5,8°С к концу столетия будет способствовать разложению метангидратов (льдистых соединений воды и метана), сосредоточенных преимущественно в холодных местах Земли. Если учесть, что метан, является в 21 раз более сильным парниковым газом, чем CO2 рост температуры на Земле будет катастрофическим. Чтобы лучше представить, что будет с Землёй лучше всего обратить внимание на нашего соседа по солнечной системе – планету Венера. При таких же параметрах атмосферы, как на Земле, температура на Венере должна быть выше Земной всего на 60°С (Венера ближе Земли к Солнцу) т.е. быть в районе 75°С, в реальности же температура на Венере почти 500°С. Большинство карбонатных и метано-содержащих соединений на Венере давным давно были разрушены с выделением углекислого газа и метана. В настоящее время атмосфера Венеры состоит на 98% из СО2, что приводит к увеличению температуры планеты почти на 400°С
Если глобальное потепление пойдёт по такому же сценарию, как на Венере, то температура приземных слоев атмосферы на Земле может достигнуть 150 градусов. Повышение температуры Земли даже на 50°С поставит крест, на человеческой цивилизации, а увеличение температуры на 150°С вызовет гибель почти всех живых организмов планеты.

По оптимистическому сценарию Карнаухова, если количество, поступающего в атмосферу CO2, останется на прежнем уровне, то температура 50°С, на Земле установится через 300 лет, а 150°С через 6000 лет. К сожалению, прогресс не остановить, с каждым годом объёмы выбросов CO2 только растут. По реалистическому сценарию, согласно которому выброс CO2 будет расти с такой же скоростью, удваиваясь каждые 50 лет, температура 502 на Земле уже установится через 100 лет, а 150°С через 300 лет.

8. Последствия глобального потепления

Увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы будет сильнее ощущаться над материками, чем над океанами, что в будущем вызовет коренную перестройку природных зон материков. Смещение рада зон в Арктические и Антарктические широты отмечается уже сейчас.

Зона вечной мерзлоты уже сместилась к северу на сотни километров. Некоторые учёные утверждают, что вследствие быстрого таяния вечной мерзлоты и повышения уровня Мирового океана, в последние годы Ледовитый океан наступает на сушу со средней скоростью 3-6 метров за лето, а на арктических островах и мысах высокольдистые породы разрушаются и поглощаются морем в теплый период года со скоростью до 20-30 метров. Исчезают полностью целые арктические острова; так уже в 21 веке исчезнем остров Муостах вблизи устья реки Лены.

При дальнейшем увеличении среднегодовой температуры приземного слоя атмосферы, тундра может практически полностью исчезнуть на Европейской части России и сохранится только лишь на арктическом побережье Сибири.

Зона тайги сместиться к северу на 500-600 километров и сократиться по площади почти на треть, площадь лиственных лесов увеличится в 3-5 раз, и если будет позволять увлажнение, пояс лиственных лесов будет простираться непрерывной полосой от Балтики до Тихого океана.

Лесостепи и степи также продвинутся на север и покроют Смоленскую, Калужскую, Тульскую, Рязанскую области, вплотную подступив к южным границам Московской и Владимирской областям.

Глобальное потепление затронет и места обитания животных. Смена ареалов обитания живых организмов уже отмечается во многих уголках Земного шара. В Гренландии уже стал гнездиться сизоголовый дрозд, в субарктической Исландии появились скворцы и ласточки, в Британии появилась белая цапля. Особенно сильно заметно потепление арктических океанических вод. Теперь многие промысловые рыбы встречаются там, где их раньше не было. В водах Гренландии появилась треска и сельдь в количестве достаточном для осуществления их промышленного лова, в водах Великобритании – обитатели южных широт: красная форель, большеголовая черепаха, в дальневосточном заливе Петра Великого – тихоокеанская сардина, а в Охотском море появилась скумбрия и сайра. Ареал бурого медведя в Северной Америке уже продвинулся на север до такой степени, что стали появляться гибриды белых и бурых медведей, а в южной части своего ареала бурые медведи и вовсе перестали впадать в спячку.

Повышение температуры создаёт благоприятные условия для развития болезней, чему способствуют не только высокая температура и влажность, но и расширение ареала обитания ряда животных — переносчиков болезней. К середине 21 века ожидается, что заболеваемость малярией вырастет на 60%. Усиленное развитие микрофлоры и нехватка чистой питьевой воды будет способствовать росту инфекционных кишечных заболеваний. Быстрое размножение микроорганизмов в воздухе может увеличить заболеваемость астмой, аллергией и различными респираторными болезнями.

Благодаря глобальным климатическим изменениям ближайшие пол века могут оказаться последними в жизни многих видов живых организмов. Уже сейчас белые медведи, моржи и тюлени лишаются важного компонента их среды обитания – арктического льда.

Глобальное потепление для нашей страны влечёт за собой как плюсы, так и минусы. Зимы станут менее суровыми, земли с пригодным для земледелия климатом продвинутся дальше на север (в Европейской части России до Белого и Карского морей, в Сибири до Северного полярного круга), во многих районах страны станет возможным выращивание более южных культур и раннее созревание прежних. Ожидается, что к 2060 году средняя температура в России достигнет 0 градуса по Цельсию, сейчас она пока составляет в –5,3°С.

Не предсказуемые последствия повлечёт за собой таяние вечной мерзлоты, как известно вечная мерзлота покрывает 2/3 площади России и 1/4 площади всего Северного полушария. На вечной мерзлоте Российской Федерации стоит множество городов, проложено тысячи километров трубопроводов, а также автомобильных и железных дорог (80% БАМа проходит по вечной мерзлоте). Таяние мерзлоты может сопровождаться значительными разрушениями. Большие территории могут стать не пригодными для жизни человека. Некоторые учёные высказывают опасение, что Сибирь может вообще оказаться отрезанной от Европейской части России и стать объектом притязаний других стран.

Другие страны мира тоже ждут кардинальные перемены. В целом, согласно большинству моделей, зимой ожидается рост осадков в высоких широтах (выше 50° северной и южной широты), а также и в умеренных широтах. В южных широтах наоборот ожидается снижение количества выпадающих осадков (до 20%), особенно, в летний период. Страны Южной Европы, промышляющие туризмом, ожидают большие экономические потери. Летняя засушливая жара и зимние ливневые дожди поубавят «пыл» у желающих отдохнуть в Италии, Греции, Испании и Франции. Для многих других стран, живущих за счёт туристов, тоже наступят далеко не лучшие времена. Любителей покататься на горных лыжах в Альпах ждёт разочарование, со снегом в горах будет «напряжёнка». Во многих странах мира условия жизни значительно ухудшаться. По оценкам ООН, к середине XXI века в мире будет насчитываться до 200 миллионов климатических беженцев.

9. Способы предотвращения глобального потепления

Есть мнение, что человек в будущем попытается взять климат Земли под свой контроль, насколько это будет успешно, покажет время. Если человечеству это не удастся, и он не изменит свой образ жизни, то вид Homo sapiens ожидает участь динозавров.

Уже сейчас передовые умы размышляют над тем, как нивелировать процессы глобального потепления. Предлагаются такие оригинальные способы предотвращения глобального потепления, как выведение новых сортов растений и пород деревьев, листья которых обладают более высоким альбедо, покраска крыш в белый цвет, установка зеркал на околоземной орбите, укрытие от солнечных лучей ледников и т.д. Много усилий тратится на замену традиционных видов энергии, основанной на сжигании углеродного сырья, на не традиционные, такие как производство солнечных батарей, ветряков, строительство ПЭС (приливных электростанций), ГЭС, АЭС. Предлагаются оригинальные не традиционные способы получения энергии такие, как использование тепла человеческих тел для обогрева помещений, использование солнечного света для предотвращения появления гололёда на дорогах, а также ряд других. Энергетический голод и страх перед угрожающим глобальным потеплением творит чудеса с человеческим мозгом. Новые и оригинальные идеи рождаются, чуть ли не каждый день.

Не малое внимание уделяется рациональному использованию энергоресурсов.
Для уменьшения выбросов CO2 в атмосферу, улучшается КПД двигателей, выпускаются гибридные автомобили.

В будущем планируется уделять большое внимание улавливанию парниковых газов при производстве электроэнергии, а также непосредственно из атмосферы путём захоронения растительных организмов, использования хитроумных искусственных деревьев, закачки углекислого газа на многокилометровую глубину океана, где он будет растворяться в водной толще. Большинство перечисленных способов «нейтрализации» CO2 очень дороги. В настоящее время стоимость улавливания одной тонны СО2 составляет приблизительно 100-300 долларов, что превышает рыночную стоимость тонны нефти, а если учесть, что при сгорании одной тонны приблизительно образуется три тонны CO2, то многие способы связывания углекислого газа оказываются пока не актуальными. Предлагавшиеся ранее способы депонирования углерода с помощью высадки деревьев признаются несостоятельными в связи с тем, бОльшая часть углерода в результате лесных пожаров и разложения органики поступает обратно в атмосферу.

Особое внимание уделяется разработке законодательных нормативов, направленных на снижение выброса парниковых газов. В настоящее время многими странами мира были приняты Рамочная конвенция ООН об изменении климата (1992) и Киотский протокол (1999). Последний не был ратифицирован рядом стран, на которые приходится львиная доля выброса CO2. Так на долю США приходится около 40% от всех выбросов (в последнее время появилась информация, что Китай обогнал США по объёмам выброса CO2). К сожалению, пока человек во главу угла будет ставить собственное благосостояние, прогресса в решении вопросов глобального потепления не предвидится.

А.В. Егошин

Источник: www.priroda.su

Валентин Петрович Мелешко,
доктор физико-математических наук,
Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова
«Химия и жизнь» №4, 2007

От редакции журнала «Химия и жизнь»
Так всё же, как обстоят дела с потеплением климата в нашей стране и во всём мире? Совсем недавно в «Химии и жизни» была опубликована статья В. С. Арутюнова «Глобальное потепление: катастрофа или благо?» (2007, № 3), автор которой приводил многочисленные аргументы в защиту естественного происхождения потепления и объяснял, почему преувеличивают его потенциальный вред и в чём может заключаться его полезность для отдельно взятых стран. Кто-то из читателей, вероятно, спросит: как же так, сегодня вы публикуете статью ученого, который дает прогнозы изменений климата и их возможных последствий, и эти прогнозы, мягко говоря, не радуют, а месяцем раньше предоставляли трибуну другому ученому, который практически отрицает опасность глобального потепления… А еще раньше (2006, № 12) опять-таки писали о грядущих катастрофах, связанных с глобальным потеплением… Вы уж определитесь: сажать ли нам персиковые деревья в Сибири или переселяться поскорее из Питера и Владивостока на континент?! Именно для того, чтобы «определиться», мы вновь и вновь обращаемся к этой теме. Самые внимательные читатели, несомненно, заметят, что у представителей «противоположных» позиций больше точек соприкосновения, чем кажется на первый взгляд. (Хотя нельзя не отметить, что аргументы против «естественного потепления», приведенные ниже, весьма убедительны.) Кроме того, цитируя автора настоящей статьи, «точность расчетов по ансамблю независимых моделей оказывается намного выше, чем аналогичные расчеты по одной, даже самой лучшей модели». А проще говоря — в споре рождается истина.

Введение

Глобальное потепление сегодня тревожит не только ученых, но также общественные и правительственные организации во всем мире. В 1988 году всемирная метеорологическая организация и Программа ООН по окружающей среде создали Межправительственную группу экспертов по изменению климата (МГЭИК, или IPCC, от Intergovernmental Panel on Climate Change), которая каждые 5–6 лет публикует доклады о будущих изменениях климата и возможном влиянии этих изменений на различные виды хозяйственной деятельности. Сегодня МГЭИК — наиболее авторитетная организация в этой области.

С 29 января по 1 февраля этого года в Париже проходило совместное заседание экспертной группы ведущих авторов четвертого Доклада МГЭИК и представителей правительств более ста стран. Ученые сообщили о своем видении причин глобального потепления и роли антропогенного воздействия на климат при различных сценариях экономического, технологического и социального развития мирового сообщества в XXI веке. В подготовке доклада использовались результаты исследований за последние пять лет.

Потепление и антропогенный фактор

В докладе отмечается, что изменения концентрации парниковых газов и аэрозоля в атмосфере и интенсивное освоение новых земель в некоторых регионах земного шара воздействуют на поглощение, рассеяние и излучение тепловой радиации в климатической системе. Это, в свою очередь, вызывает изменения (положительные или отрицательные) глобального радиационного баланса.

Углекислый газ С02 — наиболее важный парниковый газ. Его концентрация в 2005 году увеличилась на 35% (с 280 млн–1 до 379 млн–1) по сравнению с доиндустриальным периодом — до 1750 года. (Напомним, что концентрация парникового газа измеряется количеством молекул данного газа, содержащегося в миллионе (млн–1) или миллиарде (млрд–1) молекул атмосферного воздуха.)

Метан СН4 — второй по значимости парниковый газ. Его концентрация по сравнению с доиндустриальным периодом увеличилась в 1,5 раза (с 715 млрд–1 до 1774 млрд–1).

Концентрация закиси азота (N20) за то же время увеличилась на 18% (с 270 млрд–1до 319 млрд–1).

Концентрации других парниковых газов в атмосфере также возросли, и что особенно примечательно, резко увеличилась скорость их роста за последние 250 лет. Так, концентрация СО2 возросла на 20 млн–1 за 8 тыс. лет, которые предшествовали началу индустриализации, и эти изменения были обусловлены естественными причинами. Однако с 1750 года она выросла почти на 100 млн–1, причем ежегодный прирост был особенно быстрым (1,9 млн–1) в последние 10 лет (рис. 1).

Примерно 65% антропогенной эмиссии СО2 в атмосферу связано со сжиганием ископаемого топлива — нефти, газа, угля и др., и 35% — с уменьшением его стока, вызванного освоением новых земель и массовой вырубкой лесов. При этом примерно 45% от общей эмиссии СО2 остается в атмосфере, 30% поглощается океаном, а остальная часть усваивается биосферой.

Суммарное радиационное воздействие всех парниковых газов на климатическую систему составляет +2,63 Вт/м2. Принято считать, что эта величина оценена с высокой степенью достоверности. Прямое воздействие всех типов аэрозолей на климат, напротив, способствует похолоданию (–0,5 Вт/м2), однако величина этого воздействия определена не так точно. Опосредованное влияние аэрозоля на климат может быть еще большим (–0,7 Вт/м2) за счет изменения альбедо водяных облаков, но и это влияние пока не удалось рассчитать с достаточной достоверностью. В докладе МГЭИК отмечается, что суммарное антропогенное радиационное воздействие на глобальный климат (+1,6 Вт/м2) теперь определено точнее, чем ранее.

Газовый состав атмосферы будет меняться и далее за счет роста концентрации парниковых газов, по крайней мере, в течение первой половины XXI века. Основываясь на данных наблюдений и многочисленных расчетах с помощью сложных физико-математических моделей климата, авторы доклада МГЭИК отмечают:

«Существует очень большая вероятность (более 90%), что только рост антропогенных парниковых газов вызвал глобальное потепление, начиная со второй половины XX века.

Наблюдаемое глобальное потепление атмосферы и океана, а также одновременное уменьшение массы ледников в различных регионах земного шара приводят к выводу, что очень маловероятно (менее 5%), чтобы глобальное изменение климата второй половины XX века было вызвано только естественной изменчивостью климатической системы».

Средняя глобальная температура продолжает увеличиваться, и за последние сто лет (1906–2005 гг.) она выросла на 0,74±0,18°С. Средняя скорость потепления, рассчитанная для последних 50 лет (0,13±0,03°С за 10 лет), в два с половиной раза больше, чем та же величина, рассчитанная для последних ста лет, и это хорошо согласуется с расчетами по климатическим моделям, которые учитывают известный рост парниковых газов в атмосфере (рис. 2). Однако если подставить в те же модели постоянные концентрации парниковых газов и аэрозоля, соответствующие доиндустриальному периоду, то в этих моделях глобальная температура в конце XX века расти не будет.

На территории России потепление за последние 35 лет оказалось более резким по сравнению с глобальным (1971–2005 гг.): с 1951–1970 гг. температура выросла на 1,52°С. Потепление маскируется большой естественной изменчивостью температуры: в отдельные годы в некоторых регионах возможны и похолодания. Однако при осреднении за большие интервалы времени (20 лет и более) потепление проявляется особенно отчетливо. За те же последние 35 лет наблюдались уменьшение осадков в теплое время года на территории России и рост годового стока на многих крупных реках, а также его внутрисезонное перераспределение (подробнее об этом будет рассказано ниже). Изменились условия ледовитости в окраинных морях Северного Ледовитого океана и в устьях северных рек. Зимой во многих регионах стало больше дней с оттепелью.

Согласно 4-му Докладу МГЭИК, средняя температура воздуха в арктическом бассейне увеличивалась в два раза быстрее, чем глобальная температура за последние несколько десятков лет, однако в этом регионе она имеет большую межгодовую и многолетнюю изменчивость. Концентрация морского льда и его протяженность (то есть площадь, занимаемая льдом, по отношению ко всей рассматриваемой площади и в абсолютных единицах — квадратных километрах) непрерывно определяются с 1978 года с помощью спутниковых микроволновых измерений. С 1978-го по 2003 год средняя за год протяженность льда в Северном полушарии уменьшилась на 7%. Летом наблюдалось более заметное сокращение протяженности (на 14% в сентябре по сравнению с 5% в марте): причина в том, что за 10 лет подтаял на 7–9% многолетний, более толстый лед. С другой стороны, толщина морского льда заметно изменяется в пространстве и во времени, и это затрудняет изучение ее динамики. Среднемесячные наблюдения за многолетними паковыми льдами в Центральном полярном бассейне с 1971-го по1990 год показывают уменьшение их толщины на 10 см (менее 4%). Эта величина согласуется с некоторыми другими наблюдениями и модельными расчетами.

Мифы о «естественном» потеплении

В российской научной литературе и средствах массовой информации нередко обсуждаются альтернативные гипотезы потепления. Согласно одной из них, значительное влияние на современный климат Земли могут оказывать изменения солнечной активности и соответственно изменения потока солнечной радиации, приходящей на верхнюю границу атмосферы. Однако непрерывные наблюдения за Солнцем в течение 28 лет (их результаты представлены в том же докладе МГЭИК) позволили установить, что колебания потока солнечной радиации между максимумом и минимумом в 11-летнем цикле составляют 0,08% и при этом нет заметного долговременного тренда, который мог бы вызвать рост температуры на планете. Прямое радиационное воздействие изменений солнечного потока на глобальную атмосферу с 1750 года по настоящее время составляет 0,12 Вт/м2. Это в десять с лишним раз меньше воздействия всех парниковых газов и аэрозоля, вместе взятых.

Основные положения доклада МГЭИК, по существу, отвергают и другие гипотезы: например, что нынешнее потепление может быть частью естественного долгопериодного цикла. В XX  веке наблюдались два теплых периода: первый — с середины 20-х до 40-х годов, а второй начался с 80-х годов и продолжается до настоящего времени. На этом основании сторонники гипотезы утверждают, что самое значительное потепление в конце XX столетия приходится на восходящую ветвь 60-летнего колебания климатической системы, вызванного естественными процессами внутри системы или квазипериодическими внешними воздействиями, такими, как чандлеровские биения полюсов, циклы обращения наиболее крупных планет Солнечной системы вокруг общего центра и так далее.

Если эта гипотеза верна, то потепление закончится в ближайшие годы и начнется глобальное похолодание. Однако в докладах МГЭИК отмечается, что рост глобальной приземной температуры воздуха, скорее всего, будет продолжаться еще десятки и сотни лет. Более того, исследования показывают, что после попадания СО2 в атмосферу этот парниковый газ (как и некоторые другие) может оставаться в ней очень долго. Так, потребуется примерно 30 лет, чтобы только 30% СО2 было выведено из атмосферы в результате естественных процессов; еще 30% может быть удалено за несколько столетий, и, наконец, 20% останутся в ней на многие тысячи лет.

Что такое МОЦАО

Климат — чрезвычайно сложная физическая система, поведение которой определяется взаимодействием между атмосферой, поверхностью океанов, морским льдом, поверхностью континентов и ледниками, а также биосферой. Благодаря этим взаимодействиям в климатической системе возбуждаются сложные естественные колебания с временными масштабами от нескольких недель до десятков и сотен лет. Система может также подвергаться внешним природным воздействиям, связанным с изменениями потока солнечной радиации, выбросами газов и аэрозолей в атмосферу во время извержений вулканов. Наконец, значительное влияние на климат оказывает деятельность человека.

Чтобы понять и рассчитать будущее поведение такой сложной системы, необходимо использовать глобальные модели общей циркуляции атмосферы и океана (МОЦАО). Расчеты по таким моделям требуют огромных вычислительных ресурсов, однако альтернативы им в принципе не существует. Современные МОЦАО воспроизводят основные особенности поведения климата, но в то же время они требуют дальнейшего совершенствования, поскольку они еще недостаточно качественно рассчитывают климат отдельных регионов и его изменения. Кроме того, модели должны точнее воспроизводить не только средние изменения, но и изменения повторяемости экстремальных режимов погоды, которые сильнее всего влияют на нашу жизнь и хозяйственную деятельность.

Насколько достоверными можно считать прогностические оценки будущих изменений климата, полученные с помощью МОЦАО? При подобных расчетах уравнения, описывающие основные климатообразующие процессы, интегрируются на несколько десятков или даже сотни лет. Из-за этого накапливаются систематические ошибки, которые влияют на точность прогноза. Наиболее важные из них могут быть вызваны следующими причинами.

Во-первых, невозможно оценить с высокой степенью достоверности тенденции будущего технологического развития мирового сообщества и изменения окружающей среды на достаточно долгое время, и, как следствие, невозможно точно оценить будущий рост концентрации основных парниковых газов и аэрозолей в атмосфере.

Во-вторых, современные МОЦАО недостаточно совершенны из-за относительно низкого пространственного разрешения и неточного описания климатически значимых физических процессов, которые определяют чувствительность глобального и регионального климата к антропогенному воздействию.

Возможные изменения климата в будущем были рассчитаны с помощью МОЦАО нового поколения (то есть тех моделей, которые принимали участие в совместной программе расчетов, проведенных в рамках подготовки 4-го Доклада МГЭИК) для сценариев интенсивного и слабого роста парниковых газов и аэрозолей в атмосфере. Оказалось, что, согласно расчетам, потепление на территории России в первые 40–50 лет слабо зависит от выбранного сценария, поскольку в начале XXI века они незначительно отличаются между собой. Скорость потепления в эти годы будет определяться ранее накопленными в атмосфере парниковыми газами. В климатической системе уже сформировался неравновесный радиационный режим, и адаптация климата к любому новому состоянию потребует нескольких десятков лет. Это означает, что замедлить потепление климата, вызванное антропогенным влиянием, едва ли удастся до середины XXI века, особенно если учесть, как неторопливо международное сообщество принимает значимые решения в этой области. Таким образом, уменьшение или увеличение скорости роста парниковых газов в ближайшие полвека не отразится значимо на скорости потепления.

Сегодня в научных центрах промышленно развитых стран применяют более двадцати МОЦАО, однако не все они одинаково хороши: расчеты будущих изменений климата при одних и тех же сценариях роста парниковых газов в атмосфере показывают некоторый разброс результатов, возрастающий с увеличением срока прогноза. Однако точность расчетов современного климата по ансамблю независимых моделей оказывается намного выше, чем аналогичные расчеты по одной, даже самой лучшей, модели.

Прогноз на ближайшие полвека

Россия — большая страна, и климат ее чрезвычайно разнообразен. В целом он считается достаточно суровым: во многих регионах температуры воздуха ниже нуля наблюдаются более полугода. Зимой на большей части России осадки выпадают в виде снега, который накапливается до весны. Весной же снег начинает быстро таять, вызывая паводки. С наступлением лета почвы иссушаются, на обширных пространствах европейской территории России и Сибири формируются засушливые условия.

Дальнейшее содержание этой статьи основано на оценках будущих изменений климата России, выполненных коллективом Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова, в которых широко использовались расчеты с помощью МОЦАО нового поколения. (Исследования изменений климата, основанные на применении сложных физико-математических моделей, ведутся также в Институте вычислительной математики и Институте физики атмосферы РАН.)

Температура воздуха. XXI веке на территории России, прежде всего в арктических и субарктических регионах, потепление будет заметно больше по сравнению с глобальным (рис. 3). Среднее за год потепление в середине века может составить 2,6 ± 0,7°C по сравнению с концом XX века (1980–1999 гг.).

Ожидаемое увеличение температуры существенно зависит от времени года и региона (рис. 4). Все без исключения модели показывают наиболее значительное потепление зимой (3,4 ± 0,8°С), особенно в Сибири и широтной зоне вдоль Полярного круга. Летом, наоборот, в этой широтной зоне потепление будет наименьшим (1,9 ± 0,7°С). Изменение температуры воздуха у поверхности Земли во всех регионах России зимой и летом ожидается значительно большим, чем разброс изменений между отдельными моделями. Это говорит о том, что расчеты по моделям достоверны.

Осадки. Среднегодовое количество осадков возрастет к середине века на 8,2 ± 2,5% по сравнению с периодом 1980–1999 гг. Самый значительный рост осадков приходится на зиму, с максимумом в восточных и северных регионах (рис. 5). В 2050 году на большей части России ожидаемое увеличение количества осадков в три раза превышает модельную изменчивость (14,5 ± 4,5%). Летние дожди тоже станут обильнее, но не настолько (4,1 ± 3,1%), и для них на большей части европейской территории России разброс между моделями особенно велик. Это означает, что достоверность расчета осадков в отдельных регионах России пока еще недостаточно высока. На юго-западе России осадков даже станет меньше. Изменения фазового состояния осадков (дождь пойдет или снег?) также важны. В европейской части России рост суммарных осадков происходит преимущественно за счет дождей, в то время как в Западной и Восточной Сибири — за счет снега. Таким образом, в Сибири следует ждать дополнительного накопления снега зимой и более обильного таяния весной.

Влажность почвы. При потеплении климата не только растет количество осадков, но и усиливается испарение с поверхности почвы, а это существенно уменьшает влагосодержание деятельного слоя почвы (глубиной 1 м) и речной сток именно в тех регионах, где особенно развито сельское хозяйство: на Северном Кавказе, в Поволжье и др. Модельные расчеты показывают, что там, где снежный покров сходит рано, влагосодержание почвы начнет уменьшаться уже весной, а с наступлением лета это уменьшение станет заметным на всей территории России. Вырастет вероятность засухи, особенно в южных регионах.

Речной сток. Рост среднегодовых осадков при потеплении заметно увеличит сток на водосборах крупных речных систем (при условии, что испарение не будет расти быстрее, чем осадки). У южных рек, где количество осадков увеличится не так сильно, годовой сток может заметно сократиться из-за повышенного испарения. На водосборах северных рек, таких, как Печора, Северная Двина, Мезень, Енисей, Лена, заметно вырастут среднегодовые стоки. Принимая во внимание, что на этих водосборах зимой будет накапливаться больше снега, увеличится и вероятность паводковых ситуаций весной.

Сезонное протаивание многолетнемерзлых грунтов. В России многолетнемерзлые грунты (это более корректное название «вечной мерзлоты» употребляют специалисты) занимают около 70% территории. Глубины сезонного протаивания грунтов существенно зависят от их свойств (торфяники, суглинки, пески) и растительных покровов. Поэтому в естественных условиях протаивание происходит не равномерно, а мозаично. При потеплении глубина протаивания конечно же увеличится, и это не лучшим образом скажется на многих видах хозяйственной деятельности.

Расчеты показывают, что смещение к северу границы многолетнемерзлых грунтов сохранит широтный характер и составит к середине века от 100 до 250 км. На большей части территории Сибири глубины протаивания возрастут на 20–40 см (рис. 6). При этом во всей рассматриваемой области разброс значений, полученный по разным моделям, меньше средней величины, полученной по ансамблю моделей.

Деградация многолетнемерзлых грунтов приведет к деформации или даже разрушению строений и транспортных путей. Наиболее уязвимыми будут портовые объекты и другие сооружения инфраструктуры водного транспорта, так как для севера Западной Сибири в руслах рек преобладают песчаные грунты, а именно они в наибольшей степени подвержены протаиванию. Такие же грунты характерны для полуострова Ямал, где в ближайшие годы планируется интенсивная добыча газа.

Выводы

Научное прогнозирование изменений климата в XXI веке, несомненно, заслуживает пристального внимания. Однако вследствие чрезвычайно большой инерции климатической системы, обусловленной продолжительным временем жизни парниковых газов в атмосфере, а также огромной термической памятью Мирового океана и ледников Гренландии и Антарктиды, потепление климата будет продолжаться несколько столетий. Это означает, что если концентрации парниковых газов в XXI веке будут расти с такой же скоростью, как в последние несколько десятков лет, то серьезная угроза ожидается в отдаленной перспективе. С другой стороны, долговременные программы для ранних превентивных действий, рассчитанные на реализацию в течение нескольких десятков лет, недостаточно убедительны для правительственных организаций. Правительства не готовы рассматривать последствия изменений климата за пределами 10–20 лет. К тому же изменения, наблюдаемые в течение небольшого времени, достаточно малы по сравнению с естественной изменчивостью климата, и это притупляет внимание к грядущим проблемам.

Какие именно ранние предупредительные меры необходимо принять сейчас, чтобы ослабить долговременные последствия? Этот вопрос требует особого внимания, и правильный ответ на него представляется непростым.

На фоне глобального потепления региональные изменения климата России будут далеко не одинаковыми, а их влияние на хозяйственную деятельность — как благоприятным, так и пагубным. Зона комфортного проживания может переместиться к северу, сократятся расходы на отопление, улучшится ледовая обстановка и соответственно упростятся транспортировка грузов вдоль арктического побережья и на крупных реках, освоение природных ресурсов арктического шельфа и т. д. В то же время более частыми станут засухи в одних регионах и наводнения в других. Протаивание многолетнемерзлых грунтов может нанести серьезный ущерб строениям и коммуникациям в северных регионах России. Нарушится равновесие в биоценозах, изменится их видовой состав. Могут возникнуть серьезные проблемы, связанные с миграцией населения.

Оценки влияния климатических изменений на сельское хозяйство России, водные ресурсы, растительный и животный мир, демографическую ситуацию все еще весьма неопределенны. Однозначная же оценка (выгодно или невыгодно потепление для России), по-видимому, в принципе невозможна, учитывая как сложность взаимодействия разных факторов, так и этическую сторону проблемы в международном плане. Например, можно ожидать катастрофических последствий в одних регионах земного шара и появления новых экономических возможностей в других.

Глобальное потепление создает для России — с учетом ее географического положения, экономического потенциала, демографических проблем и геополитических интересов — новую ситуацию, и руководству страны необходимо осознать важность грядущих перемен с точки зрения национальных интересов. В подавляющем большинстве промышленно развитых стран изменение климата рассматривается как первоочередная проблема, которая требует всестороннего изучения и разработки долговременных программ. Очевидно, что в XXI веке антропогенное воздействие на климат и меры, направленные на уменьшение негативных последствий этих изменений, будут в центре внимания мирового сообщества. Игнорирование глобального потепления, оправдываемое его недостаточной изученностью, — не самый благоразумный выбор, и за него, возможно, придется дорого заплатить.

Что еще можно почитать об этом:
1) Мелешко П. и др. Антропогенные изменения климата в XXI веке в Северной Евразии. Метеорология и гидрология. 2004, № 7, 5–26.
2) IPCC, 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Intergovernmental Panel on Climate Change. Fourth Assessment Report. Technical Summary.

Источник: elementy.ru