Дайджест. Курган. 2017
Все замечают, что с погодой что-то происходит. То стоит небывалая жара, то тайфуны и штормы обрушиваются на побережья гораздо чаще, чем раньше, то зимы теплее обычного, да еще и бесснежные. Ледники в горах начали таять очень быстро, как и лед в Северном Ледовитом океане, уровень которого, как и везде, медленно, но неуклонно повышается. Об изменении климата сейчас говорят все: ученые, политики и даже не очень сведущие в этих делах широкие массы населения, включая и политических деятелей во многих странах.
Современное глобальное потепление — это влияние антропогенного фактора или же это естественное природное явление, на которое влияет светимость Солнца, извержения вулканов и другие процессы? Если посмотреть на график изменения температур приземного воздуха за последние 1000 лет, то были как понижения, так и повышения температуры, но экстремальный скачок, который наблюдается сейчас, конечно, резко выделяется на фоне колебаний предыдущих эпох. Этот график получил название «хоккейной клюшки». Составил его климатолог Майкл Манн, изучавший изменения температуры на планете по самым разным источникам: от исторических документов и математических моделей до древесных годичных колец и коралловых рифов. Небольшой нисходящий тренд с относительно частыми колебаниями в пределах 0,5°С образует черенок клюшки, который тянется от начала нашей эры до середины XVIII века. Последующий стремительный скачок на 0,7°С за какие-то полтора столетия рисует на графике лихой крюк. Так выглядит глобальное потепление.
Глобальное потепление — явление далеко не уникальное. Эпохи глобального потепления фиксировались и в древние геологические эпохи, когда никакого антропогенного фактора не было. Например, 56 миллионов лет назад общемировая температура поднялась на 5°С вследствие массового поступления в атмосферу парниковых газов. Этот период известен как палеоцен-эоценовый термальный максимум. По мнению ряда ученых, эта «тепловая вспышка» была относительно кратковременной, после чего примерно 200 тысяч лет окружающая среда возвращалась к нормальному для того времени состоянию. Откуда же взялись парниковые газы? Ученый Ли Камп связывает их с раскрытием северо-восточной Атлантики и появлением огромной массы магматических пород, тепло от которых привело к размораживанию залежей гидратов метана на дне океанов, а метан — гораздо более сильный улавливатель тепла, чем диоксид углерода. Надо отметить, что диоксид углерода в больших объемах поглощается океанами, в результате чего океанские воды на глубине подкислялись и теряли кислород, что, в свою очередь, вызывало гибель многих организмов. Таким образом, раньше тоже были времена, когда средняя температура повышалась, но не так стремительно, как сейчас.
Существует много исследований по палео-климату, свидетельствующих о том, что периоды потепления и похолодания чередовались без всякого техногенного воздействия.
Из двух последних миллионов лет 1 миллион 800 тысяч лет царил ледниковый период. Еще несколько десятков тысяч лет назад над Европой лежал ледовый щит, содержащий примерно такой же объем льда, как современная Антарктида. Над Москвой максимальная толщина льда составляла 300-400 м. Вторая «Антарктида» располагалась над Северной Америкой. Эти ледовые щиты депонировали в себе такое огромное количество воды, что уровень Мирового океана был на 120 м ниже современного. Таким образом, все континенты, кроме Антарктиды, соединялись друг с другом сухопутными мостами, что дало возможность для заселения Австралии и Америки (в которую люди пришли 32 тысячи лет тому назад).
Около 5,5 тысячи лет назад золотой век с еще более благоприятным, чем сейчас, климатом сменился Всемирным потопом, память о котором сохранилась и у египтян, и у жителей Месопотамии, и у китайцев, и в Мезоамерике. Потоп возвестил о начале похолодания, пик которого совпал с появлением трех первых известных нам цивилизаций — египетской, месопотамской и долины реки Инд.
Другое массивное похолодание началось на рубеже VII-VI веков до нашей эры и закончилось в самом конце III века нашей эры, опять совпав с цивилизационным скачком. Началось так называемое «осевое время» великих культур древности — время Сократа и Платона, Будды и Заратустры, Конфуция и Лао-цзы. Еще одно резкое изменение климата, вероятно, повлияло на возникновение и стремительную экспансию исламской цивилизации. Но «климатические мутации» далеко не всегда приводили к благоприятным социальным сдвигам. Одно за другим выходят исследования, посвященные гибели цивилизации майя в Центральной Америке, полинезийцев с острова Пасхи, китайской династии Тан, народа охотников-кочевников, проживающих на берегах Байкала, именно в связи с климатическими катастрофами.
На рубеже первого и второго тысячелетий нашей эры наблюдалось существенное потепление, во время которого викинги открыли «зеленую страну» — Гренландию и основали там поселения.
С середины XVI и до середины XIX вв. произошло похолодание, так называемый «малый ледниковый период», когда зимы были очень холодные, в Европе замерзали реки. Вспомните картины голландских живописцев, изображавших конькобежцев на каналах. Например, картину Яна Ван Гойена «Конькобежцы», написанную в 1641 г.
В начале XVII века в России летние заморозки, июльские и августовские, повторялись три года подряд (в июле 1601-го в Москве ездили на санях). В результате пришли чудовищные неурожаи и разразилась гуманитарная катастрофа, известная историкам как «несчастное правление» Бориса Годунова, за которым последовало Смутное время.
Сейчас климат на планете теплее, чем когда-либо на протяжении последних 3 тысяч лет. Это, конечно, прекрасно, но проблема в том, что потепление продолжается, стремительно набирая темпы. XX в. стал самым теплым за последние 1000 лет, а 1998 г. — аномально теплым за все это время наблюдений.
По оценкам Межгосударственной группы экспертов по изменению климата, к началу XXII века средняя температура поверхности Земли может повыситься на 3,4°С.
Даже если изменения будут плавными, потепление переживут не все: к 2050 году перестанет существовать не меньше миллиона видов растений и животных. Самый «мягкий» сценарий приведет к исчезновению каждого десятого вида, а наиболее жесткий — к гибели каждого второго. Некоторые виды, наоборот, начнут стремительно размножаться: например, лавинообразный рост численности насекомых в результате глобального потепления может стать отдельной глобальной проблемой.
Главной причиной всех неприятностей геофизики считают парниковый эффект: Земля получает и удерживает солнечное тепло, а загрязненная атмосфера мешает излучать в космос его избыток. Роль тепличного стекла отводится нескольким газам — двуокиси углерода, метану и водяным парам. Если бы парникового эффекта не было вообще, то средняя температура на поверхности Земли была бы не +14°С как сейчас, а на 30°С ниже, то есть около —15°С.
Парниковый эффект атмосферы Земли был открыт в 1824 г. французским физиком Жозефом Фурье. Он опубликовал работу, в которой указывалось, что газы в атмосфере могут способствовать повышению температуры земной поверхности и что на Земле было бы гораздо холоднее, утрать она атмосферу.
В 1860 г. английский физик Джон Тиндалл доказал, что некоторые газы блокируют инфракрасные лучи. Он пришел к выводу, что изменение концентрации газов в атмосфере способно изменить климат.
В конце XIX в. шведский химик Сванте Аррениус высказал идею о возможном потеплении климата в результате деятельности человека. Он опубликовал работу с «говорящим» названием «Влияние углекислоты в воздухе на температуру поверхности». В ней впервые было указано, что мировые температуры зависят от уровня концентрации углекислого газа в атмосфере и что, если количество углекислоты повысить вдвое, то земная температура вырастет на 5°С.
В 1938 году в работе английского климатолога Дж. Каллендера было высказано предположение о том, что хозяйственная деятельность человека увеличивает массу углекислого газа в атмосфере и это приведет к развитию глобального потепления климата. Он установил, что три четверти углекислого газа, образованного от сжигания топлива, задерживается в атмосфере. Он впервые рассчитал зависимость температуры воздуха от изменений массы углекислого газа при учете влияния водяного пара на радиационный режим атмосферы. Но найденная Каллендером величина повышения средней температуры воздуха при удвоении концентрации углекислого газа оказалась сильно заниженной. Им была сделана попытка оценить изменение климата до XXII века под влиянием антропогенного воздействия. Он рассчитал, что сжигание существующих запасов топлива приведет к десятикратному увеличению концентрации углекислого газа и что к началу XXII века средняя температура воздуха повысится на 0,6°С, в результате чего произойдет смещение климатических зон в более высокие широты на 130 километров.
Хотя указанные значения оказались сильно заниженными, но сделанная Каллендером попытка определения климатических условий будущего с учетом влияния на них антропогенных факторов представляла существенный вклад в науку.
До середины XX века проблемой изменения климата занимались ученые-одиночки. С 1960-х годов этой проблемой заинтересовались научные организации. Появилось множество тревожных докладов. Первой авторитетной научной организацией, которая согласилась с тем, что проблема глобального потепления действительно существует и что прямо или косвенно ее причиной является человек, стал Национальный фонд науки США. Его доклад появился в 1963 году.
В 1966 году Национальная академия наук США впервые опубликовала доклад, в котором анализировалось влияние человека на климат.
В конце 1960-х годов сторонники охраны окружающей среды приобретают значительное влияние в Северной Америке и Западной Европе. Под их давлением власти начинают уделять больше внимания экологическим вопросам, в том числе и проблеме изменения климата. Публикуются первые тревожные прогнозы относительно перспектив глобального потепления.
В 1988 году в структуре ООН появился Межправительственный совет по изменению климата.
В 1992 году на встрече на высшем уровне «Планета Земля» была принята Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата, ставшая первым шагом на пути к решению проблемы изменения климата. Конвенцию подписали представители 189 государств. На данный момент состав государств — участников Конвенции является почти универсальным — Конвенцию ратифицировали и являются ее участниками 197 государств. Главная цель Конвенции — не допустить «опасного антропогенного воздействия на климатическую систему».
В 1995 году страны начали переговоры в целях укрепления глобальных мер реагирования на изменение климата. В 1997 году принято дополнение к рамочной Конвенции ООН по изменению климата. Оно более известно под названием «Киотский протокол». В нем были указаны основные «парниковые газы»: углекислый, метан, закись азота, гидрофторуглероды, перфторуглероды и гексафторид серы. Данный документ обязывает развитые страны — стороны Протокола сокращать выбросы парниковых газов. Первый период выполнения обязательств начался в 2008 году и закончился в 2012 году. Второй период начался 1 января 2013 года и закончится в 2020 году. Участниками Киотского протокола являются 192 государства.
В декабре 2015 г. на 21-й сессии Конференции сторон Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата было заключено историческое Парижское соглашение по борьбе с изменением климата и активизации деятельности, необходимой для обеспечения устойчивого низкоуглеродного развития. Парижское соглашение опирается на мандат Конвенции и впервые в истории объединяет все народы, с тем, чтобы предпринять решительные шаги по борьбе с изменением климата и смягчению его последствий и оказать в этом помощь развивающимся странам. Главная цель Парижского соглашения заключается в укреплении глобальных мер по борьбе с изменением климата, с тем чтобы удержать повышение глобальной температуры в этом веке в пределах 2°C и попытаться даже снизить этот показатель до 1,5°C. Парижское соглашение было подписано главами 175 государств. Оно вступит в силу в 2020 году.
В последние десятилетия сводки погоды напоминают калейдоскоп аномальных явлений. В них сообщается об ураганных ветрах и гигантских цунами, о страшной жаре, ливнях и наводнениях. Регионы, в которых прохладный климат веками был нормой, стали испытывать частые всплески жары, а жители южных стран почувствовали на себе арктические холода. Так что же происходит: глобальное потепление или похолодание?
Каждый специалист видит изменения климата через призму своей специальности, но подавляющее большинство приходит к выводу, что происходит глобальное потепление. Одни ученые рассматривают «парниковый эффект» от газов, выброшенных в атмосферу промышленными предприятиями, другие утверждают, будто глобальное потепление — чисто природное периодическое явление, в котором в принципе нет ничего страшного. Третьи настаивают на взаимодействии природных и техногенных факторов. Есть и голоса в пользу того, что потепление проявит себя как таковое лишь в низких широтах, зато на севере, за счет нарушения течения Гольфстрима, оно обернется... новым великим оледенением.
Все последствия, которые вытекают из теории глобального потепления, претворяются в жизнь на наших глазах. Увеличиваются частота и амплитуда колебаний метеоэлементов. Если раньше погоды стояли в среднем в течение недели, то сейчас все меняется каждые три-четыре дня. Образно выражаясь, процесс идет вразнос. Амплитуда увеличивается как в сторону усиления жары, так и в сторону аномально холодных периодов. Изменения усиливаются в более высоких широтах.
За последнее столетие изменение средней глобальной температуры воздуха составило 0,74°С. Рост температуры наблюдается по всему земному шару, причем он более значителен в средних и высоких широтах. Районы суши нагреваются быстрее океана. Повышение температуры Мирового океана проникло до глубины 3 километров. Подъем среднего уровня моря составил 0,17 метра за счет теплового расширения и таяния льдов. Сокращается ледяной покров Северного Ледовитого океана. По оценкам международной группы ученых, предполагается, что к 2040 году или даже ранее Северный Ледовитый океан может остаться без льда. Площадь снежного покрова сократилась примерно на 10%. Особо драматичны климатические изменения в африканском регионе. Тают знаменитые снега Килиманджаро. За минувшее десятилетие площадь ледников этой горы сократилась на три четверти. Конкретно речь идет о нескольких оставшихся осколках бывшей шикарной ледяной шапки. Если так пойдет дальше, то скоро и о них придется говорить лишь в прошедшем времени, как и о местных реках, берущих у подножья горы свое начало. Происходит таяние ледников во всем мире. К примеру, по данным журнала «National Geographic», на территории гористого штата Монтана (США) в 1910 году насчитывалось 150 ледников и глетчеров, а в 2007 году их осталось только 27. В Северном полушарии весна (в температурном, а не календарном смысле) наступает на неделю раньше, а зима — на неделю позже, чем столетие назад. При повышении приземной температуры с 1970-х годов произошло: увеличение количества осадков в северных частях Европы и Азии, а также в восточных частях Северной и Южной Америки; их уменьшение — в Средиземноморье, в южной части Африки и Азии. В глобальном масштабе площадь, пораженная засухой, увеличилась. В Восточной Африке она уже стала постоянной проблемой.
Ледник Кори Калис, Перу. Июль 1978 г. — июль 2011 г.
Международный совет по изменению климата в 2007 году предсказал, что если мировая температура повысится на 1,5-2,5°С, то под угрозой исчезновения окажутся 30% животных и растений. К 2020 году в жарких частях планеты площадь сельскохозяйственных угодий сократится наполовину. К 2050 году более миллиарда человек будут страдать от хронической нехватки питьевой воды.
Надо сказать, что всех пугает не столько рост температуры и увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере, сколько его темп, действительно очень высокий, намного выше ожидаемого. Предсказывают, что через 50-70 лет уровень океана поднимется на 7 м, в результате чего окажутся затоплены обширные территории Голландии, Германии, Бангладеш, Венеция, северные районы Европейской России и Западной Сибири и так далее. Будут более частыми экстремальные осадки, наводнения, сильные грозы, смерчи (торнадо), тайфуны, аномально жаркие летние месяцы, засухи.
Так будет выглядеть наша планета в 2050 году, считают ученые
Вместе с тем существуют представления, достаточно обоснованные, что глобальное потепление скоро закончится, если уже не кончилось, а наступает похолодание.
Космические снимки показывают, что у берегов Канады увеличился общий покров льда, что привело к закрытию некоторых проливов, так что несколько яхт и круизный корабль оказались затерты льдами. Только с помощью ледоколов их освободили. Температура водной массы Тихого океана на востоке понизилась. Возможно, что уменьшение температуры связано с массой аэрозолей из-за выхлопов автотранспорта, которые отражают солнечное тепло. Не исключено и понижение активности Солнца, что происходит циклически.
Возникает проблема с холодным Лабрадорским течением, идущим с севера вдоль восточного побережья Северной Америки, где оно, имея большую плотность воды, проходит под теплым Гольфстримом, обогревающим всю Западную Европу, где среднегодовая температура на 10 и более градусов выше, чем на той же широте у нас в России. Сейчас плотность холодного Лабрадорского течения лишь на малую долю процента выше, чем плотность воды Гольфстрима в середине Атлантического океана, что позволяет холодной массе воды проходить ниже теплой. А если эта температурная разница исчезнет? Тогда Европа замерзнет, и лучше вообще пока не гадать.
Если глобальное потепление неизбежно, то чем оно все-таки грозит России? На этот счет мнения научного сообщества тоже расходятся. Однако даже незначительное потепление приведет к массовому таянию арктических льдов, что, в общем-то, для нас благоприятно, так как откроется Северный морской путь. Но поступившая из-за этого вода поднимет уровень океана примерно на метр в худшем случае.
Российские гляциологи заявляют, что тают тундра и тайга. Речь идет о зонах вечной мерзлоты, а те занимают свыше двух третей территории Российской Федерации (порядка 70%). Каждое лето накопившаяся в мерзлоте органика на этой огромнейшей площади Сибири и Дальнего Востока России, оттаяв, разлагается и выпускает в атмосферу гигантское количество метана.
Уже доказано, что температура воздуха за последние 35 лет повысилась на 0,6-0,8°С на севере Европейской России, в Западной Сибири — до 1,6°С, в Якутии — на 1,4°С. Особенно это заметно зимой: температура в Заполярье сейчас гораздо выше, чем 30-40 лет назад, хоть это и не очевидно для простого человека, которому одинаково холодно и в —35, и в —30°С. Даже летом температура в Сибири и Заполярье, в районе Салехарда, Норильска, Хатанги, на Таймыре оказывается выше, чем в более южных районах: Новосибирске, Омске, Кемерове, Красноярске, Иркутске. Увеличение температуры может вызвать многие опасные процессы — образование оползней, термокарста, вытаивания льдов и так далее. Увеличение количества осадков вызовет наводнения, особенно экстремальные, грозы и, вместе с тем, периоды засух.
Изменения климата мы ощущаем и сами: на европейской части России предзимье никогда раньше не было столь продолжительным и мучительным, как сейчас. Последние годы мы не можем вступить в зиму, долго ждем мягкого снега, сугробов, солнца, а изо дня в день темень, что-то «около нуля», капель, мокрый снег, бесконечные простуды и дурное настроение вперемешку с усталостью и сонливостью. С одной стороны, Россия — страна с холодным климатом, казалось бы, немножко тепла ей не повредило бы. Известный британский экономист Николас Стерн в свое время признал, что некоторые страны (Россия, Канада, Скандинавия) на начальных этапах глобального потепления оказываются даже в небольшом выигрыше. У России, например, появляются новые возможности для сельского хозяйства (южная граница рискованного земледелия отодвигается к северу), Северный морской путь открывается для навигации достаточно долго в течение года, повышается доступность арктических шельфов. Адаптация к изменению климата не всегда значит, что приспосабливаться придется только к чему-то плохому. Не исключено, что и к хорошему. Но если бы этим изменение климата для России и ограничилось! На юге страны, напротив, ожидается рост засушливости, при этом в некоторых местах, на первый взгляд парадоксально, рост засушливости может сочетаться с экстремальными осадками. В других регионах повышается риск наводнений, в том числе, по-видимому, и для Санкт-Петербурга. По оценкам ученых, глобальный средний уровень моря будет продолжать подниматься в течение XXI века. Для жесткого сценария — до 1 метра, по сравнению с сегодняшним днем. Чрезмерная жара летом, лесные пожары и загрязнение воздуха. Деградация многолетней мерзлоты. К этому надо готовиться. У России есть преимущество перед другими странами — большая территория, охватывающая разные климатические пояса, значит, хотя бы уже в этом возможности для адаптации выше.
Итак, что происходит с климатом — глобальное потепление или же похолодание — до конца неясно. Необходимо разрабатывать прогнозы изменений климата как для России, так и для всего мира. Надо ограничить вредные выбросы в атмосферу. И конечно, необходимо быть готовым к стихийным природным катастрофам, которые, если резкое потепление продолжится, будут происходить чаще, или же к наступающему возможному похолоданию.
Составитель: ведущий библиограф Артемьева М. А.