ПРОБЛЕМА ГЛОБАЛЬНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОСЛЕДСТВИЙ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ

Последствия климатических изменений оказывают воздействие на все стороны жизни как отдельного человека, так и общества в целом. Эти воздействия проявляются в экономике, социальных процессах, политике государств, в культуре, традициях, подвижности населения и т.д. Наиболее полные результаты исследований по данной проблеме, проводившихся в последние десятилетия, обобщены в четырех докладах Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК, англ. Intergovernmental Panel on Climate Change — IPCC).

Первый оценочный доклад МГЭИК был опубликован в 1990 г. Четвертый оценочный доклад МГЭИК представлен в 2007 г. В нем содержатся последние результаты исследований в этой области [1].

Измерения показывают, что на протяжении XX в. температура атмосферного воздуха у поверхности Земли в среднем по планете повысилась на 0,6 градуса Цельсия. Считается, что 90-е гг. XX в. были самым теплым десятилетием последнего тысячелетия. Самым жарким годом за всю историю наблюдений (с 1860 года) признан 1998 г. В 2005 г. зафиксированы самые высокие средние температуры в северном полушарии с начала систематических наблюдений. Повышение среднего уровня океана в XX веке оценивается в 10—20 см. Этому способствовало расширение воды в результате потепления, а также таяние ледников. Имело место сокращение толщины снегового покрова в северном полушарии в среднем на 10%. Повсеместно наблюдается отступление горных ледников за пределами полярных широт.

За последние десятилетия размеры ледового покрова Арктики сократились на 10—15%, толщина льда в конце лета уменьшилась на 40%. Специалисты убеждены, что нарастающие в последние десятилетия признаки потепления вызваны, главным образом, деятельностью человека, развитием промышленности, сельского хозяйства, вырубкой лесов, т.е. самыми разнообразными видами антропогенных воздействий на окружающую среду.

В соответствии с построенными в начале нынешнего века прогнозами ожидается, что к 2100 г. температура повысится на 1,4—5,8 градуса.

Таяние ледников неизбежно приведет к дальнейшему повышению уровня мирового океана, которое может достигнуть, как предполагается, к 2100 г. 88 см. Это, в свою очередь, повлечет затопление низко расположенных над уровнем моря районов суши.

Изменения режима выпадения осадков будут иметь вполне определенные негативные результаты в процессах производства продовольствия. Это приведет к нехватке продовольствия в отдельных регионах.

Ожидается увеличение и частота экстремальных погодных явлений. Среднее количество осадков, вероятно, увеличится, однако, скорее всего, усилится неравномерность их выпадения. Это приведет к повышению частоты засух и наводнений. Имеются факты, которые указывают на то, что следует ожидать повышения частоты и разрушительной силы ураганов. Считается, что достаточно трудно в настоящее время прогнозировать развитие таких явлений, как смерчи, грозы, довольно сложно предположить, какие именно регионы будут подвержены этим явлениям в наибольшей степени.

Попытаемся привести перечень основных процессов, сопровождающих климатические изменения, в краткой форме:

• 1. Повышение средней температуры воздуха.
• 2. Таяние ледников.
• 3. Сокращение площади и толщины снежного покрова и арктических льдов.
• 4. Повышение среднего уровня мирового океана.
• 5. Затопление низко расположенных прибрежных территорий.
• 6. Усиление экстремальных погодных явлений:
  • — смерчи, ураганы, тайфуны;
  • — экстремально высокие и низкие температуры воздуха;
  • — засухи;
  • — наводнения.
• 7. Сокращение и загрязнение источников пресной, в том числе питьевой воды.
• 8. Смещение климатических поясов.
• 9. Распространение не свойственных для определенных регионов животных и растений, в том числе переносчиков болезней.
• 10. Распространение новых для некоторых регионов болезней.
• 11. Смещение времени обычных сезонных изменений.
• 12. Лесные пожары.
• 13. Торфяные пожары.
• 14. Таяние вечной мерзлоты.
• 15. Расширение зон пустынь.
• 16. Сокращение зон лесов.
• 17. Сокращение площади и продуктивности сельскохозяйственных угодий.

Территории нашей страны подвержены высоким рискам последствий климатических изменений. Особую опасность представляют лесные пожары. Чрезвычайную угрозу несут торфяные пожары. Смещение границы вечной мерзлоты подвергает рискам объекты промышленной и социальной инфраструктуры.

Внимание к вопросам климатических изменений было привлечено в связи с проведением в 1957 г. Международного геофизического года, в рамках мероприятий которого была создана сеть станций наблюдения за окружающей средой. Измерения, регулярно проводимые в последние десятилетия, показали процесс нарастающего увеличения концентрации С0₇ в атмосфере.

Инструментальное исследование климата началось сравнительно недавно. В 1958 г. Чарльз Дэвид Килинг приступил к проведению регулярных измерений концентрации углекислого газа в двух местах, удаленных от промышленных районов и крупных городов. Измерения проводились в районе Южного полюса и на вершине потухшего вулкана в обсерватории Мауна-Лоа на Гавайях.

Чарльз Дэвид Килинг. Институт океанографии имени Скриппса

Построенная им кривая динамики концентрации углекислого газа во времени (кривая Килинга) позволяет судить о тенденциях изменения концентрации С0₂ в течение различных по продолжительности периодов. Динамика внутригодового изменения концентрации С0₂ указывает на влияние таких факторов, как рост этой концентрации в период повышенной эмиссии, в период отопительного периода в Северном полушарии зимой и снижение концентрации, вызываемое поглощением С0₂ в период вегетации растений и изменением количества активной биомассы. Кривая демонстрирует рост среднего значения концентрации С0₂ за последние десятилетия.

Содержание углекислого газа в атмосфере

Кривая концентрации углекислого газа по данным обсерватории Мауна-Лоа,

Гавайи. (Лицензия ГНУ). (Кривая Килинга)

По графику можно определить, что за последние 50 лет с начала измерений рост концентрации С0₂ составил приблизительно 60 ppm, увеличившись до 380 ppm. Этот рост продолжается нарастающими темпами. Количественные данные, полученные Киллингом, указывают на явно выраженную зависимость процессов изменений климата от роста концентрации СО-, в атмосфере, обусловленного сжиганием ископаемого топлива.

Исследования, проведенные Массачусетским технологическим институтом (англ. Massachusetts Institute of Technology, MIT) в 60-е гг. двадцатого века, показали возможное изменение климата в сторону потепления.

Современные представления о парниковом эффекте исходят из того, что одним из главных факторов, определяющих состояние климата на Земле и климатические изменения, является поток солнечной энергии в форме электромагнитного излучения в диапазоне видимого света. Считается, что 30% солнечной энергии отражается атмосферой в космос, другая часть энергии (70%) проходит через атмосферу и достигает поверхности Земли, разогревая ее. Нагретая поверхность Земли излучает энергию в диапазоне невидимого инфракрасного излучения.

Молекулы парниковых газов обладают способностью как поглощать, так и излучать энергию в инфракрасном диапазоне. Поглощая излучаемую поверхностью Земли энергию, парниковые газы препятствуют прямому уходу этой энергии в космос. Большая часть теплового излучения Земли благодаря наличию парниковых газов задерживается в нижних слоях атмосферы Земли. Молекулы парниковых газов, несущие эту энергию, конвекционными потоками воздуха уносятся в верхние слои атмосферы и только затем инфракрасные излучения уходят в космос.

Естественная концентрация парниковых газов обеспечивает повышение температуры атмосферного воздуха у поверхности Земли примерно на 30 градусов Цельсия по сравнению с той, которая могла бы быть при отсутствии парникового эффекта. Естественные парниковые газы составляли незначительную долю в составе атмосферы, около 280 ppm в начале XX века. К концу пятидесятых годов прошлого века концентрация С0₉ составляла 315 ppm и возросла к 2005 г. до 378 ppm.

Количество парниковых газов в атмосфере Земли постоянно возрастает вследствие деятельности человека (антропогенной деятельности). Выбросы С0₂, вызываемые сжиганием минерального топлива, являются главной причиной увеличения количества парниковых газов в атмосфере. Выбросы метана (СН₄) и закиси азота (N₂0) вызываются сельскохозяйственным производством и изменениями в землепользовании. Озон образуется под действием выхлопных газов автомобилей и других источников выбросов. Промышленность является источником выбросов долгоживущих парниковых газов, практически отсутствующих в природе, таких как гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ), гексафторид серы (SF₆). Естественным парниковым газом являются пары воды (Н-,0), которые могут являться результатом деятельности человека. Кроме того, количество водяных паров в атмосфере возрастает вследствие повышения температуры атмосферного воздуха и поверхности океанов, а также увеличения количества осадков в некоторых регионах.

Киотский протокол учитывает рост содержания в атмосфере шести типов парниковых газов, увеличение содержания которых в атмосферном воздухе вызывается деятельностью человека.

К таким типам газов отнесены газы, перечисленные в приложении А протокола:

• • Двуокись углерода (С0₂);
• • Метан (СН₄);
• • Закись азота (N20);
• • Гидрофторуглероды (ГФУ);
• • Перфторуглероды (ПФУ);
• • Гексафторид серы (ББ6).