|
А.Титлянова, профессор,
доктор биологических наук.
Аргента Антониновна ТИТЛЯНОВА -- доктор биологических наук,
главный научный сотрудник Института почвоведения и агрохимии СО
РАН. Она профессор Новосибирского университета, много лет
преподает там. А также читает курс лекций "Глобальная экология"
для учителей. Одна из рассматриваемых тем -- изменение климата,
потепление.
ЗАПУТАННАЯ КЛИМАТИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ
В связи с нарастающим антропогенным прессом на атмосферу на Земле
начались климатические сдвиги, связанные с так называемым
парниковым эффектом. К парниковым газам, молекулы которых
способствуют накоплению тепла относятся оксид углерода, метан,
оксид азота и фреоны, которые до сих пор применяются для
распыления лаков, красителей и в качестве хладагентов в
холодильниках и кондиционерах. Содержание СО2 в атмосфере
увеличилось с 1960 по 1990 годы с 315 до 355 ppmv (ppmv -- одна
миллионная по объему) --
Рис.1. Причиной этого служит хозяйственная
деятельность человека (в особенности сжигание угля и нефти в
качестве топлива и вырубка лесов), ведущая к выделению большого
количества диоксида углерода, который в естественных условиях
удаляется из атмосферы в результате поглощения его водой в
океанах и деревьями, использующими его для фотосинтеза.
ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА В НАСТОЯЩЕМ
Начнем с вопроса -- имеются ли доказательства тому, что климат
действительно изменяется в настоящее время?
Убедительные свидетельства глобального потепления появились лишь
к концу 1988 г. Наиболее наглядные из них -- записи температуры в
различных точках земного шара, которые велись с 1860 г. --
Рис.2
Анализ данных показал, что средняя температура на земном шаре
повысилась за этот период примерно на 0,5--0,7 -- С. Наибольшее
увеличение приходится на последнее десятилетие (1987--1997): это
потепление статистически значимо и подтверждается результатами
теоретических исследований и расчетов по моделям глобального
климата.
Кроме записей температуры имеются и другие свидетельства
ускоряющегося потепления. В последние десятилетия на Аляске и в
Канадской Арктике возросла глубина залегания слоя вечной
мерзлоты. Увеличивается средняя температура воды в канадских
озерах, сдвигаются к полюсам границы плавучих льдов в Антарктике
и в Арктике, отступают ледники, расположенные в Европе и в других
районах.
Потеплели в основном зимние месяцы, зимы стали явно не такие
холодные как раньше. Летние сезоны не на много жарче, чем прежде.
В течение суток распределение потепления не равномерно: теплее
стали ночи. Есть некоторые показатели того, что увеличилась
влажность воздуха а, следовательно, и облачность. Облака затеняют
землю в летние жаркие дни -- поэтому потепление затрагивает ночи и
зимние месяцы. Однако многие жители Земли уверены, что летние
месяцы тоже стали жарче. Действительно, девять из наиболее жарких
одиннадцати лет данного столетия пришлись на последнее
десятилетие, причем 1997 г. был настолько знойным, что он, по
мнению климатологов, войдет в историю как год жары и засухи.
Является ли добавочный парниковый эффект, обусловленный выбросами
СО2 и других парниковых газов, причиной повышения температуры? За
последние несколько лет большинство климатологов отвечают на этот
вопрос утвердительно.
Каковы же могут быть последствия непрерывного повышения
концентрации парниковых газов?
Этот вопрос ученые пытаются решить с помощью компьютерных
моделей.
При реалистических предположениях относительно
потребления энергии в будущем модели предсказывают, что
количество СО2 в атмосфере удвоится к середине следующего
столетия. А насколько возрастет температура в результате такого
удвоения? На этот вопрос разные модели дают разные ответы: от 1
до 5 градусов С. Наиболее реалистичным является прогноз : на 1
градус к 2025 году и на 3 градуса к концу XXI столетия.
Предсказываемые изменения температуры могут показаться
незначительными, поскольку колебания такой величины мы ощущаем на
себе на протяжении сезона и даже суток.
Однако изменение на 5 градусов С -- это та разница, которая отделяет конец
последнего ледникового периода (12 тыс.лет назад) от настоящего
времени. Более того, расчеты показывают, что повышение
температуры в Северном полушарии произойдет всего за полвека -- в
10--50 раз быстрее, чем изменения, происходившие после окончания
последнего ледникового периода.
При минимальной расчетной величине потепления обычная
приспособляемость человеческого сообщества была бы достаточной
для того, чтобы адаптироваться к изменениям климата. Потепление с
максимальной расчетной величиной привело бы к последствиям
разрушительного характера.
ПОСЛЕДСТВИЯ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
Последствия изменения климата разнообразны и включают как
природные, так и социальные аспекты.
Одно из самых угрожающих последствий -- подъем уровня моря,
который по прогнозам может достигнуть 90 см.
Под угрозой затопления, штормовых волн и проникновения соленой
воды в реки находятся 5 млн кв.км береговой суши. Это всего лишь 3%
земной поверхности, но здесь проживает 1 миллиард населения и
эдесь собирают одну треть мирового урожая. Пострадают многие
страны, лишь 30 государств изолированы от моря. В зоне
наибольшего риска находится 27 стран: Нидерланды, Бангладеш,
Египет, Гамбия, Индонезия и др. Большинство из них бедные страны
с огромной плотностью населения, неразвитой промышленностью и
наименьшим вкладом в парниковый эффект.
Даже небольшое глобальное потепление может значительно
увеличить влажность воздуха.
В среднем будет больше облаков и дождей,
но выпадение осадков будет очень неравномерным по пространству:
в одних регионах увеличится риск проливных и штормовых дождей
и наводнений, в других -- частота и
продолжительность засух.
Еще меньше дождей будет в полупустынных и пустынных регионах, в
связи с чем пустыня начнет расширяться.
В целом в связи с повышением
осадков не прогнозируется снижения урожаев и уменьшения
количества пищи. Однако, многие благодатные сейчас для сельского
хозяйства регионы будут потеряны -- залиты морской водой или
иссушены засухами. Сельскохозяйственные зоны сдвинутся в Канаду
и Сибирь. Благоприятные по климату зоны
придутся на регионы с бедными почвами и потребуется много времени
и вложений, чтобы сделать эти почвы плодородными. В связи с
повышением температуры в тропических регионах под угрозой
окажется вся культура риса в Азии, где 60% населения
потребляют рис как основной продукт питания.
Глобальное потепление заставит изменить привычные
сельскохозяйственные культуры и методы земледелия. Фермеры
приспособятся со временем к новым условиям, но чтобы
трансформировать сельское хозяйство необходимы будут большие
инвестиции, в связи с чем цены на продукты питания возрастут.
Глобальное потепление из-за затопления территории, голода,
который будет сопровождать эти катаклизмы, породит, по прогнозам,
около 50 миллионов беженцев из прибрежных регионов. Потоки
беженцев в другие страны неизбежно приведут к внутри и
межнациональным трениям и конфликтам. Таким образом экологические
изменения вызывают экономические последствия и определяют
политические потрясения.
Итак эксперты говорят, что климат становится теплее и
человечество, хотя бы частично, несет за это ответственность.
Однако многие фрагменты информации не складываются в мозаику, а
другие остаются неопределенно-неясными.
1. Несовпадение измеряемых величин. Датчики на поверхности земли
и океане показывают стабильное за последние 20 лет повышение
температуры. В то же время спутники, которые следят за
температурой в нижних слоях атмосферы, а также метеорологические
зонды указывают на слабый тренд похолодания. Споры по этому
поводу продолжаются.
2. Неточность моделей, дающих прогнозы.
Все выводы, получаемые из моделей, зависят от
тех предположений, которые вводятся в модель. А наши знания во
многих областях ограничены: ученые не знают точно и детально как
океан взаимодействует с атмосферой или как повышающаяся
температура влияет на поведение облаков.
3. Выбросы аэрозолей. Некоторые аэрозоли, выбрасываемые
промышленностью, в основном твердые частицы и сульфатные
компоненты (которые вносят свой вклад и в кислые дожди) делают
облака более светящимися. Чем больше аэрозолей, тем больше их
отражающая способность и тем меньше света они пропускают.
Эксперты считают, что их охлаждающая активность на 20%
компенсирует потепление, связанное с увеличивающимся парниковым
эффектом.
4. Влияние растений. Известно, что растения растут быстрее при
повышении концентрации СО2. Насколько за счет этого может
возрасти фонд углерода, который депонируется в фитомассе, и
понизиться концентрация СО2 в воздухе -- неизвестно.
Несмотря на существование неясностей и противоречивых сведений,
после многих лет исследований Межправительственная комиссия по
изменению климата, финансируемая ООН, в 1995 г. пришла к
заключению, что наблюдается заметное глобальное влияние человека
на климат.
А ЕСТЬ ЛИ У НАС АЛЬТЕРНАТИВА?
Сегодня ископаемое топливо обеспечивает 78% всех энергетических
нужд, на нефть приходится 33%, на уголь -- 27% и на газ 18%. Одно
из предлагаемых решений -- заменить нефть и уголь газом, который
на единицу получаемой энергии выделяет СО2 в полтора раза меньше, чем
нефть и в два раза меньше, чем уголь. Однако расчеты показали
неэффективность данного пути, т.к. утечки газа, в основном
метана, дадут такое повышение парникового эффекта, которое сведет
на нет весь выигрыш. Среди возможных смягчающих "парниковый
эффект" механизмов рассматриваются снижение выбросов "парниковых"
газов и депонирование углерода во вновь посаженных лесах.
Кардинальное решение -- смена источников энергии, переход к
энергии солнца, ветра и геотермальных вод.
Для уменьшения выбросов необходимо: международное соглашение об
ограничении выбросов СО2 в атмосферу для каждой страны и
установление квот на эти выбросы для основных источников эмиссии.
Страны-производители подписали Рамочную конвенцию об изменении
климата. Она предусматривает стабилизацию эмиссии СО2 в 2000 г. на
уровне 1990 г. Однако конструктивная работа в этом направлении
сдерживается противоречиями между развивающимися и развитыми
странами. На сессии Межправительственного комитета в 1995 г.
промышленные страны заблокировали решение о снижении к 2005 г.
выбросов парниковых газов на 20%. В 1997 г. в Киото был одобрен
договор о глобальном потеплении, согласно которому США и другие
промышленные страны должны резко уменьшить эмиссию СО2 и других
газов, способствующих потеплению. Однако администрация Клинтона
собирается предложить сенату этот договор для ратификации не
ранее конца 1999 г.
Ясно, что все соглашения об уменьшении выбросов вступают в резкие
противоречия с гигантскими промышленными компаниями,
использующими в своих технологиях ископаемое топливо.
Второй возможный путь --
загнать углерод в растительность, как в депо. На земном шаре
имеется около 8,5 млн кв.км пахотных и брошенных земель, где раньше
произрастали леса. Из них 3,5 млн кв.км можно вернуть лесам и в
течение 70--80 лет ежегодно депонировать 2х109 тонн углерода в растущую
древесину. Однако это только несколько смягчило бы проблему
и при этом потребовало бы огромных капиталовложений.
Стоимость создания и выращивания одного га лесных насаждений --
300--400 и соответственно одного миллиона кв.км -- 4 миллиарда
долларов.
Следовательно, единственный путь, решающий проблему, -- развитие
технологий, сберегающих энергию, т.е. повышающих эффективность
использования энергии, и технологий, основанных на привлечении
альтернативных источников энергии -- энергии солнца, ветра и
геотермальной. Что касается атомной энергии, то многие ученые
именно ее рассматривают как энергию будущего. Однако, после
Чернобыля число сторонников АЭС понизилось.
Энергия солнца может быть преобразована через тепловую в
электроэнергию. Такая гелиотермальная установка уже построена в
Лос-Анжелесе и преобразует в электрический ток 22% падающей
солнечной энергии. Энергия солнца преобразуется в тепло в
солнечных панелях. Считается, что в 2030 г. солнечные панели будут
подогревать воду для быта во всех странах. Они уже работают в
Японии и Израиле. Энергия солнца прямо преобразуется в
электроэнергию в фотогальванических солнечных батареях. Уже
разработаны фотогальванические кровельные покрытия, позволяющие
сделать крышу источником энергии.
Геотермальная энергия. В настоящее время Кения, Никарагуа и Филиппины
получают большую часть своей энергии за счет природных горячих
вод. Фактически все страны Тихоокеанского кольца обладают
большими, а Япония, Исландия, Индонезия -- очень большими запасами
геотермальной энергии.
Энергия ветра использовалась человеком давно в ветряных
мельницах. Сегодня ветровые турбины работают в Калифорнии и в
ущельях с сильным ветром. Продажа полученной энергии оказалась
выгоднее, чем сельское хозяйство на тех же землях. Ветряные
турбины могут работать везде, где дуют постоянные ветры.
Энергия биомассы. Можно засаживать брошенные земли быстро
растущими растениями, дающими много биомассы (например,
амарантус). Эта биомасса может сжигаться и давать энергию.
Конечно, при этом будет выделяться СО2, но он вновь в процессе
фотосинтеза на следующий год на этих же полях будет
депонироваться в биомассе.
Таким образом, мы можем обойтись без ископаемого топлива. По
оценкам Минэнерго США ежегодно восполняемые ресурсы могут давать
энергию в 250 раз больше, чем ее ежегодно требуется.
Так в чем же дело? Почему эти замечательные технологии лишь
испытываются до сих пор, а не замещают ископаемое топливо. Ответ
прост -- они дороже угля и нефти. Так, стоимость производства
электроэнергии на ТЭС, работающей на угле, -- два цента за один квтч.
Стоимость одного квтч, получаемого за счет энергии ветра -- 6,4 цента,
а за счет солнечных батарей -- 28,4 цента. Но можно надеяться на то,
что быстрый технический прогресс приведет к снижению стоимости
энергии, получаемой от альтернативных источников. Давление
общественности, политическая воля правительств, адекватные
налоговые законы, международные договоры и новые технологические
решения заставят, может быть, человечество перейти на другие
рельсы развития и спасти себя от надвигающейся экологической
катастрофы. Еще не поздно!
стр.
| 
