Парниковый эффект

Самые значительные масштабы прогнозируемое антропогенное потепление климата должно иметь в Арктике и Субарктике. Здесь уже в начале XXI в. могут произойти деградация многолетней мерзлоты и просадки льдистых пород. Всем городам, поселкам и коммуникациям, построенным на таких породах, угрожает разрушение.

Есть все основания думать, что радикальные климатические изменения и соответствующая им деградация ледников будут сопровождаться также нарушением режима процессов, идущих в глубинах Земли. Вследствие таяния ледников и перераспределения водных масс от полюсов к низким широтам скорость вращения Земли будет замедляться на незначительную величину. Тем не менее, это должно вызвать изменение ее формы. Сплюснутость земли несколько уменьшится. В средних и низких широтах должны вырасти напряжения сжатия. Смогут ли импульсы дополнительного сжатия, вызванные антропогенным фактором, стимулировать вулканизм и землетрясения в Тихоокеанском поясе, Средиземноморье и в других подобных районах?

Если в связи с распадом Западно-антарктического ледникового щита столб воды в океане быстро вырастет на 5-7 м, то этого может оказаться достаточно для активизации сейсмовулканических процессов в самых "чутких" к изменению нагрузки участках океана.

Подтопление окраин материков и изменение географии их влажных и засушливых зон скажутся и на подземной "гидросфере". Не будут ли поднятия и опускания земной коры в зонах наращивания и уменьшения природных водонапорных горизонтов сопровождаться возбуждением сейсмической активности? Данные об антропогенных просадках и поднятиях земной поверхности, возбуждающих сейсмичность, свидетельствуют о вероятности таких событий.

Динамическое равновесие между земными оболочками, которое поддерживается медленно идущими геологическими и географическими процессами, может нарушиться катастрофически быстро, в течение сотен лет. Такое нарушение, несомненно, нанесет огромный ущерб мировому хозяйству, хотя технический гений человечества наверняка сможет противостоять и ему. Следовательно, чем раньше будут приняты меры противодействия увеличению концентрации атмосферного СО2, тем лучше будет для биосферы и человека.

Причины роста концентрации углекислоты

До недавнего времени большинство исследователей считали сжигание ископаемого топлива едва ли не единственной причиной роста содержания СО2 в воздухе в ХIХ и ХХ вв.

Сегодня среди процессов, нарушающих редукцию почвенно-растительного покрова суши стоят такие, как:

1) сведение лесов;

2) выбросы фреонов;

3) земледелие;

4) перевыпас и ряд других нарушений;

5) широкое распространение реактивных самолетов.

Сведение лесов при строительстве горных разработках, создании водохранилищ и особенно превращение лесных земель в сельскохозяйственные считается важнейшим процессом, ведущим к невозобновимой убыли органического вещества биосферы. 25% содержащегося в атмосфере углекислого газа обязаны своим присутствием этому процессу. Сведение лесов и сжигание топлива по масштабам продуцируемого СО2 сейчас примерно уравновешивают друг друга.

Дигрессия лесов происходит при чрезмерном использовании для отдыха и туризма, при загрязнении воздуха и в ряде других случаев (интенсивная пастьба, подтопление местности, осушение близлежащих болот и др.). Наблюдениями установлено, что даже незначительная по времени нагрузка вызывает изменения в почвенно-растительном покрове, сравнимые с теми, которые происходят при продолжительном использовании. Уплотнение почвы, происходящее в лесопарках, заказниках и т.д. ведет к уменьшению массы корней деревьев, из-за чего снижается прирост древесины, деревья становятся мельче, разреживается и укорачивается их хвоя. Механическое же повреждение деревьев приводит к развитию болезней и вредителей. При массовом посещении лесов гибнут нижние ярусы растительности, вытаптывается почвенная подстилка и страдает гумусовый горизонт. Так, на стоянках и площадках для отдыха в лесу запасы органического вещества в почве снижаются на 50% и более.

Весьма ощутимо вырождение лесов при значительном загрязнении воздуха. Летучая зола, угольная и коксовая пыль закупоривают поры листьев, уменьшают доступ света к растениям и ослабляют процесс ассимиляции. Загрязнение почвы выбросами пыли металлов, мышьяковой пылью в соединении с суперфосфатом или серной кислотой отравляет корневую систему растений, задерживая ее рост. Токсичен для растений и сернистый ангидрит. Полностью уничтожается растительность под воздействием дымов и газов медеплавильных комбинатов в непосредственной близости от них. Ущерб растительному покрову, и в первую очередь лесам, наносится при выпадении кислых осадков в результате разноса соединений серы на сотни и тысячи километров. Региональное деструктивное воздействие на лесные почвы оказывают кислые осадки. Ощутимое уменьшение биомассы лесов происходит, по-видимому, и из-за пожаров.

Земледелие в наше время - мощный процесс, ведущий к быстрому уменьшению запасов гумуса в почвах и выделению СО2. Больше всего гумуса теряется в результате сильной эрозии и выдувания.

Помимо этого возделываемые земли теряют гумус из-за его окисления при распашке почвы и выжигании растительности при подсечно-огневой системе земледелия. Постоянная потеря гумуса почвами замечена, когда в них истощаются запасы азота, не восполняемые удобрениями.

В развитых странах в наше время азотное истощение почв компенсируется внесением минеральных азотных удобрений и посевами бобовых культур.

Избыточная пастьба в тундрах, лесах, на лугах и особенно на засушливых землях приводит к их разрушению. В настоящее время особенно большой ущерб перевыпас наносит землям Африки. Евразии, Латинской Америки и Австралии. Одновременно с опустыниваемых площадей постепенно удаляется почва с ее органическим веществом.

Осушение болот приводит к окислению части накопленного в торфяниках органического вещества. Кроме того, при удалении метрового слоя болотных вод с площади в 1 га дополнительно высвобождаются и окисляются десятки тонн растворенного органического вещества.

Орошение земель также в ряде случаев приводит к потерям почвы в результате ирригационной эрозии. В то же время правильная мелиорация бедных пустынных земель, наоборот, мероприятие, которое увеличивает ресурсы органического вещества в почве. В настоящее время ежегодно 0,2-0,3 млн. га орошаемых земель превращаются в пустоши из-за засоления и заболачивания. После этого они чаще всего быстро разрушаются.

Строительство и рост городов, создание коммуникаций и горные разработки ведут, как правило, к полному разрушению почвенно-растительного покрова, хотя затем на части охваченных этими процессами территорий создаются культурные почвы и растительность. Это лишь отчасти компенсирует потери органического вещества. В настоящее время размах строительства городов и коммуникаций и добыча полезных ископаемых увеличиваются так быстро, что несколько десятков миллионов гектаров суши будут представлять собой земли, нарушенные горными разработками. Очевидно, не будет преувеличением считать, что ежегодно строительные работы и горная добыча разрушают почвенно-растительный покров на площади 5-10 млн. га, что ведет к убыли запасов органического вещества биосферы, исчисляемой десятками и сотнями тонн в сухом весе с 1 га. Даже самый осторожный подсчет должен дать суммарную цифру ежегодных потерь в несколько сот миллионов тонн органического вещества.

Взгляд изнутри «горячей» области - Сибири

Ученые предрекают всей Земле глобальное изменение климата. «Что-то неладное творится с погодой!». Об этом судачат на скамейках старики. Об этом же рассуждают на своих семинарах и конференциях солидные ученые. Старожилы с удивлением замечают, что перестали сбываться многочис-ленные народные приметы типа: «Если лето было холод-ным, то зима...». Словно, в природе происходят процессы, которые уже не вписываются в прежние схемы и формулы. Аномальные и достаточно мощные обычные землетрясения, грандиозные наводнения и ураганы стали частыми гостями во многих странах мира, которые раньше о таких бедах знали лишь понаслышке.

Да, что там говорить, -- изменения климата заметны любо-му. Как говорят пожилые люди, в начале 60-х годов в Томске мороз в 45° был делом обычным. В 70-е падение столбика термометра ниже отметки 30° мороза уже вызывал смущение в умах сибиряков. Последнее десятилетие все реже пугает такими холодами. Туфли и ботинки уверенно утвердили себя вместо валенок и унтов. Особенно показательным стал «теп-лый сезон» 1997 г., который начался в апреле, а закончился в октябре. Зато нормой стали сильнейшие ураганы, которые разрушают крыши домов, ломают деревья, обрывают линии электропередач. Еще 25 лет назад в Томской области подоб-ные явления были большой редкостью!

Мировые климатические «сюрпризы» 1996 и 1997 гг.

В период 1997 г. во всех отечественных и мировых публикациях средств массовой информации представлено много разнообразных сведений о климатических изменени-ях и катастрофических природных явлениях. Сводки пого-ды часто сопровождаются недоуменными комментариями. Часто все такие публикации и сообщения мы воспринимаем как «Кого-то трясет и смыло, где-то что-то разрушило, унес-ло, завалило, погубило...» с различными подсознательными выводами. Но если перейти от обычных бытовых оценок и рассуждений о погоде к анализу собранных наукой фактов и к анализу частных и обобщающих публикаций в различных средствах массовой информации, то может проявиться мно-го интересного и неожиданно-«задумчивого». Характер и масштабы природных процессов легко понять из обобщающих подборок, приведенных в ряде статей.

«В 1996 г. на Земле произошло 600 различных природ-ных катаклизмов, в том числе 200 ураганов, 170 наводнений и 50 землетрясений. Это на 23 больше, чем в 1995-м. Сти-хия унесла 11 тысяч человеческих жизней, материальный ущерб от нее составил 60 миллиардов долларов.

необычно ранняя и необычно жаркая весна в Сибири; не-смотря на чрезвычайное обилие снега, во многих регионах наводнения не произошло, потому что снег буквально испарился; наводнения в Туруханском районе на Енисее, в Новосибирской области -- наводнения в Пихтовке, в Куйбышеве.

в США из-за сильных наводнений нескольких штатов объявлено зоной чрезвычайного бедствия (источник информации телепередача «Катастрофы недели»). Газета «Из-вестия» одна из немногих уделила внимание данному собы-тию, но, как у нас давно заведено, поместила об этом полу- курьезные сообщения, без аналитики и ссылки на чрезвычайность.

ливневое наводнение в Алжире («Корабли пустыни» учатся плавать - ТВ «Катастрофы недели», газеты промолчали; в ноябре 1996 г. было ливневое наводнение в Саудовской Аравии («Известия», 25 ноября 1996 г.);

наводнения в Таджикистане и Грузии (ТВ, апрель 1997 г.);

необычно холодная весна в Западной Европе; яблони в цвету, а цветы ... во льду (сообщение в разделе курьезов в газете «Известия», 25 апреля 1997 г.);

из-за необычно холодной весны прилетевшие в Европу из Африки аисты покружились... и улетели в Африку (сооб-щение западноевропейских СМИ);

«Крупнейшее за 1000 лет наводнение на Одере (неожиданно) накрыло Чешскую Республику, Польшу и часть германской федеральной земли Бранденбург... Людские по-тери и материальный ущерб (чехов и поляков.) были ужасными. У Германии было в запасе несколько дней, что-бы подготовиться... и она это время использовала» -- «Deutschland», окт. 1997г.

«...начавшееся в этом году общемировое изменение климата, несущее с собой наводнения и засухи в различных частях мира и получившее название «Эль Ниньо» (Малыш, Младенец -- М. Т.), станет одним из самых серьезных за последнее столетие и несет угрозу экономике многих стран» -- «Красное Знамя», 17.10.97 г.

На фоне подобных явлений на планете климатическая ситуация в Томске, Новосибирске, да и в Кемерово к декабрю 1997 г. проявилась щедрым подарком природы - Западная Сибирь проявила себя «райским уголком». Но с особенно-стями, и в ноябре погода стала «полосатой» как зебра: 1--2 дня -- «Швейцария» и обильные снегопады и примерно такое же время - мороз, обычный для последнего времени в Сиби-ри. С сюрпризом в конце ноября -- таких морозов в это вре-мя давно уже не было!

Канада-Аляска, восточное побережье Земли Уилкса в Антарктиде, Гренландия, Шпицберген, Новая Земля, Западная Сибирь, Средняя Азия, Южные районы Судана -- «горячие области» материков планеты. Все процессы и местные, и общепланетные являются след-ствиями более глубоких глобальных процессов. Научные и системные основы для осмысления и объяснения этих общепланетарных процессов были заложены в 60--70--80 гг. обычной научной работой коллективов и институтов, изучавших весь спектр процессов и явлений на Земле, внут-ри и во внеземном пространстве -- геофизиков, геологов, географов, климатологов и других исследователей.

П. Джоунс и Тома М. Л. Уигли в статье «Тенденции глобального потепления» представляют результаты 10 лет научных исследований по изменению климата на всей нашей планете за 130 лет с 1860 г. по 1990 г. Полученные результаты уже на уровне 1990 г. вызывают эффект -- «Ну погода, ты даешь!».

Кратко из результатов следует, что за 130 лет общемировая (по Земле) и среднегодовая (по времени) температура увеличилась на 0,5 градуса. Вроде бы -- «мелочь». Только надо учесть, что по расчетам разных авторов повышение этой температуры на 1,5-2,5 градуса вызывает исчезновение «ледяных шапок» Земли и повышение общего уровня Мирового океана на 100--150 метров (также по оценкам ряда авторов). Последствия этого избытка воды можно про* следить по обычным географическим картам Америки, Анг-лии, Западной Европы, Голландии, Японии, Индонезии...

Джоунс и Уигли рассмотрели так же влияния различных внешних и внутренних природных и техногенных факторов на результаты реального изменения температуры. Они оце-нили вклад внутренних естественных низкочастотных воз-действий (изменение циркуляции в атмосфере и океанах, тепловую инерционность океанов) в виде 50 % вклада от величины наблюдаемого общего потепления. Оценка «влия-ния Солнца -- неопределенное, но, как представляется» в статье, - «оно невелико». Так же отмечено, что определен-ный вывод о влиянии вулканов трудно сделать. Предвари-тельный анализ привел авторов к выводу о значимости и необходимости изучения влияния на изменение средней температуры причин, которые достаточно изучены, -- при-чин «парникового эффекта». Этот эффект, обусловленный ростом концентрации парниковых газов, создают, в основ-ном, продолжающиеся уже два столетия выбросы потреби-тельских дымовых газов, задерживающих излучаемое Зем-лей тепло в Космос.

Для выделенного «парникового эффекта» авторами про-ведено компьютерное моделирование с учетом разного рода моделей «парниковых эффектов». Можно отметить, что к 2015 г. температура повысится на 1-2,2°, а к 2050 -- на 2-4°. Результат: лед, как таковой, исчезнет, что по срокам совпадает с результатами «Римского Клуба».

В общем итоге, как утверждают американские ученые, им удалось в результате доказать, что мировой климат, хоть и чрезвычайно изменчивый в масштабах нескольких деся-тилетий, в целом за последние 100 лет стал теплее. Так же они отметили и некоторые особенности. Так «неуклонное повышение температуры за 130 лет было нарушено кратковременным похолоданием в 1940--1970 гг. После это-го потепление возобновилось, не обнаруживая уже никакого отступления». Далее они отмечают некоторые противоречия по отношению к гипотезе парникового потепления. «В пе-риод с 1920 по 1940 г. наша планета нагревалась быстрее, чем предсказывают модели, а в период с 1940 по 1970 г. произошла стабилизация средней температуры, хотя содержание парниковых газов быстро росло». Результатом разрешения «фокусов» потепления является вывод авторов: «В результате мы пока не в состоянии дать однозначную интерпретацию очевидному глобальному потеплению, кото-рое произошло в этом веке». То есть оценку вклада в эффект потепления от различных причин природного и техногенно-го характера, включая «парниковый эффект».

Общая оценка авторов о роли «парникового эффекта» имеет тоже двойственно-противоположный характер. «Наблюдаемая величина потепления находится на нижнем конце диапазона, предсказываемого моделями парникового эффекта. Из чего следует, что парниковый эффект может быть меньше, чем предсказывают модели. Возможно и прямо противополож-ное -- парниковое потепление сильнее, чем предсказывают моделями, но частично затушевывается естественными вариациями климата или антропогенными воздействиями».

Страницы: 1, 2, 3