Парниковый эффект

Российский климатолог Н. И. Будыко еще в 1962 г. выдвинул гипотезу, что сжигание человечеством огромного количества разнообразного топлива, особенно возросшее во второй половине XX в., неизбежно приведет к увеличению содержания углекислого газа в атмосфере.

А он задерживает отдачу солнечного и глубинного тепла с поверхности Земли в космос, что приведет к эффекту, который мы наблюдаем в застекленных парниках. Вследствие такого парникового эффекта средняя температура приземного слоя атмосферы должна постепенно повышаться.
Средняя температура на планете за 100 лет выросла на 0,7°С. Доктор геолого-минералогических наук Н. А. Ясаманов предполагает, что в нынешнем глобальном потеплении «повинен» в основном метан. Этот газ не поднимается в верхние слои атмосферы, а в нижнем успешно поглощается растительностью и почвенными организмами, растворяется в реках, озерах и морях. Большая часть углекислого газа тратится на постройку скелета водных организмов и усваивается фитопланктоном, а избыток аккумулируется в донных осадках. Метан же с земной поверхности быстро попадает на границу тропосферы и стратосферы. Мало того, что он создает парниковый эффект, на высоте 15—20 км под действием солнечных лучей он разлагается на водород и углерод, который, соединяясь с кислородом, образует углекислый газ.
Откуда же метан поступает в атмосферу? Он образуется в болотах при гниении органики. Недаром его еще называют болотным газом. В немалых количествах поставляют его и обширные мангровые заросли в тропиках. Попадает он в атмосферу и из тектонических разломов и трещин при землетрясениях. Велики и антропогенные выбросы метана. В целом же неуклонный рост содержания в атмосфере метана, фиксируемый в последние десятилетия, заставляет усомниться в том, что климатические изменения вызваны лишь С02.
Наблюдаемое глобальное потепление, вероятно, вызвано естественными процессами обмена веществ (в том числе парниковых газов) между атмосферой, океаном и сушей, а не воздействием человека. К такому заключению пришел исследователь из Санкт- Петербурга, проанализировав отчет Межправительственной группы экспертов по проблеме изменений климата (МГЭИК, 2001).
Вовсе не парниковые газы виноваты в повышении температуры атмосферы, как принято считать, а процессы, происходящие в атмосфере в наши дни, которые не раз возникали на Земле. Как показали исследования, проведенные на научной станции «Восток», на протяжении последних 100 тыс. лет рост температуры всегда предшествовал увеличению концентрации парниковых газов, а не наоборот. А когда температура начинала убывать, концентрация газов продолжала расти еще некоторое время: парниковые газы «опаздывали» за температурой примерно на 2—3 тысячи лет. Ученые проанализировали изменения за 5, 20 и 100 тыс. лет и выяснили, что каждый раз при потеплении температура и парниковые газы вели себя одинаково: сначала повышалась температура, концентрация же парниковых газов отставала от нее на несколько тысяч лет. Но рост концентрации газов оказывался интенсивнее и со временем обгонял повышение температуры. Он продолжался еще некоторое время, после того как потепление сменялось похолоданием.
Потепление в Северном полушарии в XX в. было, по-видимому, самым сильным за последнюю тысячу лет, 90-е годы — самым теплым десятилетием. 1998 г. — наиболее теплым годам. По статистике Всемирной организации здравоохранения, во время всплеска экстремальной жары в Европе в 2003 г. погибли 25,5 тыс. человек. Особенно сильно пострадала благополучная Франция — почти 15 тыс. человек. Даже на туманно-дождливую Англию пришлось более 2 тыс. жертв. Мало того, что растет прямая смертность от тепловых ударов, создаются благоприятные условия и для других болезней — обезвоживание организма, например, приводит к росту почечной н едостаточ ности.
Из-за повышения среднегодовой температуры уровень Мирового океана поднялся в XX столетии на 10—20 см, что в 10 раз выше прежней скорости. Эксперты считают, что основная причина потепления — воздействие человека на природу Земли. Однако не все ученые согласны с этим мнением, например, академик Кирилл Кондратьев из Научно-исследовательского центра экологической безопасности РАН полагает, что глобальное потепление не может быть вызвано одним лишь парниковым эффектом и нужно изучать обмен веществ между атмосферой, океаном, сушей, ледяным покровом и биосферой. Все прогнозы ученых, касающиеся потепления, страдают неопределенностью. Развитию теорий климата мешает огромное число параметров, которое необходимо учитывать. По-видимому, основная причина трудностей в том, что у исследователей слишком мало экспериментальных данных.
Океанологи выявили нарастающее в последние годы потепление верхнего слоя вод Ледовитого океана. Возможно, эта одна из причин уменьшения толщины ледяного покрова океана, изменений климата, а также глобального потепления.
Еще одна тайна океана раскрыта — считают ученые из Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН. Они установили, что три года назад началось быстрое повышение температуры Северного Ледовитого океана.
Оказалось, что с марта—апреля 1999 г. началось значительное потепление и расширение ядра атлантических вод в бассейне Нансена к северу от Евразийского континентального склона. Возможно, именно это потепление не только играет решающую роль в уменьшении толщины ледяного покрова Северного Ледовитого океана, но и способствует изменению климата и в конечном счете глобальному потеплению. Это явление уже в ближайшем будущем может привести к серьезным экологическим и экономическим последствиям для России. В частности, отступит зона вечной мерзлоты, а Северный морской путь станет доступным для судоходства круглый год.
Максимальное потепление зафиксировано в самых холодных регионах, где сконцентрированы основные запасы льда: в Сибири, на Аляске и в Антарктиде. В Сибири суммарный эффект от потепления в 10 раз сильнее, чем в среднем по планете. По расчетам профессора А. Голуба из Высшей школы экономики, потепление в Сибири, учитывая, что территория России на 60% состоит из вечной мерзлоты, экономически особенно опасно: «поползут» наши валютоемкие трудопроводы, осядут северные города. В некоторых районах Сибири и Дальнего Востока за столетие средняя температура выросла на 3,5°С. Участившиеся в тайге лесные пожары объясняются ослабленностью леса, который пожирают вредители, из-за нарушения экологического баланса.
Факт потепления практически никем из ученых не оспаривается. Уже подсчитываются возможные выгоды и убытки, связанные с этой тенденцией. За последние 30 лет температура воздуха повысилась в разных регионах Земли на 0,5—1,6°С. Но несмотря на очевидные «плюсы», потепление наделало уже немало бед. И на подходе новые.
В целом же по планете оно грозит одним территориям подтоплениями, переувлажнением грунтов, снижением плодородия почв из-за избытка влаги, а в других регионах плодородие будет снижаться, напротив, из-за переосушения.
На Россию, судя по прогнозам Министерства по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, обрушится настоящий вал чрезвычайных происшествий. Повышение уровня подземных вод и заболачивание грозят ростом числа обвалов на шахтах и других подземных сооружениях. Прогнозируемый подъем уровня Мирового океана примерно на полметра приведет к затоплению прибрежных территорий, может возрасти число техногенных аварий из-за коррозии оборудования и сооружений.
За 1989—2002 гг. деградация слоя вечной мерзлоты достигла 10— 15-метровой глубины. Специалисты делают вывод, что в ближайшие полвека почти на трети территории Якутии и в других районах (до 40%) северо-востока России, где сегодня властвует вечная мерзлота, будет постоянно что-то рушиться и «плыть».

У ученых нет твердой уверенности, что в глобальном потоплении виноват углекислый газ. Так, ряд геокриологов связывают потепление с естественными колебаниями климатообразующих факторов: космических, общепланетарных и других. А некоторые геофизики уверяют, что изменения в экосистемах обусловливаются ритмическими колебаниями внутри планеты, в ее жидком ядре и на его границах. Но это остается пока за пределами исследований.
Группа европейских ученых из 10 стран извлекла из антарктического ледяного щита настоящее научное сокровище. Если это и преувеличение, то все равно климатологов, участвующих под руководством Жана Жузеля в проекте «Эпика», можно понять. Чуть ли не 10 лет они бились, чтобы заполучить картину климата Земли за последние почти 800 тыс. лет. Она запечатлена в трехкилометровой ледяной колонне.
Теперь спор о причинах глобального потепления и о том, виноват ли в нем углекислый газ, станет предметней. Ведь полученные сейчас климатические «записи» вдвое более древние, чем те, которыми наука располагала до сих пор. Проект «Эпика» изменит взгляд на климат и на причины глобального потепления.
Итак, ученые установили, что в течение последних 800 тыс. лет природа не баловала нашу Землю теплом и вообще планета была довольно прохладным местом.
Она пережила целых восемь жесточайших ледниковых периодов. Правда, каждые сто лет получала «послабление» — временное потепление. Однако длились эти периоды недолго, около 10 тыс. лет, а потом вновь наступало длительное испытание холодом. Как известно, в наиболее суровые времена лед доходил почти до тропиков.
Наконец, самая важная для землян информация, добытая учеными «Эпики» изо льдов шестого континента: уже более 10 тыс. лет длится та самая кратковременная оттепель, на смену которым обычно приходят суровые и длительные холодные времена.
Однако признаков поворота к исторической зиме пока не просматривается. Более того, кривая среднегодовой температуры на планете постоянно растет.
Участники проекта «Эпика» обратили внимание, что около 400 тыс. лет назад был один период оттепели, очень похожий на нынешний. Именно тогда форма земной орбиты была такой же, как сейчас, и на Землю приходило повышенное количество солнечной радиации. Тогда потепление длилось не 10 тыс., как обычно, а 28 тыс. лет. Вполне вероятно, и нас ожидает очень долгое «лето».
Об этом свидетельствует и содержание парниковых газов. Никогда за все 800 тыс. лет, которые ученые анализировали, оно не было столь высоким. А это, как уже установлено, напрямую связано с ростом температуры.
Таким образом, зная, как менялся климат без воздействия человека, теперь ученые могут спрогнозировать, к чему приведет все более активная его роль в жизни планеты. И прогноз неутешителен. Например, летняя жара 2003 г. может стать для французского климата нормой уже через 50 лет.
Земля — саморегулирующийся живой организм. И дело не в том, сколько С02 в атмосфере, а в том, как реагирует на это живая природа планеты. Как только в атмосфере увеличивается содержание углекислого газа, в ответ начинает бурно развиваться растительность. Биота, которая его поглощает, концентрирует и как бы консервирует. Яркий пример тому — кораллы. Именно за счет бурного поглощения углекислого газа с фантастической скоростью растут коралловые рифы тысячекилометровой длины, образуют острова в открытом океане. Основной «строительный материал» для них — углекислый газ и минеральные соли моря.
Поэтому без научных доказательств того, что газы, создающие парниковый эффект, действительно губительно воздействуют на климат, флору и фауну планеты, нельзя человеку вмешиваться в глобальные процессы. Общеизвестный факт: от лесных пожаров на планете ежегодно в атмосферу Земли поступает С02 на порядок больше, чем от всей хозяйственной деятельности человека.
В результате вулканической деятельности в атмосферу выбрасывается в десять раз больше парниковых газов, чем из-за деятельности человека. Сейчас на планете много действующих вулканов, которые могут влиять на ее климат.
Киотский протокол был принят в 1997 г. на экологической конференции в Японии. Этот документ обязывает подписавшие стороны сокращать выбросы парниковых газов на 5% в год. В итоге к 2012 г. концентрация вредных примесей в воздухе должна оказаться значительно ниже, чем в 1990 г. У каждой страны — участницы протокола свои нормы, они зависят от площади страны и объемов ее выбросов. Например, для стран ЕС это 8%, Японии — 6%.
По сравнению с 1990 г. российские выбросы углекислого газа в связи с закрытием заводов и фабрик сократились на 34%. Это означало, что Россия не сможет выработать предназначенные ей квоты и получит шанс продать их тем странам, которым квот не хватит, например, странам ЕС и Японии. Вступление протокола в силу означает, что большинство стран должны будут перейти с нефти на другие источники энергии. А это весьма невыгодно экспортерам нефти и, в частности, России.
После того как США, главный загрязнитель атмосферы (35% мировых выбросов углекислого газа), вышли из Киотского протокола, «контрольный пакет акций» оказался в руках России с ее 17% выбросов.
23 октября 2004 г. Государственная Дума ратифицировала Киотский протокол к рамочной конвенции ООН об изменении климата, в котором с 2008 г. для участников устанавливаются обязательства по сокращению выбросов парниковых газов в атмосферу.
От России требуется ограничить свои выбросы к 2008 г. уровнем, соответствующим показателю 1990 г. (сейчас из-за падения производства он намного меньше). Хотя многие ученые не видят связи между выбросами и глобальным потеплением, заботиться о чистоте окружающей среды необходимо, тем более что российскую промышленность все равно надо модернизировать и переводить на энергосберегающие и экологичные технологии. Присоединение же России к протоколу поможет этому. В рамках соглашения облегчается доступ к международным программам и фондам, иными словами, к инвестициям для модернизации промышленности и решения проблем энергосбережения. Кроме того, Россия, которая, по некоторым оценкам (например, Энергетического углеродного фонда, учрежденного РАО ЕЭС для мониторинга выбросов), приблизится по выбросам к уровню 1990 г. лишь в 2020 г., сможет продавать другим странам излишки своей квоты (создание рынка квот предусмотрено протоколом).
Киотский протокол превращается в механизм давления на инвесторов для обеспечения утилизации вредных выбросов, что особенно актуально для химической промышленности.
Современные технологии по утилизации углекислого газа позволят России сохранить объем выбросов на нынешнем уровне даже при значительном росте химической промышленности и энергетики. Отчасти проблему решат установки по карбамидному производству на аммиачных заводах. Эта технология основана на связывании углекислого газа с аммиаком. В России действуют около 20 подобных установок, что немного для аммиачной промышленности. Они закрывают потребность в утилизации углекислого газа на аммиачном производстве всего на 40%. Невысокая эффективность, которая будет лишь снижаться со временем, связана с тем, что установки были запущены в 1970-е годы и безнадежно устарели. В России, где традиции высокотехнологичного химического производства еще не утеряны, созданы технологии по утилизации углекислого газа, которые обезопасят страну от попадания в зону штрафных «киотских» санкций.

<< | >>

↑

Источник: Новиков Ю. В.. Экология, окружающая среда и человек: Учеб, пособие для вузов, средних школ и колледжей. 2005

Еще по теме Парниковый эффект:

- Детская психология - Общая экология - Природопользование - Социальная экология - Экологический мониторинг - Экология города и региона - Экология человека -