?1.2. Проблема «парникового», или «тепличного», эффекта

Американский эколог Б. Небел возможное потепление климата -«парниковый эффект» рассматривает как величайшую грядущую катастрофу.

Таблица 16

Изменение концентрации основных парниковых газов в атмосфере Земли, их динамика и свойства (К. Я. Кондратьев, 1990 — с дополнениями) Показатели Едини- Двуо- Метан Фрео- Окси- ца изме- кись уг- ны ды рения лерода азота Концентрация в доин- частей 280 0,79 нич- 0,288 дустриальный период на млн. тожно мало Концентрация в совре- » 354 1,72 менный период Ежегодный рост % 0,3-0,5 0,5-1,0 0,2-0,3 Время жизни лет 50-200 10 130 150 Активность действия на 1 молекулу 1 25 11000 165 Доля в парниковом % 66 18 8 3 эффекте 172

Основным парниковым, тазом является двуокись углерода (табл.16). Ее вклад в парниковый эффект, по разным данным, составляет от 50 до 65%. К другим парниковым газам относятся метан (около 20%), окислы азота (примерно 5%), озон, фреоны (хлор-фторуглероды) и другие газы (около 10-25% парникового эффекта). Всего известно около 30 парниковых газов. Утепляющий эффект парниковых газов зависит не только от их количества в атмосфере, но и от относительной активности действия на одну молекулу. Если по данному показателю С02 принять за единицу, то для метана он будет равен 25, для окислов азота.-165, а для фреонов -11000.

Начиная с середины XIX столетия содержание СО, в атмосфере менялось следующим образом (частей на миллион, или содержание молекул С02 на миллион молекул воздуха) 1859— 265-290; 1958 -313; 1978-330; 1990-350, т. е. увеличилось на 12-15% (рисЩ.

На поверхность Земли поступает в основном поток видимых лучей - не тепловых. Эти лучи проходят через парниковые газы не изменяясь. В околоземном пространстве при встрече с различными телами значительная часть этих лучей трансформируется в длинноволновые (инфракрасные) тепловые лучи. Парниковые газы являются существенным препятствием1 для ухода в космическое пространство тепловых лучей. Они попадают как бы в ловушку и обусловливают повышение температуры воздуха (парниковый эффект).

Рис. 18

Рост концентрации углекислого газа в атмосфере (Окружающая среда, 1993)

310 Гі ... t ... і ...«??? і ... і *? ?........і ... і ... і ... <

Годы 1958 60(2 В4 ЄЄ ЄЄ 70 72 74 76 78 t08O

173

По имеющимся данным, за счет парниковых газов среднегодовая температура воздуха на Земле за последнее столетие повысилась на 0,3-0,6°С. Сейчас увеличение концентрации С02 идет примерно со скоростью 0,3-0,5%/год. Сходными темпами увеличивается и содержание других парниковых газов (метана - на 1%/год, окислов азота - на 0,2%). Удвоение содержания парниковых газов в атмосфере, что может произойти во второй половине XXI столетия, обусловит повышение среднегодовой температуры планеты, по разным источникам, на 1-3,5°С.

Прогнозируется, что следствием потепления климата будет таяние вечных снегов и льдов и подъем уровня океана примерно на 1,5 м (за последние 100 лет он повысился на 10-12 см). Подсчитано, что высвобождение всей массы воды, накопленной в ледниках, может поднять уровень океана на 60-70 м. Но это может произойти только в течение нескольких тысячелетий.

Глобальное потепление климата и повышение уровня океана рассматривается как экологическая угроза беспрецедентного масштаба. Прогнозируется, что при повышении уровня океана на 1,5- 2 м под затопление попадает около 5 млн. км2 суши. Хотя эта площадь и не велика (лишь около 3% от общей поверхности суши), но это наиболее плодородные и густонаселенные земли. На них проживает около 1 млрд. человек и собирается около 1/3 урожая отдельных сельскохозяйственных культур. Считается, что такая страна, как Бангладеш, полностью уйдет под воду даже в том случае, если повышение уровня океана будет меньше 1 м.

Прогнозируется, что, кроме подъема уровня океана, потепление климата будет сопровождаться увеличением степени неустойчивости погоды, смещением границ природных зон, ростом числа штормов и ураганов, ускорением темпов вымирания животных и растений.

Большую тревогу вызывает также возможность уменьшения различий температуры на полюсах и экваторе и в основном за счет более сильного потепления полюсов. С последним явлением может быть связано уменьшение площадей вечномерзлых почв и высвобождение из них (особенно с заболоченных территорий) метана, что, в свою очередь, будет интенсифицировать парниковый эффект.

Все это дало основание Международной конференции по проблемам изменения климата, состоявшейся в Торонто в 1979 году, высказать мнение, «что конечные последствия парникового эффекта могут сравниваться только с глобальной ядерной войной».

174

Основным техногенным источником поступления углекислого газа в атмосферу является сжигание органического топлива.

Основным фактором вывода углерода из атмосферы является фотосинтез и поглощение океаном. Так, в эксперименте было показано, что увеличение в воздухе в 2 раза концентрации С02 - с 330 до 660 частей на млн. обусловило увеличение площади ассимиляционного аппарата растений на 30-40% (сорго, кукуруза) и повышение урожайности испытуемых сельскохозяйственных культур: хлопка -на 124%, помидоров и баклажанов - на 40%, пшеницы, риса, подсолнечника - на 20%, фасоли, гороха и сои - на 43% (Кондратьев, 1990).

Океан поглощает до 50% С02, образующегося в результате деятельности человека. Океан потенциально мог бы поглощать и существенно больше углекислоты, но этому препятствует слабая пе-ремешиваемость глубинных вод.

Биосфера как источник парниковых газов. Наблюдения и расчеты последнего времени дают основание считать, что наряду с техногенными процессами все более значительным поставщиком парниковых газов становятся сами экосистемы, в которых человек нарушает сложившиеся круговороты и тем самым высвобождает углекислоту, метан и другие газы. Г. А. Заварзин (Россия) и У. Кларк (США) первенство в этих процессах отдают нарушению работы микробных сообществ (особенно Сибири и Северной Америки).

Авторы работы «Проблемы экологии России» (К. С. Лосев и др., 1993) считают, что экосистемы (биота) стали мощным поставщиком углерода в результате действия комплекса факторов, включая дефорестацию (уменьшение площадей лесов), лесные пожары, интенсивную обработку почвы, нарушение вечномерзлотных процессов и т. п. По их подсчетам, количество углерода, поступающего в атмосферу вследствие чисто техногенных процессов (например, сжигания топлива) и в результате воздействия на биоту, примерно сравнялись при тенденции увеличения доли углерода, поставляемого биотой.

В этой связи решение проблемы парникового эффекта в большей степени переносится на природно-экосистемный уровень (сохранение сло

175

жившихся круговоротов, соблюдение дс*густимых пределов воздействия на экосистемы, неистощительное природопользование и др.). К сожалению, для многих регионов такая задача трудно решаема в рамках современной и тем более увеличивающейся численности населения.

Другие гипотезы антропогенного изменения климата. Многие ученые обращают внимание на недостаточность рассмотрения проблемы климата только под углом зрения его потепления. Существуют факторы, действующие в направлении, противоположном парниковому эффекту. Так, увеличивающаяся запыленность препятствует поступлению к земной поверхности солнечной радиации и тем самым ее тепловой составляющей. Подобным образом действует повышение влажности воздуха и облачность. Существенным фактором является также изменение отражательной способности (альбедо) земной поверхности. Всякое ее увеличение ведет к выхолаживанию нижних слоев атмосферы и понижению температуры.

Крайним проявлением явлений, противоположных парниковому эффекту, является смоделированная в свое время «ядерная зима», или «ядерная ночь», планеты под влиянием резкого увеличения запыленности атмосферы.

Одновременное действие противоположно направленных факторов дает основание для неоднозначных прогнозов изменения климата. Казалось бы, что наиболее объективным доказательством различных точек зрения являются метеорологические наблюдения длительных периодов. Но и здесь все не так просто. Сторонники гипотезы потепления климата, кроме повышения температуры, в качестве одного из доказательств своей точки зрения используют тот факт, что из 10 лет 80-х годов шесть (1981,1983,1986,1987,1988,1989) оказались самыми теплыми за весь период наблюдений, начиная с 1860 года. Изменилось количество осадков: их стало выпадать больше в средних и высоких широтах и меньше в субтропиках.

Сторонники противоположнойточки зрения обра1цакгг внимание нато, что повышение температуры в течение последнего столетия (примерно на 0,5°С) произошло на фоне заканчивающегося холодного природного цикла, имевшего место в конце XIX столетия. Кроме того, отмечается, что повышение температуры было значительным в1881-1917гг.,т.е. ешедопериода интенсивного накопленияватмосфер^ С этих позиций повышение температуры в последнем столетии рассматривается как один из природных циклов, который может измениться на гтротивогкжгжный (гкжолсдание).

176

Следует также учитывать возрастающее влияние на климат антропогенного тепла. Согласно М. М. Будыко, радиационный баланс земной поверхности и производимая человеком тепловая энергия в настоящее время соотносятся как 49:0,02, что практически не сказывается на глобальной температуре. Доля ашропогешюго тепла пока не превышает 0,006% от теплового баланса Земли. Однако при современных темпах роста производства энергии (примерно на 10% ежегодно) в ближайшем столетии антропогенное тепло и радиационный баланс заметно сблизятся, что, как отмечалось в разд.Ш.З, ч.П, не исключает возможности термодинамического, или теплового, кризиса.