3.6. Изменение климата
Люди тысячелетиями стремились воздействовать на погоду. А сейчас мы внезапно оказались на пороге крупнейшего изменения климата, вызванного человеком. К сожалению, оно незапланированное, неуправляемое и может оказаться катастрофическим. Его причина – увеличение содержания в атмосфере углекислого газа и некоторых других, что приводит к потеплению климата, а значит, и резкому изменению погодных условий во всем мире.
Улавливание тепла парниковыми газами
Световая энергия проникает сквозь атмосферу, поглощается поверхностью земли, преобразуется в тепловую энергию и выделяется в виде инфракрасного излучения (рис.3.6). Однако углекислый газ и некоторые другие газы, называемые парниковыми, в отличие от других природных компонентов атмосферы его поглощают. При этом они нагреваются и в свою очередь нагревают атмосферу в целом. Значит, чем больше в ней парниковых газов, тем больше инфракрасных лучей будет поглощено, тем теплее она станет. Температура и климат, к которому мы привыкли, обеспечиваются концентрацией углекислого газа в атмосфере на уровне 0,03%.
Вклады парниковых газов в возрастание парникового эффекта составляют: двуокись углерода – 61%; метан – 23%; хлорфтор-углероды – 12 %; закись азота – 4 %.
Ранее (П. 1.3) были рассмотрены причины, приведшие к тому, что содержание СО2 в атмосфере растет. В результате концентрация углекислого газа в атмосфере, составлявшая в начале ХХ в. около 0,029%, к настоящему времени достигла 0,035%, т.е. выросла на 28%. Предполагается, что будет удвоение его содержания к 2060-2080 годам, если не будет принято каких-либо мер по сокращению эмиссии.
Другие парниковые газы (метан, ХФУ и оксиды азота) поглощают инфракрасное излучение в 50-100 раз сильнее, чем углекислый газ, хотя их содержание в воздухе значительно ниже.
Степень потепления и его возможные последствия
Удвоение концентрации двуокиси углерода в атмосфере, которое, по оценкам МГЭИК (Межправительственной группы экспертов по изменению климата), может произойти в период 2060-2080 годов, приведет к повышению средней глобальной температуры приземной атмосферы примерно на величину от 1,5 до 4,5°С, что вызовет подъем уровня океана по разным оценкам от 0,3 до 1 м. Это повышение температуры будет неравномерным: в два раза ниже в тропиках и в два раза выше в высоких широтах. Значительные разногласия возникают по вопросу о том, к чему приведет это потепление. Однако саму возможность потепления никто не отрицает.
Рис.3.6. Парниковый эффект
В настоящее время ожидаемыми последствиями потепления считаются:
затопление обширных густонаселенных зон и образование миллионов экологических беженцев;
более сильное потепление на полюсах вызовет ослабление циркуляции атмосферы, что изменит распределение осадков – увеличение их количества в Северной Африке и уменьшение их количества в Северной Америке;
виды флоры и фауны не будут успевать адаптироваться к быстро меняющимся климатическим условиям.
Стратегии борьбы с глобальным потеплением
Мировая промышленность и транспортные средства настолько зависят от ископаемого топлива, что в обозримом будущем обильное поступление углекислого газа в атмосферу неизбежно. Однако существуют способы его уменьшить и со временем достичь равновесного состояния. В основе этих способов лежит анализ причин увеличения содержания СО2 в атмосфере:
увеличение КПД использования горючего на транспорте и другие типы экономии энергии;
разработка и внедрение неисчерпаемых источников энергии;
прекращение сведения лесов, особенно тропических;
организация и поддержка кампаний по посадке деревьев.
Все эти действия способствуют решению и других природоохранных задач. Энергосбережение и развитие альтернативных способов производства энергии ведут к снижению загрязнения. Посадка деревьев и уход за ними, охрана почв и водных ресурсов, а также поддержание видового разнообразия живого – все это необходимо, если мы стремимся к устойчивости биосферы.
В 1992 году в Рио-де-Жанейро мировое сообщество приняло Конвенцию об изменении климата. Цель – добиться стабилизации парниковых газов на таком уровне, который не допускал бы опасного воздействия на климатическую систему. Страны договорились к 2000 году стабилизировать эмиссию парниковых газов на уровне 1990 года. Конвенция вступила в действие в 1994 году.
В 1997 году в Киото состоялась международная конференция стран – участников Конвенции ООН об изменении климата. Результаты пятилетней борьбы с парниковыми газами оказались плачевными. США планирует достичь уровня эмиссии лишь к 2008 году. А ведь на долю США приходится 25% от всего выброса углекислого газа, и стабилизация его выброса обойдется в 9 млрд долларов. В Канаде за пять лет выбросы парниковых газов увеличились на 15%. В Японии за 1996 год эмиссия выросла на 8,3%. Внутри Евросоюза ситуация неоднозначная. Если в Люксембурге, Германии, Дании, Нидерландах и Великобритании выбросы уменьшились, то Португалия, Греция, Испания и Швеция, наоборот, намерены их увеличить. Китай, Индия и другие развивающиеся страны, ссылаясь на бедность, не принимали и не принимают на себя каких-либо обязательств. А ведь Индия одной из первых пострадает от потепления. Итоговый протокол зафиксировал обязательства стран ЕС сократить к 2010 году выбросы на 8% по сравнению с 1990 годом.
Одним из механизмов выполнения обязательств по сокращению эмиссии парниковых газов может стать предложенная США международная система торговли квотами. Те предприятия и компании, которые не имеют технологической возможности уменьшить выбросы, могли бы покупать своего рода разрешения или лицензии у стран, перевыполнивших свои обязательства.
В последнее время появилось много противников теории глобального потепления в результате парникового эффекта, однако в любом случае значительное увеличение содержания одного из основных компонентов воздуха не может пройти бесследно.