книги из ГПНТБ / Непреднамеренные воздействия на климат. Результаты исследования влияния человека на климат [коллектив. моногр
.].pdfПРЕДИСЛОВИЕ
Многие из тех, кто вплотную занимался планированием и про ведением Исследования критических проблем окружающей среды (ИКПОС) 1970 г., понимали надобность в Исследовании влияния человека на климат (ИВЧК). Массачусетский технологический институт (МТИ) принял активное участие в организации и прове дении ИКПОС. К Исследованию было привлечено более 70 амери канских ученых; они достаточно подробно изучили проблемы окру жающей среды и опубликовали свои результаты в октябре 1970 г. Продолжая их большую и плодотворную работу, мы пришли к вы
воду о том, |
что исследование критических вопросов, связанных |
|
с влиянием |
деятельности человека на климат, |
должно прово |
диться учеными многих стран и как можно интенсивнее. |
||
Непреднамеренное изменение климата как в |
смысле прямого |
влияния на человека и биосферу, так и ;в смысле трудного выбора, который человечество, возможно, вынуждено будет сделать для предотвращения такого влияния, стало актуальной проблемой на ших дней. Назначение ИВЧК — помочь достижению международ ной научной согласованности в отношении того, что мы знаем, чего мы не знаем и как заполнить пробел в наших знаниях.
Комитет, который |
подготовил |
проведение |
ИВЧК |
осенью |
1970 г. и весной 1971 |
г., работал |
под председательством |
проф. |
|
К. Л. Вильсона (МТИ). |
В комитет входили: д-р В. |
В. Келлог (На |
||
циональный центр атмосферных исследований), Д. |
Т. Мэлон (Кон |
|||
нектикутский университет), проф. |
В. X. Метьюз |
(МТИ) |
и д-р |
|
Дж. Д. Робинсон (Центр исследования проблемы |
«Окружающая |
|||
среда и человек»). |
|
|
|
|
ИВЧК предполагало: критически рассмотреть выводы ИКПОС; указать на те проблемы окружающей среды, которыми раньше пренебрегали или которых не замечали; получить более полное представление о современных знаниях; обратить внимание на ряд моментов, особенно на установление очередности решения проб лем и определение, каким образом осуществлять рекомендации и проводить дальнейшие более широкие исследования; наконец, ука зать на те вопросы, которые требуют международного решения.
Члены подготовительного комитета консультировались по по воду предстоящего Исследования с рядом сотрудников несколь ких правительственных и неправительственных организаций и национальных агентств разных стран. В результате этих консуль таций были выбраны участники ИВЧК, а также подготовлен материал, необходимый для проведения Исследования.
7
Тридцать ученых из 14 стран приняли участие в ИВЧК. Они работали в течение 3 недель, с 28 июня по 16 июля 1971 г. Среди участников, главным образом метеорологов, были пред ставители широкого круга дисциплин: климатологии, гидродина мики, физики, химии, математического моделирования, океано логии и гидрологии. Работа проводилась в конференц-центре Виик близ Стокгольма. Любезными хозяевами были Шведская королевская академия наук и Шведская королевская академия тех нических наук.
Отчет ИВЧК |
содержит |
научные |
и технические суждения |
о современном |
понимании |
влияния |
человека на климат. Он |
представляет собой результат трехнедельной напряженной ра
боты |
участников |
ИВЧК, разделенных |
на пять рабочих групп. |
|||
В |
отчете выражена |
общая |
точка |
зрения |
всех участников |
|
ИВЧК- С каждым участником |
была |
согласована существенная |
||||
часть |
материала, |
но не |
все участники |
имели |
возможность про |
смотреть все главы в окончательной редакции. Участники Исследо вания работали как индивидуальные ученые, они не представляли каких-либо агентств или организаций, с которыми они связаны.
Вторая глава отчета содержит краткое изложение основных вы водов и рекомендаций всей работы. Эта глава в том виде, в каком она представлена здесь, была одобрена всеми участниками Иссле дования и распространена в качестве официального отчета еще до публикации всей книги. Остальные главы в основном сохранили тот вид, какой они имели к моменту завершения ИВЧК-
В течение недели после окончания ИВЧК доктора В. X. Метьюз, В. В. Келлог, Дж. Д. Робинсон, Ф. Д. Томпсон и С. X. Шнайдер произвели небольшое редактирование текста, приняв все меры к тому, чтобы не менять смысл или акценты основных вопросов.
Так как главная цель ИВЧК — поднять уровень общих и науч ных дискуссий и обратить внимание на актуальные проблемы гло бального и регионального климата, отчет был опубликован очень быстро. Это, к сожалению, привело к ряду редакционных погреш ностей, которых можно было бы избежать, если бы отдельные главы удалось существенно переработать после завершения ИВЧК.
Части I и II дают общие представления о непреднамеренном изменении климата, понятные любому читателю. Части III и IV содержат довольно подробные оценки современного состояния зна ний о специфических аспектах проблемы. Эти части интересны не только для специалистов-метеорологов, но и для специалистов смежных с метеорологией областей, так как они дают довольно фундаментальное представление о широком круге вопросов.
Еще на стадии планирования ИВЧК несколько международных организаций одобрило и поддержало идею проведения такого ис следования. В частности, проект отчета был передан в секрета риат Конференции ООН по проблемам окружающей среды (1972 г.), во Всемирную Метеорологическую Организацию для использования Межправительственной рабочей группой по слежению за состоя нием окружающей среды (рабочая группа собиралась в августе
8
1971 г.), Научному комитету по проблемам окружающей среды (НКПОС) Международного совета научных союзов (МСНС) для большого совещания в начале сентября 1971 г. и в Объединенный организационный комитет Программы исследований глобальных атмосферных процессов (ООК/ПИГАП), который собирался в ок тябре 1971 г. Все эти организации любезно согласились прокоммен тировать отчет ИВЧК для генерального секретаря Конференции ООН г-на М. Ф. Стронга, который проявил исключительную за боту и интерес в отношении данной работы. Наконец, следует отме тить, что сроки публикации этого отчета были определены подгото вительным комитетом Конференции ООН в конце сентября 1971 г.
Финансовая поддержка ИВЧК была оказана Национальным на учным фондом США через Программу прикладных исследований национальных нужд (ППИНН), Фондом Форда, Американской ас социацией охраны природы и Фондом Слоана.
Отчет такого размаха и глубины едва ли можно было подгото вить без помощи большого числа организаций, научных групп и отдельных ученых. От имени участников ИВЧК мы благодарим всех, кто оказал помощь в этой большой работе.
К. Л. Вильсон, директор ИВЧК В. X. Метьюз, помощник директора ИВЧК
список УЧАСТНИКОВ
Исследования влияния человека на климат (ИВЧК)
Директор — К- Л. В и л ь с о н Помощник директора — В. X. Ме т ь юз
Секретари — В. В. К е л л о г, |
Дж. Д. Р о б и н с о н |
П. А. А м б р оз и, начальник |
Управления, Метеорологическая |
служба Венгрии, Будапешт, Венгрия |
|
Ж. Б р и к а р д , профессор, лаборатория физики аэрозолей, Па |
|
рижский университет, Париж, Франция |
|
М. И. Б у д ы к о , профессор, Главная геофизическая обсервато |
|
рия, Ленинград, СССР |
Школа управления Слоана, Мас |
К. Л. В и л ь с о н , профессор, |
сачусетский технологический институт, Кембридж, штат Массачу сетс, США
O. |
В и т т ори, |
профессор, |
Институт физики |
атмосферы, Бо |
||
лонья, |
Италия |
профессор, |
кафедра метеорологии и геофизики, |
|||
Г. В. |
Г е о р г и 1, |
|||||
Франкфуртский университет, Франкфурт-на-Майне, ФРГ |
||||||
Э. |
Д. |
Г о л ь д б е р г , |
профессор химии, Институт океанографии |
|||
Скриппса, Ля-Жойя, штат Калифорния, США |
об окружающей |
|||||
И. |
X. |
Д ж о з е ф , |
профессор, кафедра наук |
|||
среде, Тель-Авивский университет, Рамат-Авив, Израиль |
||||||
B. |
В. |
К е л л о г , |
директор |
лаборатории, Национальный центр |
||
атмосферных исследований, Боулдер, штат Колорадо, США |
||||||
Ю. |
Л о н д о н , профессор, |
кафедра астрогеофизики, Колорад |
||||
ский университет, Боулдер, штат Колорадо. США |
|
|||||
P. |
А. |
М а к - К о р мик, директор отдела метеорологии, Управ |
ление охраны окружающей среды, Национальное управление по ис следованию океана и атмосферы, Ралей, штат Северная Каролина, США
C. М а н а бе, лаборатория гидродинамики, Национальное уп равление по исследованию океана и атмосферы, Принстон, штат Нью-Джерси, США
Р. Е. М а н н, Управление по исследованию окружающей среды, Торонто, Канада
1 Руководитель одной из рабочих групп ИВЧК.
10
B. X. М е т ь юз, ассистент профессора, кафедра гражданского строительства, Массачусетский технологический институт, Кем бридж, штат Массачусетс, США
Л. М а х т а 1, директор лаборатории воздушных ресурсов, На циональное управление по исследованию океана и атмосферы, Сильвер-Спринг, штат Мэриленд, США
Ф. |
М ё л л е р , |
профессор, Институт метеорологии Мюнхенского |
|
университета, Мюнхен, ФРГ |
Брюссельский уни |
||
Ж. |
В а н - М и г е м , профессор метеорологии, |
||
верситет, Брюссель, Бельгия |
|
||
И. |
Н ё й м а н , |
профессор, заведующий кафедрой метеорологии, |
|
Хебревский университет, Иерусалим, Израиль |
|
||
М. |
Н и к о л е , |
профессор, директор Института космической |
|
аэрономии Бельгии, Брюссель, Бельгия |
исследовательская |
||
П. |
Р. П и ш а роти, профессор, физическая |
лаборатория, Ахмадабад, Индия Дж. Д. Р о б и н с о н , Центр исследования проблемы «Окружаю
щая среда и человек», Хартфорд, штат Коннектикут, США
К. |
Се стан, начальник сектора, Научно-исследовательский ин |
ститут водных ресурсов, Будапешт, Венгрия |
|
Р. |
В. С т ю а р т 1, директор отделения морских наук, район |
Тихого океана, Управление по исследованию окружающего прост ранства, Виктория, Британская Колумбия, Канада
Ф. Д. Т о м п с о н 1, помощник директора Национального центра атмосферных исследований, Боулдер, штат Колорадо, США
C. Туоми , отдел физики атмосферы, CSIRO, Сидней, Австра
лия |
|
|
|
|
|
|
|
|
Г. |
Флён, профессор |
метеорологии, |
Боннский университет, |
|||||
Бонн, |
ФРГ |
|
|
|
|
|
|
|
Г. |
Х и н ц п е т е р , |
профессор, Институт метеорологии Универси |
||||||
тета Иоганна Гутенберга, Майнц, ФРГ |
|
им. Макса |
Планка, |
|||||
К. |
Ю н г е 1, профессор, |
Институт химии |
||||||
Майнц, ФРГ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Г. |
Я м а м о т о , |
профессор, |
Геофизический |
институт Универси |
||||
тета Тохоку, Сендан, Япония |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Консультанты |
|
|
|
|
В. |
Д а н с г а а р д , |
профессор, Копенгагенский университет, Ко |
||||||
пенгаген, Дания |
профессор |
гидрологии, |
Университет |
Упсалы, |
||||
Э. |
Э р и к с о н , |
|||||||
Швеция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исследовательский персонал |
|
|
|||
Дж. С. П е р к о в с к и й , |
Массачусетский |
технологический ин |
||||||
ститут, Кембридж, штат Массачусетс, США |
|
|
|
1 Руководитель одной из рабочих групп ИВЧК.
11
С. |
X. |
Ш н а й д е р , |
Институт космических |
исследований |
Год |
|
дарда, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США |
|
|
||||
|
|
|
Вспомогательный персонал |
|
|
|
К. |
Д. |
Бо йд , |
издательство МТИ, Кембридж, |
штат Массачусетс, |
||
США |
|
|
|
|
|
|
А. |
Б. |
Д е м б , |
Массачусетский технологический институт, |
Кем |
||
бридж, штат Массачусетс, США |
|
|
||||
А. |
К а р л с о н , Шведская академия технических наук, |
Сток |
||||
гольм, |
Швеция |
|
|
|
|
|
Ф. X. М а к - Г р о р и , |
Массачусетский технологический институт, |
|||||
Кембридж, штат Массачусетс, США. |
|
|
Часть I
ОБЩАЯ ТОЧКА ЗРЕНИЯ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Г л а в а 1
ВВЕДЕНИЕ
1.1. ОСНОВНАЯ ЗАДАЧА ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА НА КЛИМАТ (ИВЧК)
Цель настоящего Исследования — квалифицированно оценить современное состояние научного понимания возможных влияний деятельности человека на климат как в отдельных районах, так и на всем земном шаре в целом. На основании проведенного иссле
дования были разработаны детальные |
рекомендации по |
составле |
||
нию программ дальнейших |
исследований, которые помогут полу |
|||
чить более определенные |
ответы на |
многие |
вопросы, |
связанные |
с этими сложными областями знаний. |
ИВЧК |
позволило |
выделить |
|
следующие основные направления исследований: |
|
—изменения климата, имевшие место в прошлом;
—деятельность человека, влияющая на климат;
—теория и модели климатических изменений;
■— влияние на климат создаваемых человеком изменений под стилающей поверхности;
—воздействия на тропосферу;
—воздействия на стратосферу.
При проведении исследований по каждому из перечисленных на правлений имелось в виду получить ответы на следующие общие вопросы:
—каков уровень наших знаний в данной области?
—какие пробелы в наших знаниях не позволяют уверенно оценить состояние вопроса?
—что нужно сделать для повышения качества данных и для лучшего понимания их значимости, чтобы в будущем мы могли делать более уверенные оценки?
—на чем следует сосредоточить исследования и какие про граммы наблюдений необходимы?
—какие действия следует предпринять для осуществления реко мендаций, полученных в результате исследований в данной области?
13
1.2.СОСТОЯНИЕ НАШИХ ЗНАНИЙ
Втечение двух последних десятилетий ученые добились значи тельных успехов в развитии теории и совершенствовании измери тельной техники. Эти успехи, безусловно, сыграли и будут играть важную роль в углублении знаний о воздействии человека на кли мат. Однако мы встревожены тем, что существуют большие и серь езные пробелы в наших знаниях о тех процессах, которые опреде ляют климат, и что данные наблюдений во многих районах мира не только не полные, но и не согласуются между собой, а иногда даже противоречивы.
Нам удалось выявить некоторые климатообразующие факторы (например, морской лед Арктики), которые представляются осо бенно чувствительными к воздействию со стороны человека. Мы настаивали на том, чтобы наибольшее предпочтение отдать уси лиям, которые могут значительно углубить наше понимание влия ния этих факторов на формирование климата. Однако в некоторых областях мы можем только констатировать тот факт, что наших знаний еще недостаточно для определенного вывода о роли чело века в изменении климата.
Совершенно ясно, что без дополнительных наблюдений и иссле дований ученые не смогут дать человеческому обществу уверенные заключения и рекомендации по предотвращению крупномасштаб ных и, возможно, необратимых непреднамеренных воздействий на климат. Мы полагаем, что информация, которая будет получена путем осуществления основных рекомендаций ИВЧК, удовлетво рит эти нужды. Обеспеченное такой информацией, будущее Иссле дование влияния человека на климат могло бы стать намного конкретнее, чем это удалось сделать нам.
1.3.НАЗНАЧЕНИЕ ОТЧЕТА ИВЧК
Вцелом отчет ИВЧК предназначен для народов и правительств стран всего мира, несущих коллективную ответственность за со
хранение окружающей среды от непреднамеренного разрушения ее человеком в процессе удовлетворения своих многочисленных и разнообразных потребностей. Мы надеемся, что этот отчет (осо бенно глава 2 и вся часть II) даст заинтересованному читателю ясное представление о современном состоянии наших знаний в об ласти влияния человека на климат. Разные части отчета адресо ваны разным аудиториям, которые, понимая суть обсуждаемых проблем, при наличии доброй воли могли бы предпринять необ ходимые действия для достижения дальнейшего прогресса в этой весьма важной области.
Прежде всего отчет предназначен для научной общественности. Мы надеемся, что заключения и рекомендации достаточно убеди тельны для того, чтобы заинтересовать ученых всего мира. Дей ственное осуществление рекомендаций потребует коллективного
14
усилия заинтересованных ученых многих стран, особенно при про ведении комплексных исследований, конечная цель которых — ответить на важнейшие вопросы более определенно, чем мы можем это делать теперь. Мы также надеемся, что отчет поможет моло дым талантливым ученым избрать свой путь и достигнуть успеха в науке, работая над интересными и сложными проблемами изме нения климата и влияния человека на эти изменения.
Второй группой лиц, для которых мы предназначаем настоя щий отчет, являются те государственные деятели, от которых за висит выделение средств на научные исследования, и руководители тех институтов и лабораторий, где могут быть начаты, расширены или усовершенствованы научные программы, предназначенные для осуществления наших рекомендаций. Мы надеемся, что указанные лица смогут оценить огромную важность этих рекомендаций и по нять необходимость выделения ассигнований для их осуществления.
Мы предназначаем наш отчет также тем международным орга низациям, инициатива которых в значительной степени способство вала проведению настоящей работы. Их реакция на наши реко мендации и интеграция этих рекомендаций в программах станут важнейшими условиями осуществления наших рекомендаций. К этим организациям относятся: Всемирная Метеорологическая Организация (ВМО), Научный комитет по проблемам окружающей среды (НКПОС), Международный совет научных союзов (МСНС) и Объединенный организационный комитет Программы исследова ний глобальных атмосферных процессов (ООК/ПИГАП).
Четвертая группа лиц, для которых предназначен настоящий от чет, включает сотрудников национальных и международных органи заций, обеспечивающих техническую и финансовую помощь разви вающимся странам. Некоторые выводы и рекомендации ИВЧК прежде всего относятся к этим странам. Им потребуется различ ного рода помощь для претворения в жизнь указанных рекоменда ций. Участие развивающихся стран во многих программах исследо ваний, измерений и наблюдений и в научной обработке результатов весьма существенно для успеха работы в международном масш табе. Более того, привлечение учреждений и отдельных ученых из развивающихся государств к исследованиям очень важно для вы работки независимых суждений при формулировании националь ной политики и программ.
Пятая группа лиц, для которых предназначен отчет, состоит из сотрудников тех агентств, которые могли бы решить организаци онные вопросы, связанные с осуществлением данных рекомендаций.
1.4. НЕКОТОРЫЕ ФИНАНСОВЫЕ АСПЕКТЫ РЕКОМЕНДАЦИЙ ИВЧК
Ученые, готовившие отчет ИВЧК, сконцентрировали внимание прежде всего на научных вопросах. Не было ни времени, ни необ ходимых знаний и опыта для определения стоимости различных
15
исследовательских программ, которые следовало бы осуществить для изучения влияния человека на климат. К счастью, многие из рекомендаций ИВЧК весьма близки к аналогичным рекомендациям, содержащимся в отчете ИКПОС, а группа, составившая его, имела возможность подумать над финансовыми проблемами. Таким об разом, отчет ИКПОС дает некоторое, хотя и приблизительное, представление о финансовой стороне рекомендаций ИВЧК.
При определении стоимости какой-либо международной про граммы измерений и исследований главное заключается в том, чтобы установить правила составления смет. Например, непрерыв ные измерения, которые требуют квалифицированного обращения со сложными приборами, иногда приходится проводить в отдален ных местах, где нет ни необходимых условий, ни необходимых служб. Некоторые из существующих метеорологических станций и линий телеграфной связи могли бы принять на себя соответствую щую работу без особых трудностей или дополнительных затрат. Однако возникает вопрос, какая часть затрат на строительство (дома, убежища) и на содержание служб должна быть отнесена на счет выполнения новых дополнительных работ. Такой же во прос встает, когда требуется использовать корабль или самолет. В отчете ИКПОС было принято, что там, где возможно много целевое использование имеющихся станций, установок и оборудо вания, на счет нового проекта относить только дополнительные за траты. Точно такое же предположение лежит в основе приводимой ниже очень приблизительной оценки стоимости одного из исследо ваний по рекомендациям ИВЧК.
Для разработки теории климата и численного моделирования изменений климата, вызываемых человеком, потребуется провести серьезное исследование. Мы полагаем, что значительную часть этого исследования могли бы выполнить существующие исследо вательские коллективы при очень небольшом расширении их дея тельности. Работа таких коллективов была бы особенно успешной, если бы их деятельности уделялось серьезное внимание и между отдельными научными группами поддерживалась непрерывная связь. Такой множественный подход к решению сложных проблем обеспечивает независимость, необходимую на этой стадии исследо ваний, в результате чего становится возможной оригинальная по становка задач и нетривиальность их реализации. Годовой бюджет высококвалифицированной научно-технической группы, работаю щей на самом современном компьютере, порядка 2,5 млн. ам. дол ларов, включая амортизацию компьютера.
Мы приняли к сведению, что необходимо иметь десять измери тельных станций в очень отдаленных районах. Для некоторых из этих станций будут нужны здания. Капитальные затраты на каж
дую станцию |
едва ли могут быть |
меньше 0,5 млн. ам. долларов, |
а затраты на |
содержание станции |
составят около 0,25 млн. ам. |
долларов в год. |
|
Детальное изучение климата потребует широких океанографи ческих исследований о обширной программой наблюдений. Отчет
16