книги из ГПНТБ / Будыко, М. И. Изменения климата

торые должны были помочь восстановлению исчезающих стад. Однако при продолжении интенсивной охоты общий процесс унич­ тожения крупных травоядных все ускорялся и последняя его фаза протекала особенно быстро, что поставило охотничьи племена в трудное положение, поскольку они не получали достаточного времени для постепенного перехода к другим способам добывания пищи. В связи с этим можно думать, что переход к мезолиту имел болезненный характер для первобытного общества и, воз­ можно, сопровождался временным сокращением численности насе­ ления.

Как отмечено выше, окончание палеолита в Америке также со­ провождалось вымиранием крупных животных, что подтверждает причинную связь этих явлений. Вместе с тем вполне вероятно, что заметные изменения природных условий в эпоху окончания палео­ лита создавали дополнительные трудности для существования вы­ миравших животных и способствовали ускорению уже начавше­ гося процесса.

Таким образом, можно думать, что окончание культуры палео­ лита в Европе было в известной мере результатом неразрешимого противоречия между созданной человеком верхнего палеолита тех­ никой массовой охоты на крупных животных, обеспечившей вре­ менное изобилие пищи и сделавшей возможным увеличение чис­ ленности населения, и ограниченностью природных ресурсов для этой охоты, которые через некоторый период времени оказались исчерпанными.

В связи с этим встает вопрос: почему в этом случае была на­ рушена сбалансированная экология доголоценовой биосферы, при которой виды животных, преследуемых хищниками, могли суще­ ствовать на протяжении сотен тысяч и миллионов лет? .

Можно думать, что главная причина этого нарушения заклю­ чается в необычно высокой скорости эволюции человека по срав­ нению со скоростью эволюции преследуемых им животных.

Как указано выше, крупные животные с низким коэффициентом рождаемости обладают меньшей способностью поддерживать ста­ бильную численность популяций при преследовании их хищником по сравнению с мелкими животными, у которых коэффициент рож­

даемости больше.

. Поэтому крупный размер тела дает животным преимущества в борьбе за существование только в том случае, когда он делает животных мало доступными для нападений хищников. Если же размер животных не защищает их от нападений (как это случа­ лось даже с мамонтами в эпоху верхнего палеолита), то единст­ венным способом сохранения популяций могло быть увеличение коэффициента рождаемости, что у млекопитающих животных обычно достигается при уменьшении размера их тела.

Подобное изменение преследуемых животных при скорости их эволюции, которая имела место в плейстоцене, требовало гораздо

часть территорий, населенных человеком. Этот кризис, по-види­ мому, привел к сокращению численности населения в районах, где были уничтожены крупные животные, служившие основой для экономики верхнего палеолита.

Возможно, что указанный кризис в ряде случаев обусловил разрыв между окончанием культуры верхнего палеолита и появле­ нием культуры мезолита, отмеченный археологическими исследова­ ниями в Европе и некоторых других районах.

Представление о завершении первой и наиболее длительной культуры в истории современного человека экологическим кризи­ сом представляет интерес как иллюстрация принципиальной несов­ местимости стихийной деятельности человечества с сохранением сбалансированной экологии биосферы. Известно, что в более позд­ ние эпохи в истории развития человеческого общества неоднокра­ тно встречались различные случаи нарушения сбалансированной экологии биосферы, подтверждающие известное высказывание К. Маркса: «Культура, если она развивается стихийно, а не на­ правляется сознательно... оставляет после себя пустыню»

Экологический кризис будущего. Следует указать, что хотя современная деятельность человека, так же как и его деятельность в прошлом, существенно изменила природную среду на большей части нашей планеты, эти изменения до недавнего времени были только суммой многих локальных воздействий на природные про­ цессы. Они приобрели планетарный характер не в результате изменения человеком природных процессов глобального масштаба, а потому, что локальные (или региональные) воздействия распро­ странились на большие пространства. Иначе говоря, изменение фауны в Европе и Азии не влияло (или мало влияло) на фауну Америки, регулирование стока американских рек не изменило ре­ жима стока африканских рек и т. д. Только в самое последнее время началось воздействие человека на глобальные природные процессы, изменение которых может оказать влияние на природ­ ные условия всей планеты (Герасимов, Будыко, 1974, и др.).

Принимая во внимание тенденции развития хозяйственной дея­ тельности человека в современную эпоху, недавно было высказано предположение, что дальнейшее развитие этой деятельности может привести к значительному изменению окружающей среды, в ре­ зультате которого произойдет общий кризис экономики и резко сократится численность населения.

Наиболее подробно эта точка зрения обоснована в работе Фор­ рестера (Forrester, 1971) и в коллективной монографии «Пределы роста» (Meadows е. а., 1972).

Так же как в упомянутой выше работе, посвященной экономике

254 Глава 7. Климат будущего

«Пределы роста» решили уравнение, определяющее прирост насе­ ления, совместно с соотношением, характеризующим изменения ресурсов, потребляемых человеком. Как и в расчете для верхнего палеолита, анализ, выполненный американскими учеными для современной эпохи, привел к заключению, что дальнейший рост численности населения приведет к кризису, который будет сопро­ вождаться резким уменьшением народонаселения. Рассчитанное в их работе время наступления такого кризиса оказалось весьма кратким — всего около ста лет.

Следует указать, что численные модели, использованные в аме­ риканских работах, намного сложнее сравнительно простой мо­ дели, использованной в нашем исследовании.

В моделях, относящихся к современной эпохе, было учтено влияние на изменение численности населения ряда факторов, в том числе пищевых ресурсов, минеральных ресурсов и загрязнения внешней среды. Поскольку в модели для верхнего палеолита можно было ограничиться только учетом пищевых ресурсов (за­ пасы минерального сырья в то время не влияли на численность населения, а загрязнения среды еще не существовало), расчет по этой модели мог быть выполнен аналитически.

Гораздо более сложные системы уравнений, использованные американскими учеными, можно было решать только численно при применении электронных вычислительных машин.

Остановимся подробнее на результатах прогноза изменений экономических условий, полученных в книге «Пределы роста» на основе применения модели Форрестера.

Этот расчет выполнен для периода с 1900 по 2100 г., в нем использованы зависимости коэффициентов рождаемости и смерт­ ности от различных факторов, построенных по современным эмпи­ рическим данным.

В случае недостатка таких данных (например, для оценки влия­ ния загрязнения окружающей среды на коэффициент смертности) авторы расчета определяли соответствующие зависимости гипоте­ тически.

Результаты расчета показывают, что промышленное производ­ ство и производство продуктов питания на душу населения возра­ стают до начала XXI в., после чего обе эти величины быстро па­ дают до значений, намного меньших их уровня в начале XX в.

Запасы минеральных ресурсов в начале XXI в. резко сокра­ щаются и в середине этого века оказываются практически израс­ ходованными. Загрязнение окружающей среды быстро возрастает в первой половине XXI в., но к середине этого века оно опять уменьшается из-за сокращения промышленного производства.

Численность населения растет до середины XXI в., затем она начинает уменьшаться и к концу этого века сокращается почти вдвое. Главной причиной кризиса в этом случае оказывается исчер­ пание минеральных ресурсов, что приводит к резкому увеличению

смертности из-за уменьшения производства продуктов питания и ухудшения медицинского обслуживания населения.

Результаты этого расчета сопоставлены в книге «Пределы ро­ ста» с рядом других расчетов, в которых использованы различные дополнительные предположения. Однако эти предположения в боль­ шинстве случаев не изменяют основного вывода, полученного в первом расчете.

Так, например, допущение о том, что известные сейчас запасы минеральных ресурсов будут удвоены, приводит к еще более рез­ кому спаду численности населения в середине XXI в., так как в этом случае происходит катастрофическое повышение уровня загрязнения окружающей среды.

Предположение о введении эффективного контроля за загряз­ нением среды при использовании удвоенного запаса минеральных ресурсов не исключает спада численности населения, обусловлен­ ного недостатком продуктов питания.

Данные дальнейших расчетов показывают, что для предотвра­ щения уменьшения численности населения и сохранения высокого уровня промышленного производства необходимо осуществление комплекса мероприятий, в который входит прекращение роста на­ селения, резкое сокращение потребления минеральных ресурсов, прекращение роста промышленного производства, переключение средств на борьбу с загрязнением окружающей среды, увеличение производства продуктов питания и т. д.

Из выполненных расчетов следует, что для стабилизации эко­ номических условий в XXI в. такие мероприятия должны быть введены немедленно, введение их в конце XX в. будет слишком поздним и не предотвратит наступления кризиса.

Отмечая, что реальность осуществления указанных мероприя­ тий в современную эпоху невелика, авторы книги указывают на вероятность завершения предстоящего экономического кризиса «социальной дезинтеграцией», т. е. распадом существующей орга­

низации общества.

Критическая оценка исследований Форрестера и авторов книги «Пределы роста» дана в работе Е. К. Федорова (1972).

В этой работе отмечены основные недостатки указанных иссле­ дований, к числу которых прежде всего относится отсутствие учета в . использованных численных моделях тех принципиальных изме­ нений, которые вносит технический прогресс в экономическое раз­ витие общества и в характер обеспечения потребностей челове­

чества.

Наряду с этим Е. К. Федоров указывает, что вывод Форрестера и авторов книги «Пределы роста» о предстоящем кризисе во вза­ имодействии общества с природой правильно отражает закономер­ ности стихийного развития буржуазного общества. Основные со­ циально-экономические особенности капиталистического строя пре­ пятствуют рациональному использованию природных ресурсов,

256 Глава 7. Климат будущего

затрудняют решение продовольственной проблемы, осложняют планомерную борьбу с загрязнением окружающей среды. В таких условиях кризис во взаимоотношении человека с природой неиз­ бежен, многие черты этого кризиса отчетливо заметны в современ­ ную эпоху.

Е. К. Федоров отмечает, что преодоление тех трудностей, кото­ рые возникают при дальнейшем техническом и экономическом раз­ витии человечества, возможно только на путях социалистического планового хозяйства.

Вывод о необходимости долгосрочного хозяйственного плани­ рования содержится также в книге «Пределы роста», хотя пред­ ложения этой работы о плане мероприятий, которые приведут к предотвращению наступления кризиса, имеют явно утопический характер.

Можно думать, что даже в рамках ограниченной численной модели, использованной в этой книге, можно найти более реаль­ ные пути преодоления тех трудностей, на которые указывают авторы. Так, например, простые подсчеты показывают, что при широком развитии борьбы с загрязнением окружающей среды, при массовом использовании синтетических материалов, при нали­ чии хотя бы частичных успехов в химическом синтезе продуктов питания препятствия для технического и экономического развития в следующем столетии будут в основном ликвидированы.

Отмечая существенные ограничения имеющихся сейчас мето­ дов численного моделирования экономического развития, следует изучить возможности совершенствования этих методов для исполь­ зования их в разработке различных частных задач долгосрочного планирования технического прогресса.

Применяя численные модели, позволяющие рассчитать веро­ ятные изменения численности населения в их связи с основными экономическими показателями и характеристиками изменений при­ родных условий, можно заблаговременно сформулировать техниче­ ские задачи, решение которых необходимо для преодоления раз­ личных препятствий, возникающих на пути экономического раз­ вития.

К числу крупных проблем этого рода относится не рассмот­ ренный в исследованиях американских авторов вопрос о возмож­ ности изменения под влиянием хозяйственной деятельности гло­ бального климата нашей планеты.

Особое значение этого вопроса заключается в том, что в свете приведенных выше данных такое изменение может оказать сущест­ венное влияние на хозяйственную деятельность человека раньше всех других глобальных экологических нарушений, рассмотренных в исследованиях Форрестера и авторов книги «Пределы роста».

Масштабы этого влияния будут очень велики — достаточно ука­ зать, что, как видно из данных третьей главы, потепление 20— 30-х годов нашего века сопровождалось заметным уменьшением

258 Глава 7. Климат будущего

Простых технических средств решения первой из этих задач и в особенности второй из них не существует, кроме ограничений потребления топлива и потребления большинства видов энергии, что в ближайшие десятилетия, по-видимому, несовместимо с даль­ нейшим техническим прогрессом.

Таким образом, для сохранения существующих климатических условий в близком будущем окажется необходимым применение метода регулирования климата. Очевидно, что при наличии такого метода он мог бы быть использован также для предотвращения неблагоприятных для народного хозяйства естественных колеба­ ний климата и в дальнейшем, для изменения глобального климата в направлении, соответствующем интересам человечества.

Вопрос о возможных путях воздействия на климат обсуждался в ряде работ, в которых были высказаны различные идеи в отно­ шении метода воздействия на климатические условия.

В работах Е. К. Федорова (1958, 1972 и др.) неоднократно от­ мечалось, что наиболее перспективны воздействия на крупномас­ штабные атмосферные процессы, характеризующиеся малой устой­ чивостью, т. е. высокой чувствительностью к сравнительно малым изменениям внешних факторов. Такой подход дал ряд положитель­ ных результатов при разработке методов воздействия на облака, осадки, туманы и другие погодные явления.

Е. К. Федоров привел интересный пример того, как в резуль­ тате рассеяния облаков заметно изменялся радиационный баланс значительной территории. Подобные опыты показывают, что воз­ действия на погоду могут при их длительном применении изменять климатические условия. В связи с этим Е. К. Федоров высказал мнение о принципиальной возможности воздействия на климат всего земного шара или его значительной части.

Имеется ряд работ, в которых рассматривались различные проекты воздействия на климат.

Один из крупнейших проектов имеет целью уничтожение арк­ тических льдов для значительного повышения температуры воз­ духа в высоких широтах. При обсуждении этого вопроса был вы­ полнен ряд исследований связи режима полярных льдов с общими климатическими условиями (Будыко, 1961, 1962 и др.; Fletcher, 1966, и др.).

Результаты указанных исследований не исключают возмож­ ности сохранения безледного режима после однократного уничто­ жения полярных льдов, но, по-видимому, свидетельствуют об очень большой неустойчивости такого режима.

Следует отметить, что вопрос о реальных способах уничтоже­ ния полярных льдов пока еще мало разработан. В имеющихся ра­ ботах были выполнены некоторые подсчеты, показавшие, что мор­ ские льды Арктики могут растаять в течение нескольких лет при уменьшении облачности в северной части Атлантического океана и при снижении скорости испарения с поверхности океана в этом

260 Глава 7. Климат будущего

горных склонов. Воздух, опускаясь по этим склонам, нагревается и становится менее насыщенным, что препятствует конденсации и образованию осадков. Предлагается орошать поверхность пу­ стыни в утренние часы небольшим количеством воды, что должно привести к понижению температуры поверхности. В результате улучшаются условия для развития дневной конвективной облач­ ности и выпадения осадков.

Еще одна схема воздействия на режим осадков предложена для пустынь с большим запылением воздуха. Массы пыли приво­ дят к охлаждению воздуха длинноволновым излучением, что пре­ пятствует развитию восходящих токов и уменьшает выпадение осадков. Предлагается уменьшить запыление атмосферы в таких пустынях путем восстановления растительного покрова на их по­ верхности, после чего увеличение количества осадков сделает возможным длительное существование восстановленного расти­ тельного покрова. Проект такого воздействия на климат разраба­ тывается для пустынь на северо-западе Индии, которые, как пред­ полагается, возникли в результате разрушения растительного покрова вследствие неумеренного выпаса скота (Bryson, 1972,

идр.).

Внекоторых публикациях упоминаются другие проекты воздей­ ствий на климат. К их числу относятся идеи воздействия на неко­ торые морские течения путем строительства гигантских плотин. Так, например, предполагается, что можно изменить режим Гольф­ стрима, построив плотину между Флоридой и Кубой, или же повлиять на направление Лабрадорского течения, построив плотину на Ньюфаундлендской банке. Ни один из проектов такого рода не имеет достаточного научного обоснования, возмож­ ное влияние их осуществления на климат остается совершенно неясным.

Другие проекты е к л ю ч э ю т предложения о создании крупных водоемов. К их числу относится старая идея создать громадные моря на территории Центральной Африки и Сахары путем строи­ тельства плотин на нескольких африканских реках. Размеры этих морей должны достигать 10% общей площади Африканского кон­ тинента. Оставляя в стороне вопрос о возможности осуществления такого проекта, следует отметить, что связанные с ним изменения климата изучены очень мало.

Можно думать, что некоторые из перечисленных выше проектов воздействия на климат ограниченных территорий будут доступны для техники близкого будущего, если целесообразность их осуще­ ствления будет доказана.

Гораздо большие трудности имеются на пути осуществления воздействий на глобальный климат, т. е. на климат всей планеты или ее значительной части.

Из различных путей воздействия на климат, по-видимому, наи­ более доступен для современной техники метод, основанный на