
- •Глобальные методы наблюдения и экологическое прогНоЗирование: учебное пособие
- •«Глобальные методы наблюдения и экологическое прогнозирование»
- •020801 (013100) «Экология» и 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»
- •Введение.
- •Часть 1. Глобальные проблемы человечества в 21 веке.
- •1.1. Глобальные демографические проблемы населения нашей планеты.
- •1. 1.1. Динамика численности населения Земли.
- •1. 1. 2. Демографический взрыв хх века
- •1. 1. 3. Изобилие или голод
- •Проблемы экологии и безопасности ближнего космоса.
- •1.2.1. Техногенный мусор – происхождение и классификация.
- •1. 2. 2. Плотность загрязнения ближнего космоса и вероятность столкновения космических объектов с техногенным мусором.
- •1. 2. 3. Повреждения и разрушения космических аппаратов.
- •1. 2. 4. Перспективы решения проблемы засорения ближнего космоса в настоящее время.
- •Проблемы изменения климата Земли.
- •1. 3. 1. Парниковый эффект.
- •1. 3. 2. Киотский протокол.
- •1.4. Проблемы истощения озонового слоя.
- •1. 4. 1. Роль озонового слоя.
- •1. 4. 2. Естественные процессы образования и разрушения озона в стратосфере.
- •1. 4. 3. Техногенные изменения озонового слоя.
- •1. 4. 4. Открытие озоновых дыр в стратосфере.
- •1. 4. 5. Механизм возникновения озоновых дыр в стратосфере.
- •1. 4. 6. Международная защита озонового слоя Земли.
- •1. 4. 7. Озоновый щит над Россией.
- •Часть 2. Объекты экологии и задачи экодиагностики
- •2. 1. Терминология.
- •2. 2. Основные термины и определения.
- •2. 3. Дополнительные специальные термины для экодиагностики.
- •2. 4. Задачи экодиагностики.
- •2. 4. 1. Стандарты и нормативные документы.
- •1. К охране атмосферы относятся:
- •2. 5. Основные задачи.
- •2. 6. Технологии диагностирования.
- •Часть 3. Радиационный экологический мониторинг
- •3. 1. Физические основы
- •3. 2. Диагностика радиоактивного загрязнения атмосферы.
- •3. 3. Диагностика радиоактивного загрязнения воды.
- •3. 4. Диагностика радиоактивного загрязнения территорий.
- •Часть 4. Радиоволновой экологический мониторинг.
- •4. 1. Радиоволновые методы экодиагностики.
- •4. 2. Мониторинг земного покрова.
- •4. 3. Мониторинг водных систем.
- •4. 4. Мониторинг атмосферы.
- •Часть 5. Оптический экологический мониторинг.
- •5. 1. Оптический контроль атмосферы.
- •5. 1.1. Физические основы и классификация оптических методов диагностики.
- •5. 1. 2. Лидарные методы.
- •5. 1. 3. Нефелометрические и трассовые методы диагностик аэрозолей.
- •5. 1. 4. Оптические счетчики аэрозолей.
- •5. 1. 5. Методы диагностики газообразных соединений.
- •5. 2. Диагностирование поверхности Земли.
- •5. 2. 1. Задачи и диагностическая модель.
- •5. 2.2. Аппаратура.
- •Диагностирование водной среды.
- •5. 3. 1. Задачи и физическая модель.
- •Часть 6. Тепловая экологическая диагностика.
- •6. 1. Задачи тепловой диагностики.
- •6. 2. Физические основы и элементная база тепловой диагностики.
- •6. 3. Средства контроля температуры.
- •6. 4. Технология проведения тепловой диагностики.
- •6. 5. Применение тепловой экодиагностики.
- •6.5. 1. Тепловая диагностика атмосферы.
- •6. 5. 2. Тепловая диагностика гидросферы.
- •Часть 7. Химико-аналитический экологический мониторинг.
- •7. 1. Влияние химических продуктов на окружающую среду.
- •7. 2. Химико – аналитическая экологическая диагностика (хаэд).
- •7. 3. Универсальные комплексы хаэд.
- •Часть 8. Экологическое прогнозирование.
- •8. 1. Экологическое моделирование.
- •Экологическое моделирование глобального типа.
1. 1. 2. Демографический взрыв хх века
Если в 1900 г численность населения составила 1 млрд. 660 млн. людей, то к 2000 году, по различным оценкам она превысила 6 млрд человек. Именно поэтому термин «демографический взрыв», означающий резкий рост численности людей появился в 20-м веке. Десятки тысяч лет численность населения росла очень медленно. Примерно 10 тыс. лет назад на Земле жило, вероятно, около 5 млн. человек. Производство продовольствия (животноводство и сельское хозяйство) обеспечило нарастание численности людей-до 200-300 млн. к началу новой эры. В средние века темп роста населения планеты замедлился из-за эпидемий и войн.
В период неолита произошел первый настоящий демографический взрыв. Бродячий охотник, ранее занимающийся лишь сбором даров природы, переходит на оседлый образ жизни, строит дома, образует крупные поселения, приручает диких животных, начинает культивировать растения. В результате этого жизненные условия людей значительно улучшились. Последствия не заставили себя ждать: за немногие тысячелетия, по имеющимся оценкам, население всего мира возросло с 5 млн. (около 8000 лет до нашей эры) почти до 130 млн к началу нашего летоисчисления. По другим подсчетам, оно увеличилось даже до 250 млн. человек, т.е. в 25-50 раз.
Последующий, резкий рост демографической кривой совпадает с началом промышленной революции около 200 лет назад, когда прогресс науки, медицины и экономики позволил вновь расширить емкость среды обитания человека. Этот ускоренный рост продолжается и поныне. Самое последнее по времени его ускорение пришлось на вторую половину XX века, т.е. на наши дни. После второй мировой войны государства Азии, Африки, Центральной и Южной Америки с помощью организации здравоохранения (ВОЗ) повели решительное наступление на болезни. Высокий прежде уровень смертности резко снизился, а уровень рождаемости остался высоким. За счет этих стран рост численности мирового населения резко увеличился. Так, первый свой миллиард человечество отметило около 1830 г.
В последующие периоды, несмотря на войны, эпидемии и высокую детскую смертность, рост населения продолжался. Как уже было сказано, к началу современного летоисчисления население земного шара составляло 250 млн человек, и, чтобы оно удвоилось, потребовалось шестнадцать веков, при этом общая численность людей уже достигла 500 млн. человек. Для последующего удвоения, до 1 млрд. человек, потребовалось всего лишь 250 лет (1850 год). В Европе и Америке начинает быстро развиваться промышленное производство, в результате чего отмечается невиданный демографический взрыв. Следующее удвоение населения- до 2 млрд – произошло всего за 80 лет (к 1970 году), а за последующие 30 лет (к 1960 году) численность населения Земли достигла 3 млрд. Итак, с начала нашего летоисчисления население Земли возросло в 14 раз, а с начала неолита – в 700 раз.
С 1830 по 1970 год значительно возросло, прежде всего, население Европы и Северной Америки, а в наши дни поистине демографический взрыв произошел в развивающихся странах, особенно в Южной Америке в Азии. С 1970 года численность европейцев увеличилось «лишь» на 100 млн., а жителей Азии, несмотря на то и дело повторяющийся сильный голод, - на 1 млрд.
Значительные достижения в медицине, существенное повышение комфортности трудовой деятельности и быта, ограничение женского труда, снижение младенческой смертности, интенсификация и рост продуктивности сельского хозяйства во многом способствовали увеличению продолжительности жизни человека и как следствие росту в целом населения Земли. По данным ООН (1989 г.) средняя продолжительность жизни на Земле составляет 62 года (64 у женщин и 60 у мужчин). На заре человечества (каменный век) она составляла 35 лет. По регионам и отдельным странам средняя продолжительность жизни людей различается весьма существенно:
1998 г. 2004 г. 1989 1950
Япония мужчины 75,2 59,6 76,2 78
женщины 80,9 63,1 83,3 85
США мужчины 70 66 72,9 76,4
Женщины 80 71,7 81,2 83,4
Африка 54 51 55,5 57
В России в 1995 г. продолжительность жизни женщин составила 71,7 лет; мужчин - 58,3 года. В России «средний мужчина» не доживает до своей пенсии (60 лет). Среднестатистический российский мужчина проживает на 15,4 года меньше, чем американец, и на 17 лет меньше, чем француз и почти на 20 лет меньше, чем японец. Россиянки умирают на 7,5-14 лет раньше, чем женщины в развитых странах.
Два рекорда долгожительства принадлежат сегодня Японии. Согласно книге рекордов Гиннесса 16 сентября 2003 года женщине Камато Хонго исполнилось 116 лет. А мужчине Юкити Шугандзи в 2003 г. исполнилось 114 лет.
Младенческая смертность (данные ООН 1989 г.) в мире составляет в среднем 71 случай на 1000 новорожденных. В развитых странах она существенно ниже и равна, например в 1998 г. в Финляндии 3,8; Японии – 4,07; США - 8,4 (увеличение за счет негров, мексиканцев и т.д.), а в слаборазвитых она составляет: Афганистан - 140,55 (сказался очень результат правления талибов), Ангола- 129, 19; Эфиопия 124,57 и т. д.
В СССР младенческая смертность в 1988 г. составляла 24,7 (по данным советской статистики), а по данным ООН-40. В Москве в 1994 г. младенческая смертность составила-17,9. Сокращение продолжительности жизни и рост младенческой смертности в последние годы привели к тому, что в 42 регионах России в 1991 г. (в том числе и в Томске) рождаемость оказалась ниже смертности. По данным Госкомстата РФ в 1992 г. впервые за последние годы произошло абсолютное сокращение численности жителей России: население уменьшилось на 70 тысяч и составило 148,6 млн. человек. За первые 9 месяцев 2004 г. население России уменьшилось на 552,7 тыс. человек и составило 143,6 млн. человек. Практически за 2 с лишним года население России уменьшилось на 5 млн. человек. Западные специалисты считают, что основные причины- в невнимании к собственному здоровью и любви к спиртному.
Одновременно, с ростом продолжительности жизни, в ряде регионов мира рождаемость продолжала оставаться на высоком уровне и составляла в некоторых из них до 40 человек на 1000 человек в год и более. Высокий уровень прироста населения характерен для стран Африки, Центральной Америки, Ближнего и Среднего Востока, Юго-Восточной Азии, Китая , Индии.
Приведем данные о численности населения Земли в различные периоды его существования:
Год 1840 1930 1962 1975 1987 1999
Численность людей (млрд. чел.) 1 2 3 4 5 6
Период прироста, лет/1 млрд. чел 500 000 (?) 90 32 13 12 12 .
Вероятное изменение численности населения в некоторых регионах мира приведено ниже (млрд.чел./ доля в % ко всему населению земли):
1950г. 1993г. 2025г.
Европа и Северная Америка (США и Канада) 0,83/32 1,1/20 1,3/15,7
Азия 1,37/53 3,4/63 4,9/57
Африка 0,17/6 0,6/11 1,6/18,3
Латинская Америка 0,22/9 0,31/5,5 0,76/9
Австралия 0,014/0,05 0,019/0,03 0,03/0,04
Итого: 2,59 5,4 8,56
Статистические данные о численности населения Земли и возможные тенденции динамики его изменения в будущем можно наглядно видеть из графика рис.1.
Рис 1. Рост численности населения Земли:
1 – рост численности до 28 – 30 млрд. человек к 2070 – 2100.;
II – стабилизация численности на уровне 10 млрд. человека
Существуют сторонники золотого миллиарда (Роберт Гирр, Маргарет Тэтчер и др.). Они считают, что на Земле должно жить максимум 1 миллиард людей. Тогда они все будут иметь полноценное белковое питание, жилье, автомобили и т.д. Правда, они не говорят, а что надо сделать с остальными 5-ю миллиардами. Сжечь в газовых камерах и печах, утопить, уничтожить и т.п.
Более прагматичные ученые считают, что существует несколько прогнозов дальнейшего изменения численности населения нашей планеты. По первому варианту (неустойчивое развитие) к концу ХХI века возможен рост численности населения до 28-30 миллиардов. На рис.1 этот вариант показан пунктирной линией. В этих условиях Земля уже не сможет (при современном состоянии технологий) обеспечивать население планеты достаточным белковым питанием и предметами первой необходимости (водой, жильем, энергией и т.д.). С определенного периода неизбежно начнутся: голод, массовые заболевания, войны, деградация среды обитания и как следствие вынужденное уменьшение численности населения и разрушение человеческого сообщества. Уже в настоящее время в экологически неблагоприятных регионах наблюдается четкая связь между ухудшением состояния среды обитания человека и сокращением продолжительности жизни, болезнями, ростом детской смертности и т.д. (Азовское море, Семипалатинский полигон, Урал, Кемеровская обл. и др.). Можно отметить, что по данным ООН самая неблагоприятное положение с радиационной обстановкой у нас в России.
По второму варианту (устойчивое гармоническое развитие) численность населения необходимо стабилизировать на уровне 10 млрд. человек. На графике этот вариант указан штрих - пунктирной линией. Это научно-обоснованная численность населения Земли – оптимальная. Эта численность при существующем уровне развития технологий жизнеобеспечения будет соответствовать удовлетворению жизненных потребностей человека и нормальному развитию общества в целом.
Человечество в будущем должно жить по принципу: « Мы не унаследовали Землю у наших родителей. Мы взяли ее в долг у наших детей».
Приведем некоторые статистические данные ООН на рубеже тысячелетий. Если все население Земли взять за 100%, то в цифрах оно будет выглядеть так:
57% населения планеты азиаты, 21% европеец; 14% американцев (северных и южных); 8% африканцев; 52% населения Земли-женщины, соответственно 48% -мужчины; 70% населения не белые (черные, желтые и красные); соответственно 30%-белые; 89% людей - гетеросексуальны; соответственно 11%-гомосексуалисты; 6% людей владеют 59% всего богатства планеты (все они в основном из США); 80% людей не имеют нормальных жилищных условий ( По данным ООН нормальными жилищными условиями считается - - обеспечение семьи жильем из соотношения- количество комнат в квартире соответствует количеству членов семьи плюс еще одна комната). 70% людей неграмотны; 50% - не имеют полноценного белкового питания, 1% людей ежегодно умирает (это порядка 6х109 х 0,01=6х107, т.е. 60 млн. людей); соответственно 2% рождается; 1% имеют личный компьютер и 1% всего людей имеют высшее образование.
Если посмотреть на мир с этой точки зрения, то становится ясно, что потребность в солидарности, понимании, терпимости, образовании очень высока.
Если сегодня с утра ты проснулся здоровым, ты счастливее, чем 1 миллион человек, которые не доживут до следующей недели.
Если ты никогда не переживал войну, одиночество тюремного заключения, агонию пыток или голод, ты счастливее, чем 500 миллионов людей в этом мире.
Если ты можешь пойти в церковь без страха и угрозы заключения или смерти, ты счастливее, чем 3 миллиарда человек на Земле.
Если в твоем холодильнике есть еда, ты одет, у тебя есть крыша над головой и постель, ты богаче, чем 75% людей на нашей планете.
Если у тебя есть счет в банке, деньги в кошельке и немного мелочи в копилке, ты принадлежишь к 8% обеспеченных людей в этом мире.