Клімат майбутнього

Клімат майбутнього

Прогноз кліматичних змін, які повинні відбутися в майбутньому, становить фундаментальну проблему, що має дуже важливе практичне значення. Це практичне значення визначається тим, що при зміні клімату відбуваються суттєві зміни стану навколишнього середовища, які тягнуть за собою зміни в економіці, екології, і не враховувати їх просто неможливо. Розуміння цієї обставини призвело до того, що зараз зміни клімату є проблемою номер один, яка стоїть перед світовою спільнотою.

Як прогнозуються зміни клімату? Для цієї мети розроблений такий апарат, як математичне моделювання. На основі рівнянь термогідродинаміки створені математичні моделі циркуляції океану і атмосфери, що враховують всю циркуляцію, енергетику приходу тепла від втрати тепла системи. Ці блоки об'єднані з моделями, що описують процеси на суші і льодовиках, в них включені необхідні біогеохімічні перетворення, що визначають динаміку важливих компонентів атмосфери, таких як вуглекислий газ, який призводить до зміни парникового ефекту. Цей монстр реалізований на комп'ютерах і являє собою математичну модель клімату. Або це, як останнім часом стали називати, «математична модель земної системи», підкреслюючи, що сюди включаються вже не тільки океани і атмосфера, а вже й біогеохімія, жива рослинність на материках, яка теж живе, має сезонний хід, флуктуює, змінюється в процесі еволюції разом з полями, такими як температура, солоність в океані. Все це живе життям всередині моделей.

Моделі ці виключно складні. Щоб уявити, що це таке, можна запропонувати такий приклад. Всі уявляють, що таке комп'ютерна гра. Так ось це в певному сенсі щось схоже на комп'ютерну гру, тільки незмірно складнішої конструкції. Ще одна оцінка: потрібні сотні людинороків, щоб зробити таку роботу. Володіючи такою моделлю, можна намагатись прогнозувати зміни клімату в майбутньому. Але як це зробити? Стартувати потрібно від сучасного або попереднього клімату (зазвичай так і робиться — старт моделі йде від попереднього клімату). Від середини XVIII століття вона стартує, і йде інтегрування за часом, тобто йде розрахунок всіх метеорологічних величин і полів в океані, характеристик рослинності, все це розраховується за часом, доходить до сучасного стану і йде в майбутнє. Так отримують прогноз клімату.

Щоб забезпечити цей хід, щоб модель не танцювала біля якогось одного значення, а пішла у майбутнє, показавши зміни клімату, потрібно ці зміни задати. Щоб їх задати, використовуються так звані сценарії клімату. Сценарії клімату фактично являють собою певну залежність за часом викидів парникових газів або інтенсивності тих об'єктів, які їх спричиняють. Дуже складно уявити, як все розвиватиметься. Над цим працюють цілі інститути, які розробляють прогнози, що враховують і демографію, і енергетику, і можливі переходи на альтернативне паливо, а можливо, і непереходи на це паливо. Однак ніяких футурологічних ідей сюди не закладається. В ці оціночні моделі (вони називаються інтегральними оціночними моделями) закладається все, що ми знаємо і можемо планувати, і на їх виході виходить крива змін викидів парникових газів, яка вже закладається у велику кліматичну модель або в модель земної системи, і далі відбувається розрахунок змін клімату.

Сценарії, звичайно, мають величезні невизначеності. Щоб з ними якось боротись, придумали робити сценарії жорсткі і м'які. Розглянемо сценарій жорсткий. Є деякий наслідок, що чекає на нас в кінці століття за жорстким сценарієм. Перший — глобальне потепління. Практично повсюдно температури піднімуться на кілька градусів, найбільш інтенсивний підйом в Арктиці. Він пов'язаний з тим, що зникнуть багаторічні льоди, а їх зникнення призведе до того, що величезні простори, зараз покриті льодами, відкриються. І якщо над льодом температура була нижче нуля, то, коли ці площі будуть відкриті, температура істотно підніметься. Тому аномалія в Арктиці найбільш висока. Температура — раз. Другий наслідок — підвищення рівня Світового океану. За різними сценаріями воно різне, але приблизно 50-70 сантиметрів — ось, що глобально очікується. Це чимала величина. Є регіони, які підуть під воду, наприклад Флорида — вона повинна вся потонути.

Які ще зміни можуть очікуватись? Льодовики, гірські льодовики деградують повсюдно. Вони деградують вже зараз, робитимуть це і надалі. Істотно поповзе Гренландія, вона руйнуватиметься, а ось з Антарктидою проблема абсолютно неясна. Швидше за все, вона залишиться в стабільному стані. Як це зрозуміти? Ніби йде потепління клімату, а Антарктида залишається в стабільному стані? Тут дуже важливо розуміти, що танення відбувається, коли не просто підвищується температура, а коли температура переходить через нуль. А вона там у багатьох місцях і не перейде через нуль. Потепління зазвичай супроводжується приносом великих теплих повітряних мас, великих порцій опадів. Вони додатково висипатимуться, вивалюватимуться в Антарктиді, призводячи навіть до збільшення, за деякими сценаріями, її обсягу.

Зміна стану вічної мерзлоти. Вона відбувається вже зараз, відбуватиметься і далі. Цей процес, з одного боку, виглядає як дуже приємний: не буде вічної мерзлоти, і це чудово. Але якщо врахувати, що зараз вся інфраструктура — дороги, аеродроми, шляхопроводи — побудована на вічній мерзлоті, на палях, вбитих у мерзлий ґрунт, а тепер цей ґрунт поїхав і поїде ще більше, стає зрозуміло, які величезні капіталовкладення повинні бути зроблені, щоб врятувати все це від руйнування.

Екологія. У великих містах відбувається посилення глобального потепління за рахунок того, що в містах стає вдвічі тепліше — не лише з глобальних причин, а й через саме місто. Це призводить до того, що життя у містах стає більш важким. Деякі хвороби йдуть слідом за глобальним потеплінням. Не розшифровуючи ці зв'язки, можна впевнено говорити про малярію. Малярія буде захоплювати ті північні райони (Північна півкуля), де її ніколи раніше не було. Хоча ми розуміємо, що малярія — соціальна хвороба, цього не позбутись, але вона має найсильнішу кліматичну складову. Вона йде за глобальними температурами і просуватиметься на північ.

Оскільки проблема дуже важлива, потрібно намагатись боротися з цим злом, яке, безсумнівно, є злом, і один з напрямків боротьби — це міжнародні домовленості у вигляді протоколів, які спрямовані на обмеження викидів парникових газів в атмосферу. Відомий Кіотський протокол, але він був приречений на невдачу, якщо розглядати саме такий аспект, тому що закладені в ньому квоти і цифри були замалими, вони не могли зупинити процес, тим більше що в нього не були включені країни, що розвиваються, його не ратифікували Сполучені Штати. Увійшла в договір і потім одразу вийшла з нього Канада, тобто далеко не всі держави його підтримали. Якщо подивитись на роки дії Кіотського протоколу і на хід росту концентрації вуглекислого газу, те, як росла рік від року ця концентрація, так вона росла і в роки Кіотського протоколу. Незабаром буде спроба укладення нового протоколу, але невідомо, яким він буде і чи буде він укладений.

Що робити крім укладення протоколів? Це адаптація, пом'якшення, пристосування до нових умов. Існує еволюційний підхід, коли кажуть, що ми можемо застосувати якісь технології, які ліквідують ефект від глобального потепління. Цей напрямок називається геоінжинірингом. Тут є кілька напрямків роботи. Назвемо лише два з них. Один полягає в тому, що потрібно поставити умовне дзеркало, яке закриває шлях сонячних променів, щоб на Землі утворювалась тінь або півтінь. Такий шлях видається реальним, але незмірно дорогим. Напрямок другий — спробувати піти тим шляхом, який нам підказують природні процеси. Маються на увазі потужні вулканічні виверження, коли викидаються в атмосферу хмари, які містять величезну кількість сірчистого газу, він перетворюється на аерозоль, цей аерозоль покриває всю земну кулю, при цьому дещо знижується температура. Існує ідея, що можна самостійно формувати такі хмари, і, таким чином, розрахунки на математичних моделях дійсно показали, що температуру можна знизити.

В чому тут проблема? У тому, що зниження глобальної температури, як виявилось, не призведе до відновлення кліматичних умов у кожному регіоні, до яких ми звикли. Тобто вийде, що клімат все одно зміниться, незважаючи на те, що середнє значення прийде до колишньої цифри. Це по-перше. По-друге, екологічні речі абсолютно не оцінені — постійне викидання сірки в стратосферу призведе до того, що вона все одно буде осідати. І не дуже зрозуміло, до якого ефекту призведуть кислотні дощі — сірчані, обумовлені сірчаною кислотою. Тому наразі ідеї геоінжинірингу не знаходять свого реального втілення.

X

Вхід

Завантажую...