Курсовая работа: Леса Сибири в контексте глобального потепления

Наступил такой момент, когда самые закоренелые скептики, которые десять лет назад слышать не могли словосочетание «глобальное потепление», примолкли под напором неоспоримых фактов. Лето 2003 г. в Европе оказалось самым жарким за последние 500 лет (1). В Португалии, Испании, Франции и Италии от лесных пожаров и проблем со здоровьем, вызванных жарой, погибло 35 тыс. человек (2). Во всех европейских странах, включая Украину и Россию, резко снизился урожай зерновых. Такого падения урожайности не наблюдалось с 1970 г.* А годом раньше по многим странам Европы прокатилась невиданная волна разрушительных наводнений (3). Сия чаша не миновала и нас, жителей Иркутской области. Если вспомнить события последних летне-весенних сезонов, то в Восточной Сибири становится обычной ситуация, когда периоды продолжительных засух сменяются не менее продолжительными периодами проливных дождей.

В среднем на территории России за 100 лет (1901–2000 гг.) стало теплее на 0,9 оС. В последние 50 лет скорость потепления увеличилась до 2,7 оС/100 лет, а после 1970 г. тренд потепления составил уже около 4 оС/100 лет (4, 5). На территории Сибири потепление идет с более высокой скоростью, в результате площадь оледенения в Северном Ледовитом океане сократилась на 10–15%, а толщина льда уменьшилась на 40% (6). Если имеющаяся тенденция сохранится, то в обозримом будущем Северный морской путь будет свободен ото льда. Уже предвкушают большие выгоды. Доставка морских грузов значительно облегчится*, появится возможность расширить рыболовецкий промысел и сельское хозяйство на побережье, освоить месторождения нефти и газа, сосредоточенные на арктическом шельфе, и т.д.

Однако, рано радоваться. Если к концу XXI в. температура Земли возрастёт на 6 оС, то таяние льдов Южного и Северного полюсов и тепловое расширение воды повысят уровень Мирового океана на 88 см, что неизбежно приведёт к затоплению островных и прибрежных (как правило, густонаселённых) территорий. Только за последние 100 лет 70% береговых линий отступили вглубь, а уровень Мирового океана поднялся в среднем от 10 до 20 см (6, 7). С потеплением климата возрастает число и разрушительная сила тайфунов. Прошедший год вообще побил все рекорды по числу опустошающих морское побережье тайфунов и ураганов, убытку и количеству жертв от них (8).

Одной из самых вероятных причин глобального потепления является повышение в атмосфере концентрации углекислого газа. Углекислый газ и ряд других газов улавливают отражённое от земли солнечное тепло и таким образом создают парниковый эффект, нагревая атмосферу. Если бы этого не происходило, Земля была бы примерно на 30 градусов холоднее, чем сейчас, и жизнь бы на ней практически замерла. Естественным образом углекислый газ попадает в атмосферу в результате извержения вулканов, дыхания человека, животных, растений и микроорганизмов. За миллионы лет своего существования биосфера научилась справляться с естественными изменениями в его содержании. Но в последние сто лет в атмосферу стал поступать СО2, образующийся при сгорании ископаемого топлива: угля, нефти и газа, а также иных видов человеческой деятельности. В период с 1890 по 2000 г. содержание углекислого газа в атмосфере возросло на 25% и продолжает увеличиваться со скоростью полпроцента в год (6).

Исходя из того, что «естественный» парниковый эффект — это устоявшийся, сбалансированный процесс, вполне логично предположить, что увеличение концентрации «парниковых» газов в атмосфере должно привести к усилению парникового эффекта и вызвать изменение климата. Ещё в конце XIX в. шведский ученый Сванте Аррениус рассчитал, что удвоение концентрации углекислого газа приведёт к глобальному потеплению на 4-6 °С (10). Такой же точки зрения придерживался российский ученый В.И. Вернадский, полагая, что сжигание больших количеств каменного угля должно привести к изменению химического состава атмосферы и климата (11). Впоследствии этот вывод расчётами подтвердил М.И. Будыко (12), и никто до настоящего времени эти расчёты не опроверг.

Действительно, бурение льда на российской станции Восток позволило реконструировать историю климата Антарктиды. Оказалось, что повышение температуры за последнее столетие не имеет прецедентов за прошедшие 400 тыс. лет. Более того, обнаружилась тесная связь между температурой в Антарктиде и содержанием в атмосфере углекислого газа и метана (13). В атмосферу попадают и другие парниковые газы, например, закись азота и ряд промышленных фторсодержащих газов. Несмотря на то, что они производятся в меньших объёмах, некоторые из этих газов куда более опасны с точки зрения глобального потепления, чем углекислый газ (14)*.

Тем не менее, роль парниковых газов в наблюдающемся изменении климата остаётся на настоящий момент научной теорией. Только невежда никогда не сомневается в своей правоте. Для учёного научная теория становится научным фактом, когда она подтверждена множеством независимых экспериментов, а климатическая система Земли не тот объект, на котором можно ставить эксперименты. Она невероятно сложна, в противном случае мы бы имели достаточно точный прогноз погоды хотя бы на сезон. Для прогнозирования изменения климата используются математические модели, но, к сожалению, эти модели пока ещё далеки до совершенства. В таких моделях трудно учесть все факторы, способные повлиять на изменение климата. Это даёт основания ряду ученых и политиков сомневаться – действительно ли повышение концентрации углекислого газа таит в себе опасность? Однако, несмотря на оправданность таких сомнений, есть вероятность, что вскоре будет поздно что-либо предпринимать, чтобы предотвратить катастрофу в масштабе всей планеты.

Самым большим резервуаром углекислого газа на планете является Мировой океан, в котором содержится примерно в 53 раза больше CO2, чем в атмосфере. Растворимость углекислого газа в воде снижается при повышении температуры, а это значит, что потепление климата вызывает цепную реакцию выделения в атмосферу CO2, содержащегося в морской воде. В океанических гидратах и в зоне вечной мерзлоты законсервированы значительные массы метана, которые в случае потепления также выйдут на свободу (7). Мало того, сибирская тайга — «лёгкие планеты» — при повышении концентрации углекислого газа может перестать усваивать углекислый газ. Токсичные промышленные выбросы, всегда сопровождающие выбросы парниковых газов, повреждают фотосинтетический аппарат деревьев, в результате снижается способность лесов поглощать углекислый газ из атмосферы (15). Кроме того, потепление климата привело к катастрофическому распространению лесных пожаров. Именно по этим причинам тайга Южной Сибири в последние годы из источника поглощения углекислого газа превратилась в источник его выделения (16). Таким образом, рост уровня парниковых газов в атмосфере, а, следовательно, и потепление климата может принять лавинообразный характер или, другими словами, процесс пройдет точку бифуркации, после которой нет пути назад.

До правительства ряда стран дошла опасность этого процесса. В декабре 1997 г. в Киото представители 83 стран, включая Россию, подготовили и единогласно приняли протокол, по которому обязались сократить выбросы парниковых газов в среднем на 5,2% по сравнению с 1990 г. Страны Европейского Союза брали на себя обязательства сократить выбросы в среднем на 8%, США — на 7%, Япония, Канада — на 6%. Развивающиеся страны, включая Китай и Индию, никаких обязательств не брали. От России, на первом этапе (2008–2012 гг.), не требуется снижать выбросы вообще, поскольку после 1990 г. объём эмиссии парниковых газов в нашей стране сократился на 30% за счёт спада производства (17).

По состоянию на февраль 2005 г. Киотский протокол ратифицировали, приняли, одобрили или присоединились парламенты 141 страны (18). Протокол отказались ратифицировать подписавшие его в 1997 г. Соединённые Штаты, страна, отвечающая почти за четверть мировой эмиссии углекислого газа (в 1990 г. на долю США приходилось 36,1% выбросов развитых стран и стран с переходной экономикой, подписавших протокол, т.н. страны Приложения I). Администрация Буша сочла протокол несправедливым, поскольку этот документ налагает на американскую промышленность несправедливые ограничения, а таким развивающимся государствам, как Индия и Китай, даёт неоправданные послабления. Чтобы полностью выполнить свои обязательства, США должны во многих регионах переходить в энергетике с угля на газ, что очень дорого. Средняя стоимость сокращения выбросов СО2 на 1 т в США оценивается примерно в 150-200 долл. (в то время как, например, в России 10-20 долл.) (19). Между тем, несмотря на такую позицию президента Буша, девять штатов США собираются создать собственную систему контроля над выбросами парниковых газов (20).

После отказа США от ратификации вступление протокола в силу целиком стало зависеть от России, на которую в 1990 г. приходилось 11% мировых выбросов СО2 (в 2001 г. уже только 6,2%) и 17,4% общего выброса стран Приложения I. Россия колебалась семь лет. Казалось, этот документ никогда не будет ратифицирован в России. На состоявшейся 3 декабря 2003 г. в Кремле встрече с бизнес-элитой Европейского Союза Президент РФ В.В. Путин высказался против ратификации Киотского протокола (21). Весной 2004 г. Комитет по экологии Государственной Думы совместно с Комитетами по международным делам и экономической политике, предпринимательству и туризму провели парламентские слушания «О проблемах, связанных с ратификацией Киотского протокола…». В итоговом документе парламентских слушаний рекомендовано воздержаться от ратификации Киотского протокола в условиях отсутствия под ним научного обоснования и выхода из него США и неучастия многих стран, имеющих высокие уровни выбросов парниковых газов в атмосферу. Отмечалось, что вопрос о присоединении России к Киотскому протоколу требует дополнительной всесторонней проработки с учётом национальных интересов Российской Федерации (22).

А. Илларионов, советник президента по экономическим вопросам, выступая в июле 2004 г. на пресс-конференции, посвящённой итогам Международного семинара по Киотскому протоколу, организованного Российской академией наук, не скупился на крепкие высказывания в духе сталинских процессов о врагах народа: «Киотский протокол — одна из крупнейших, если не крупнейшая авантюра всех времён и народов»; «Ни одно из утверждений в Киотском протоколе и его так называемой “научной базе” не подтверждается реальными данными»; «Киотский протокол — это необъявленная война против России. В ней используются абсолютно все средства: дезинформация, фальсификация, подкуп, запугивание. Ратификация Киотского протокола означала бы полную капитуляцию. От исхода этой войны зависит не только судьба нашей страны, но и всего мира» (23).

Однако в конце сентября нынешнего года вдруг последовала команда из Администрации Президента, Кабинет министров шустро одобрил протокол, Государственная Дума, забыв свои рекомендации, в рекордные сроки его ратифицировала, почти сразу же документ прошел в Совете Федерации, и 5 ноября он был подписан Президентом (24). Причины такого крутого разворота на 180 градусов не известны. Предполагают, что решение о ратификации протокола было принято в надежде на то, что Европейский Совет будет более благодушен в отношении вступления России во Всемирную торговую организацию (ВТО).

Несмотря на все эти обстоятельства, очень хорошо, что Россия, наконец, ратифицировала Киотский протокол. Сам по себе этот документ не может остановить глобальное потепление, выполнение всех договорённостей, в лучшем случае, снизит содержание парниковых газов всего лишь на 0,3% (25). Тем не менее, это первый в человеческой истории реальный шаг, который сделал весь мир по дороге сокращения негативного влияния человеческой деятельности на биосферу в целом, и на самого человека в частности. И даже если оставить в стороне проблему участия парниковых газов в глобальном потеплении, ратификацию Киотского протокола всё равно следует всячески приветствовать. Механизм, запущенный Киотским протоколом, направлен не только на снижение выбросов собственно парниковых газов, но и на рост энергосбережения и повышение энергоэффективности производства, на снижение энергоёмкости экономики, на поиск альтернативных энергетических систем, а также на сокращение выбросов попутных вредных для здоровья человека веществ. Для страны, в которой из-за неблаго-приятной экологической обстановки продолжительность жизни год от года снижается, а военкоматы стабильно не выполняют план по призыву из-за возрастающего числа хронических заболеваний среди новобранцев, трудно переоценить важность этого события*.

Российская наука в свете Киотского протокола

Некоторые учёные считают, что наблюдаемое потепление и сопутствующие ему природные катаклизмы являются следствием естественных колебаний климата (10, 23, 26). Действительно, на Земле ранее неоднократно происходили периодические повышения или понижения среднегодовой температуры с амплитудой 10 оС с периодичностью 100-300 млн лет. После наступления кайнозойской эры, 30 млн лет назад началось постепенное похолодание климата, а около 3 млн лет назад оно сменилось периодическими колебаниями температуры в пределах 6 °С, которые происходили с периодами в десятки и сотни тысяч лет (26, 27). Такие перемены климата, вероятно, вызваны изменением солнечной активности и медленными «колебаниями» оси планеты и её орбиты вокруг Солнца. Однако расчёты показывают, что в настоящее время повышение температуры планеты на те же 6 °С произойдёт в течение нынешнего столетия, а значит, как минимум, в сотни раз быстрее, чем это было ранее. Такого резкого перепада температур раннее не наблюдалось никогда (13), поэтому это трудно объяснить изменением орбиты планеты или изменением солнечной активности (6). На этом основании большинство учёных мира сошлось во мнении, что наиболее вероятной причиной потепления климата является выброс в атмосферу антропогенных эмиссий парниковых газов.

Среди российских учёных также нет единого мнения о причинах глобального потепления. Тем не менее, Российская академия наук дала отрицательное заключение на ратификацию Киотского протокола в России (23). Позиция академиков по этому вопросу не была постоянной. В 1992 г. на Всемирном саммите по окружающей среде и устойчивому развитию в Рио-де-Жанейро была принята Рамочная конвенция ООН об изменении климата (РКИК). Тогда ни у кого из российских учёных не возникало сомнения относительно необходимости принятия мировым сообществом согласованных мер по предотвращению изменения климата. Благодаря их рекомендациям, руководство страны обладало всей полнотой информации об изменении климата и приняло в 1994 г. положительное решение о ратификации РКИК. Российские учёные активно участвовали в работе Международной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК). Достаточно сказать, что академик Юрий Израэль, впоследствии проявивший себя как непримиримый противник Киотского протокола, являлся вице-президентом МГЭИК. А именно на основе рекомендаций этой организации был разработан Киотский протокол. Казалось, ничто не предвещало столь трудную судьбу Киотскому протоколу в нашей стране.

На протяжении последних трёх лет Киотский протокол стал предметом политического торга — позиция России сменилась с позитивной в 2000 г. на резко негативную в 2001–2004 гг. Есть все основания полагать, что до недавнего времени отношение Президента России к Киотскому протоколу было более чем прохладным (21, 23). Вероятно, именно поэтому кардинально изменилась и позиция многих учёных в России по этому вопросу. По предложению В.В. Путина с 29 сентября по 3 октября 2003 г. в Москве состоялась очередная Всемирная конференция по изменению климата (WCCC 2003), на которой предполагалось обсудить проблему изменения климата, роль антропогенных и природных факторов, а также пути уменьшения промышленных выбросов.

Подготовка к научному форуму проходила в обстановке силового навязывания программы конференции Юрием Израэлем, российским председателем оргкомитета. Ряд зарубежных учёных опасались, что скептики Киотского протокола в России используют эту встречу, чтобы обосновать отказ России от его ратификации и серьёзно рассматривали возможность бойкотирования конференции (28). Действительно, по мнению одного из участников, на конференции было много людей отстаивающих не научные факты, а личные и политические амбиции, поэтому принципы научного обсуждения часто и даже систематично нарушались (29). Тем не менее, в выводах конференции записано: «...в результате антропогенных эмиссий парниковых газов и аэрозолей в природе имеют место изменения климата, и это представляет основную угрозу для людей и экосистем» (30).

После конференции Администрация Президента не удовлетворилась её итогами. Российской Академии Наук было поручено разобраться в целесообразности ратификации Киотского протокола. Выполняя это поручение, РАН организовала специальный семинар, пригласив на него отдельных иностранных учёных, являющихся противниками Киотского протокола*. В результате участники семинара пришли к мнению о полном отсутствии научного обоснования Киотского протокола и его практической неэффективности (23, 25). Кто тогда мог предполагать, что спустя несколько месяцев, несмотря на отрицательное заключение РАН, Киотский протокол одобрит Совет Министров, за него почти единогласно проголосует Государственная Дума, и, наконец, Протокол будет подписан Президентом (24)?

Российская наука оказалась в глупом и постыдном положении. Будет неудивительно, если вскоре многие учёные России, бывшие непримиримыми противниками Киотского протокола, вскоре станут не менее непримиримыми его приверженцами. Если совсем недавно на пресс-конференции после специального семинара РАН было заявлено, что повышение уровня Мирового океана — миф (23), то стоило Президенту подписать Киотский договор, как СМИ огорошили весь мир леденящими кровь прогнозами российских учёных о скором затоплении Владивостока, Санкт-Петербурга, Магадана и многих других прибрежных городов мира (9).

История Академии Наук СССР показывает, что она не всегда придерживалась принципов объективности научного знания, часто преобладал принцип партийности, «преданности делу марксизма-ленинизма». Об этом говорит история запрета генетики в сталинские времена, полная «кукурузация» всей биологической науки в хрущёвские, одобрение АН СССР строительства БАМа в брежневские и полное неодобрение в горбачевские. Очень переменчива и непостоянна была позиция АН СССР в отношении проекта поворота сибирских рек.

Приходится констатировать, что нынешняя РАН унаследовала эти пороки, а вновь выстроенная в России вертикаль (диктатура) власти подмяла под себя не только СМИ, Государственную Думу, губернаторов, олигархов, но и науку. Длительная селекция в российской науке привела к тому, что в ней почти не осталось Джордано Бруно, готовых идти на костёр за свои убеждения; к сожалению, в ней властвуют Галилео Галилеи, которые в зависимости от ветров, дующих из Кремля, готовы менять своё мнение на прямо противоположное. Не в этом ли кроется сегодняшняя причина бед российской науки, возникших из-за намерений президентской администрации кардинально сократить число научно-исследовательских институтов? Спрашивается, зачем Президенту нужны 10 000 учёных, если хватит и 100 для «теоретического» обоснования очередной его прихоти? Правда, возникает вопрос, можно ли этих оставшихся «учёных» назвать учёными?

Есть ли причины радоваться глобальному потеплению?

По очень осторожным оценкам к 2020 и 2050 гг. среднегодовая температура в Сибири повысится соответственно на 0,9-1,5 и 2,5-3 оС (4, 6, 31). Среди граждан нашей страны, включая президента, бытует мнение, что это событие приведёт к смягчению сурового резкоконтинентального климата и сделает территорию Сибири более благоприятной для проживания. Действительно, к концу мелового периода среднегодовые температуры на севере Иркутской области составляли 7-13оС, что соответствует современному термическому режиму Крыма (32, 33). Отсюда делается вывод, что если кто-то и пострадает от глобального потепления, то жители России, в частности Сибири, только выиграют. Сократится расход энергии на отопление, не надо тратить деньги на тёплую одежду, на даче можно выращивать бананы, а в Байкале купаться, как в Чёрном море. Поэтому не надо спешить подписывать Киотский протокол, надо просто подождать и посмотреть, что получится. Не останавливаясь на этичности и нравственности этой позиции, заметим, что желающие получить крымский загар в центре Сибири по своей наивности забывают, что повышение средней температуры поверхности планеты на несколько градусов, это не то же самое, что повышение температуры в благоустроенной квартире в зимнее время.

Например, позитивный тон носят имеющиеся сегодня в России сельскохозяйственные прогнозы, в них предсказываются положительные результаты глобального изменения климата для сельского хозяйства. По оценкам повышение средней приземной температуры в течение ближайших нескольких десятков лет приведёт к отступлению тундры на север на 150-200 км (5) или даже 1 000 км (27, 31), а значит, у тундры будут «отвоёваны» дополнительные земли, пригодные для сельскохозяйственного использования. В целом по России процесс потепления климата наиболее заметен в холодное время года. Есть данные, что средняя температура зимы и весны возросла соответственно на 4,7 и 2,9 оС за 100 лет, т.е. улучшились условия перезимования полевых и садовых культур. Продолжительность вегетационного периода стала больше на 18 дней и будет расти дальше со скоростью 3,5 дня в 10 лет. Летние же температуры увеличатся незначительно, зато снизится вероятность осенне-весенних заморозков, отрицательно влияющих на урожаи, поэтому есть шанс, что продуктивность сельского хозяйства России возрастёт (4, 34). Однако эта «ложка мёда» оптимистических прогнозов может раствориться в бочке дёгтя негативных последствий.

За последние 50 лет в России наметилась тенденция к снижению годовых и сезонных сумм осадков (4). Согласно прогнозам, потепление климата на Северном Кавказе и в Поволжье — основных житницах современной России — будет сопровождаться всё более частыми засухами. В результате, степные пространства превратятся в пустыню, что вызовет падение урожайности в этих регионах (34). В выводах Межведомственной комиссии Российской Федерации по проблемам изменения климата сказано: «В целом, для России изменение климатических условий может характеризоваться как “сопровождающееся усилением засушливости”». При такой тенденции климатических изменений можно ожидать уменьшения средней урожайности зерновых культур (5). Если учесть, что почвы в тундре довольно бедны по органическому составу и в этих районах практически нет сельскохозяйственного населения, то суммарный рост продуктивности сельского хозяйства представляется довольно спорным.

Кроме того, обратим внимание на следующие обстоятельства. Более 60% территории России расположено в зоне вечной мерзлоты. Потепление климата приведёт к отступлению вечной мерзлоты на север. Согласно некоторым прогнозам, зона вечной мерзлоты сократися к 2050 г. до одной пятой от её современной площади и будет находиться в соответствии с границей вечной мерзлоты во время последнего межледникового периода 125 тыс. лет назад (27). А ведь на вечной мерзлоте стоят многие города и посёлки Восточной и Западной Сибири и Северо-Востока России, проложены автомобильные и железные дороги, газо- и нефтепроводы, линии электропередачи, мосты. В условиях продолжающегося потепления климата вся эта инфраструктура, на создание которой были затрачены огромные средства, может быть выведена из строя в течение нескольких последующих десятилетий. Львиная доля сооружений построена на свайных фундаментах, использующих многолетнемёрзлый грунт в качестве оснований, и рассчитана на эксплуатацию в определённых температурных условиях. Разрушение фундаментов зданий в результате просадки грунта будет неминуемым следствием деградации вечной мерзлоты. Потребуется снести и, переместив, заново отстроить целые города, такие как Норильск, Анадырь и Якутск, стоящие на вечной мерзлоте*. Многие жилые здания и промышленные объекты уже через 10–20 лет будут находиться в аварийном состоянии. Если эти прогнозы оправдаются, то плата за бездействие будет намного выше, чем затраты на предотвращение кризиса.

И это только часть неприятных последствий деградации вечной мерзлоты. Трудно знать заранее, что нам сулит открытие этого ящика Пандоры. Такие события никогда ранее не происходили в человеческой истории, и никто не знает, чем это может обернуться.

Есть немало загадок в прошлом Земли. Мы, например, не знаем, почему вымерли динозавры или куда исчезли неандертальцы. Возможно, что причиной их исчезновения были смертельные эпидемии, подобно чуме, опустошившей средневековую Европу. Возбудители подобных заболеваний могут исключительно долго сохранять свою жизнеспособность в условиях глубокого замораживания. Отступление ледников в Альпах каждый год обнажает замёрзшие трупы первобытных людей, поэтому не исключено, что некогда смертельный вирус, тысячи лет находившийся в заточении, опять вырвется на свободу**.

Увеличение продолжительности периодов высоких температур приведёт к активизации сельскохозяйственных вредителей. Колорадский жук, освоивший территорию Западной Сибири, усилит своё наступление на Восточную.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--