Лепка снеговика, ловля снежинок и катание с горок на санках — самые прекрасные зимние удовольствия. Я родилась на Камчатке и помню, какие огромные сугробы наносило во время метели зимой. Такие огромные-огромные, заваливающие дома чуть ли не до второго этажа, скрывающие под собой детские площадки, дороги — всё живое и неживое, что только попадется под их холодную «руку». Это — моё единственное представление и понимание зимы. Какого же было моё удивление, когда я приехала в Минск и первый Новый год на новом месте встречала с зеленой травой под окошком.
Почему так происходит? Ведь ещё 20, 50, 100 лет назад снег, как ему и положено, лежал на улицах.
Постаралось глобальное потепление. Думаю, ни для кого не является секретом тот факт, что человечество медленно уничтожает планету. Достаточно взглянуть на динамику средней годовой температуры на планете. Эти данные доступны как минимум в трех источниках: на сайте американского Национального управления океанических и атмосферных исследований, на сайте Университета Восточной Англии и на сайте Института космических исследований Годдарда, входящего в NASA. Там можно найти, например, сырые данные по отдельным метеостанциям, а можно скачать их одним большим архивом, самостоятельно проанализировать и сделать собственные выводы.
Потепление видно не только по прямым измерениям температуры приземного воздуха, о нем свидетельствуют и косвенные данные. Например, оно хорошо заметно по росту уровня мирового океана, которое фиксируется в нескольких независимых линиях наблюдения. Повышение уровня объясняется прежде всего простым термическим расширением воды — как и любое вещество, она при нагревании расширяется, что в глобальном масштабе приводит к повышению уровня океана. Есть и множество других измерительных данных: снижающаяся площадь снега и морского льда в Арктике, таяние ледников и другие. Все это важно для климатологов, но сам факт потепления виден из простых измерений на метеостанциях. Да и ты сам, думаю, заметил, что за последние 10 лет климат изменился.
Ты спросишь: насколько же изменилась температура?
За нулевую отметку климатологи обычно принимают среднюю глобальную температуру в XX веке или в доиндустриальный период (1850-1900 годы), но эти значения почти не отличаются друг от друга. Это около +14 градусов Цельсия. Кстати говоря, это на 32 (а сейчас уже на 33) градуса больше, чем было бы, если бы вокруг Земли не было парниковых газов и атмосферы вообще.
Много это или мало? В последнем крупном докладе IPCC речь идет о сравнении двух сценариев изменения климата. В первом случае температура повышается еще на полградуса — до +1,5 над доиндустриальным уровнем, во втором — еще на градус, до +2. Эта вроде бы небольшая разница, но, согласно докладу, она имеет огромные последствия для полярных регионов, морских экосистем, частоте наводнений и так далее.
За 4,5 миллиарда лет существования Земли на ней было и гораздо теплее, и гораздо холоднее, чем сейчас. Однако даже если собрать все имеющиеся значения глобальной температуры в один таймлайн, можно увидеть, что никогда еще скорость роста не была такой высокой.
Конечно, данные о далеком прошлом планеты не так точны, как современные измерения, поэтому какие-то кратковременные скачки температуры мы теоретически могли бы и пропустить. Однако, по крайней мере, за последние полмиллиона лет ничего подобного не было, и нет оснований считать, что такие скачки происходили раньше.
Почему происходит глобальное потепление
Чем стремительнее происходит развитие технологий, тем большую экологическую нагрузку человек оказывает на окружающую среду. Инструменты добычи полезных ископаемых, транспортные средства и другие технологии совершенствуются каждый день, но экологичность их использования вызывает большие вопросы. Концентрация углекислого газа увеличилась на 40% по сравнению с доиндустриальным периодом. В основном это произошло потому, что мы начали активно сжигать углеводороды, то есть использовать их в качестве источника энергии для транспорта, производства и других целей.
Что происходит при сжигании углеводородов: угля, нефти и газа? Этот процесс сопряжен с химической реакцией, в результате которой образуется углекислый газ (СО2) и вода (H2O). При этом выделяется тепло, которое мы используем для получения энергии. Помимо углекислого газа в атмосфере оказываются угарный газ, диоксид серы, оксид азота и углеводороды, в том числе и метан.
Чем опасен углекислый газ? Концентрация этого и других веществ достигла рекордного уровня, не наблюдавшегося за последние 800 тысяч лет. Чем она выше, тем стремительнее повышается температура Земли. Только за последнее столетие она поднялась на 1 °С. Углекислый газ — одна из разновидностей парникового газа. Существует парниковый газ антропогенного и природного происхождения. Его уровень в доиндустриальную эпоху составлял 511 мг/м3, но увеличился до 876 мг/м3, то есть в 1,5 раза. Эти изменения стали одной из причин глобального потепления.
Земля получает солнечный свет и испускает излучение в инфракрасной области спектра. Оно не может покинуть атмосферу нашей планеты беспрепятственно. Молекулы углекислого газа поглощают тепло и переиспускают его во всех направлениях, в том числе посылают обратно, на поверхность земли. Процесс становится цикличным, а мы оказываемся внутри «парника», где температура растет. И чем выше уровень парниковых газов в атмосфере, тем интенсивнее идет этот процесс.
В 1970-х годах советский климатолог Михаил Иванович Будыко рассчитал, что удвоение концентрации углекислого газа влечет за собой рост радиационного баланса на 4,5 ватта на квадратный метр. Этого числа достаточно, чтобы температура Земли повысилась на 1,5–5 °С. Человечество активно стимулирует этот процесс. Помимо сжигания углеводородов для получения тепла, наш транспорт работает на двигателях внутреннего сгорания и выбрасывает углекислый газ в атмосферу; сельское хозяйство использует удобрения, которые насыщают почву азотом, но увеличивают выбросы оксида азота; а во время пищеварительных процессов крупного рогатого скота вырабатывается метан. Такими темпами удвоение концентрации парниковых газов может произойти уже к 2050 году.
Природа реагирует даже на небольшие изменения радиационного баланса. Мировой океан уже поглотил ⅓ углекислого газа, который произвел человек. Это привело к масштабному закислению вод. Процесс происходит стремительно: в 2014 году была зафиксирована самая высокая скорость повышения кислотности вод за последние 300 миллионов лет, и она продолжит увеличиваться вплоть до середины XXI века. Для морских организмов, которые получают карбонат кальция и строят известковые раковины, это очень опасно, потому что кислотность водной среды увеличивается, что может повлиять на их численность, а вместе с этим и на численность животных, которые ими питаются. С разрушением пищевых цепей происходит вымирание видов, а это сказывается на жизни не только отдельных видов морских обитателей, но и целых экосистем.
Уровень Мирового океана за 100 лет поднялся на рекордные 20 сантиметров. Это происходит по нескольким причинам. Температура поверхности земли повышается, а вместе с ней нагреваются и водные массы. Происходит тепловое расширение, и по законам физики теплая вода начинает занимать больше места, чем холодная. Увеличение температуры атмосферы, воды и материков приводит к таянию ледников. Этот процесс происходит так стремительно, что в ближайшие десятилетия ученые прогнозируют, с одной стороны, затопление многих земель, а с другой — засухи в других районах.
Средняя температура нашей планеты постепенно растет вместе с концентрацией парниковых газов в атмосфере: 2016 год считают самым теплым за всю историю человечества. Ученые все чаще фиксируют так называемые периоды аномальной жары, или «волны тепла». Высокая температура держится дольше, чем это было даже 20–30 лет назад, а в будущем число таких температурных экстремумов только увеличится.
К сожалению, пока ни одна технологическая разработка или идея, связанная с глобальным решением климатического вопроса, до сих пор не звучит всерьез. И тем не менее сделать кое-что в наших силах. Мы можем замедлить процесс повышения температуры, если сократим потребление ископаемого топлива и будем системно переходить на возобновляемые источники электроэнергии, развивать атомную энергетику. Реализовать эту стратегию можно двумя путями: административным и рыночным. Рыночная стратегия может включать в себя углеродный налог. Административные методы — запрет особо «грязных» технологий и указание использовать «чистые» решения. Экономическими или рыночными инструментами может стать введение налога на выбросы парникового газа, субсидии на сокращение выбросов или система торговли квотами.
