Систематические, регулярные наблюдения, проводимые учёными многих стран в последние десятилетия, показывают, что в атмосфере нашей планеты заметно возрастают концентрации газов: диоксида углерода (углекислого газа), метана, соединений азота и других. Все эти газы в разной мере пропускают и рассеивают коротковолновое солнечное излучение, нагревающее поверхность Земли, но они же препятствуют её длинноволновому тепловому излучению. В результате таких естественных процессов тепло медленно накапливается в нижнем атмосферном слое – возникает парниковый эффект, вызывающий глобальное потепление. Газы, обусловливающие этот эффект, называются парниковыми. Среди парниковых газов наиболее сильное воздействие на изменение температуры атмосферы оказывает диоксид углерода, и увеличение его концентрации приводит к глобальному потеплению и, следовательно, к изменению климата на нашей планете.
Исследование парникового эффекта началось сравнительно давно, в конце позапрошлого века. Первую научную работу на эту тему опубликовал в 1896 г. шведский физик и химик С. Аррениус, будущий лауреат Нобелевской премии по химии (1903 г.). Проводя наблюдения, учёный установил: при сжигании угля в промышленных масштабах увеличивается содержание диоксида углерода в атмосфере. На основании своих расчётов он впервые сделал вывод о глобальном потеплении. Из них следовало: при удвоении концентрации диоксида углерода в атмосфере её температура может повыситься на 4–6 °С. В дальнейшем же после некоторых уточнений величина прогнозируемой температуры оказалась немного меньшей. Однако полностью подтвердить экспериментально этот прогноз не позволили методы и техника измерений того времени.
Регулярные и систематические исследования состава атмосферы начались гораздо позднее – в середине прошлого века, когда была налажена во многих странах метрологическая служба. Уже тогда удалось установить, что с течением времени концентрация диоксида углерода медленно возрастает. Содержание этого газа менялось и в далёком прошлом. Об этом свидетельствуют проведённые сравнительно недавно исследования. Так, в 80-х годах прошлого века на антарктической станции «Восток» при глубинном бурении льда и анализе газового состава его воздушных включений определялось изменение концентрации диоксида углерода в течение 150 тыс. лет. При сопоставлении этих результатов с изменением температуры за то же время выявлена их корреляция, что косвенно подтверждает её зависимость от содержания диоксида углерода.
С давних пор известно, что парниковый эффект вызывает, в основном, диоксид углерода. Однако и другие газы: диоксид азота, метан, хлорфторуглеводороды, пары воды, озон – все вместе взятые по своему вкладу в парниковый эффект сравнимы с диоксидом углерода. Некоторые из этих газов (диоксид азота и хлорфторуглеводороды) приводят, кроме того, к разрушению озонового слоя атмосферы, спасающего всё живое на Земле от чрезмерного ультрафиолетового солнечного излучения. Диоксид азота образуется при естественном процессе разложения биомассы и при высокотемпературном сжигании топлива. Основные источники метана – рисовые поля, болота, отходы животноводства, свалки бытовых и промышленных отходов, содержащих органические вещества.
Можно привести примеры косвенного подтверждения проявления парникового эффекта и его следствия – глобального потепления. Так, наблюдения с помощью космической, спутниковой системы показывают, что в последнее время уровень Мирового океана ежегодно растёт на 1–3 мм. Это связано не только с таянием континентальных ледников, но и с термическим расширением воды. Ещё один наглядный пример: относительно недавно в водах, омывающих Антарктиду, морское судно впервые беспрепятственно обогнуло громадную льдину, отколовшуюся от массивного ледника Антарктиды. Температура в этих местах за прошедшие годы превышала на 2,5 °С среднюю многолетнюю, что свидетельствует о начале таяния южной полярной ледяной шапки нашей планеты.
Как показывают наблюдения за последние полвека, с течением времени средняя температура приземного слоя атмосферы колеблется в сравнительно небольших пределах, но, тем не менее, прослеживается явная и устойчивая тенденция к её повышению. Такую тенденцию, казалось бы, можно однозначно объяснить ростом количества сжигаемого топлива, максимум которого был достигнут в последнем десятилетии прошлого века – в 1996 году было сожжено около 8 миллиардов тон условного топлива, и, следовательно, выброшено в атмосферу необычно много диоксида углерода. Однако, вопреки прогнозам, в том же году температура не повысилась, а незначительно понизилась – на 0,08 °С. Такое непредсказуемое изменение температуры можно объяснить уменьшением прозрачности атмосферы и относительно медленным проявлением парникового эффекта, вклад в который вносит не только диоксид углерода, но и другие газы.
В средствах массовой информации нередко появляются сенсационные публикации и сообщения: в ближайшие десятилетия нас ждёт не катастрофическое потепление, а, напротив, глобальное и очень длительное похолодание с весьма неблагоприятными последствиями. Такой поспешный и легкомысленный прогноз о похолодании, как и отрицание глобального потепления, нельзя считать научно обоснованными, и они, вне всякого сомнения, далеки от истины. Однако в подобных лукавых прогнозах, чаще всего хорошо проплаченных, кровно заинтересованы многие люди разных компаний, прямо или косвенно связанных с добычей углеводородного сырья, хотя их просвещённые руководители наверняка знают: потребление продуктов переработки неизбежно ведёт к парниковому эффекту, а не к похолоданию. В подобных «прогнозах», сделанных в угоду тех иных лиц без учёта результатов систематических наблюдений, проведённых учёными многих стран, заинтересованы и главы некоторых государств, преимущественно тех, в экономике которых преобладают сырьевые отрасли.
Содержание диоксида углерода в атмосфере у поверхности Земли сравнительно невысокое – всего 0,03 %. Важную роль в восстановлении нормального состава атмосферы играет естественный биогеохимический круговорот углерода, происходящий благодаря фотосинтезу растений, включая деревья и лесные массивы, вносящие существенный вклад в этот спасительный процесс оздоровления воздуха, и поэтому вполне обоснованно называемые лёгкими Земли. Растения поглощают диоксид углерода и выделяют кислород, столь необходимый всему живому. Однако активное вторжение человека в биосферу: стремительное развитие промышленности, повсеместная урбанизация, увеличение количества потребляемых природных ресурсов – приводит, с одной стороны, к сокращению площадей с растительностью, в том числе и с лесными массивами, а с другой – к чрезмерному накоплению диоксида углерода в атмосфере. В результате в биосфере нарушается естественный процесс равновесия, определяемого биогеохимическим круговоротом углерода. Результаты исследований в течение длительного времени показывают: за последнее столетие концентрация диоксида углерода в атмосфере возросла примерно на 20 %.
Согласно оценке Международного энергетического агентства, если во всём мире не будут предприняты действенные и эффективные меры по сокращению выбросов в атмосферу, то за ближайшие 25 лет эмиссия диоксида углерода вырастет в странах Европы на 14 %, в России – на 23 %, в развивающихся странах (в целом) – на 107 %, в Китае – на 124 %, а во всём мире – на 56 %. По другим прогнозам, при повышении содержания диоксида углерода ежегодно на 1–2 миллионные доли средняя температура к 2025 г. поднимется на 1,0–4,5 °С. Однако этот прогноз, как и другие, некоторые заинтересованные лица пытаются подвергнуть сомнению, ссылаясь на то, что долгосрочное прогнозирование глобального потепления – довольно сложная и неблагодарная задача. В то же время многие учёные, занимающиеся исследованием изменения климата и владеющие достоверными сведениями, пришли к однозначному выводу: парниковый эффект всё же с каждым годом усиливается. Такой вывод официально подтвердила в 2014 г. межправительственная экспертная группа по вопросам изменения климата: она спрогнозировала повышение температуры в пределах от 0,3 до 4,8 % к 2100 г. Несмотря на такой неутешительный прогноз, нет веских оснований и объективных причин говорить о неотвратимости глобальной природной катастрофы, о приближении конца света. Обладая огромным интеллектуальным и технологическим потенциалом, человечество пока ещё сможет сделать многое, чтобы замедлить глобальное потепление и тем самым предотвратить приближающуюся экологическую катастрофу.
Прогрессивная часть общества многих стран, осознавая надвигающуюся экологическую опасность, в конце 80-х годов XX в. пришла к очень важному заключению о необходимости принятия важнейшего межгосударственного решения, направленного на снижение антропогенного влияния на климат. Был предложен удобный для многих стран вариант решения в виде международного соглашения, согласно которому количество выбросов парниковых газов в 1990 г. принималось за начало отсчёта; чрезмерное увеличение выбросов должно сдерживаться при помощи экономических рычагов, а их сокращение позволило бы продавать свою долю «сэкономленных» выбросов тем странам, которые по тем или иным причинам не смогли вписаться в принятые нормативные ограничения. Такое международное соглашение отражено в Киотском протоколе, подписанном в 1997 г. Этот протокол к 2005 г. ратифицировали более 100 стран, в том числе и Россия; из крупных государств исключение составили только США.
В декабре 2009 г. в Копенгагене состоялась Международная конференция по климату, на которой принят новый документ, расширивший Киотский протокол. На этой конференции отмечалось: глобальные климатические проблемы должны стать стимулом к повышению конкурентоспособности экономики многих развитых стран мира.
В продолжение и расширение Киотского протокола в декабре 2015 года было принято Парижское соглашение, в котором отражены обязательства и задачи многих государств по стабилизации климата путём перехода к широкомасштабному внедрению ресурсосберегающих и эффективных технологий и к более полному освоению возобновляемых источников энергии при сбережении природных сырьевых ресурсов и их экономном потреблении в производстве промышленных товаров.
Библиографические ссылки
Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов, 13-е изд. М.: Директ-Медиа, 2018.
Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Практикум, 6-е изд. М.: Директ-Медиа, 2016.
Карпенков С.Х. Экология. Учебник в 2-х кн., 2-е изд., М.: Директ-Медиа, 2017.
Карпенков С.Х. Экология. Практикум. М.: Директ-Медиа, 2014.
Карпенков С.Х. Экология. Учебник для бакалавров. М.: Логос, 2014.
Карпенков С.Х. Технические средства информационных технологий. 4-е изд. М.: Директ-Медиа, 2021.
Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Справочник. М.: Высшая школа, 2004.
Карпенков С.Х. Незабытое прошлое. М.: Директ-Медиа, 2015.
Карпенков С.Х. Воробьёвы кручи. М.: Директ-Медиа, 2015.
Карпенков С.Х. Русский богатырь на троне. М.: ООО «Традиция», 2019.
Карпенков С.Х. Стратегия спасения. Из бездны большевизма к великой
России. М.: ООО «Традиция», 2018.
Степан Харланович Карпенков
Русская Стратегия |
