Евгений Жирных
К 2020 году уральские ученые из лаборатории физики климата и окружающей среды УрФУ в кооперации с коллегами из нескольких институтов Российской академии наук, а также из Франции, Германии и Японии готовятся создать верифицированную модель, прогнозирующую, что будет происходит с климатом арктической части России в ближайшие 50 лет. Правительству РФ почти наверняка придется сделать итоговый доклад настольной книгой. Уже сейчас понятно, что к середине этого века вечная мерзлота на севере страны начнет существенным образом таять. Часть территории восьми регионов РФ исчезнет под водой. Соответственно планы социально-экономического развития (говоря казенным языком) придется корректировать.
По словам заведующего лабораторией физики климата и окружающей среды УрФУ доктора физико-математических наук Вячеслава Захарова, предстоящее исследование — это продолжение работ по мегагранту, выполнявшихся совместно с группой Жана Жузеля. Солауреат Нобелевской премии мира 2007 года, в недавнем прошлом директор Института Пьера Симона Лапласа в Париже Жан Жузель считается одним из виднейших климатологов мира. С его участием за последние несколько лет была развернута пан-арктическая сеть мониторинга изотопических трассеров водного цикла. Уральцы создавали ее российский сегмент.
«Изотопологи — разновидности молекул одного химического вещества, отличающиеся массой из-за различий в массах входящих в состав молекул изотопов, разновидностей атомов одного химического элемента. В зависимости от того, более тяжелый изотополог воды или более легкий, отличаются скорости конденсации и испарения при одной и той же температуре. Основная масса воды на Земле находится в океане. Поэтому соотношение изотопологов воды в океане берется за стандарт. Измеряя соотношение изотопологов в той или иной точке планеты, в водяном паре в воздухе, в осадках или водных резервуарах, можно судить от том, откуда эта вода и как она перемещалась. Например, в Антарктиде вода, если растопить лед, является самой легкой. Получение надежных количественных данных по изотопологам водяного пара в атмосфере и осадках для арктических регионов важно для верификации климатических моделей», — объясняет, насколько можно просто, суть международного проекта Захаров.
Архив Константина Грибанова
Его коллега — кандидат физико-математических наук Константин Грибанов показывает на экране своего ноутбука график с данными, над которыми они сейчас работают. На графике две кривые разных цветов. Зеленая — данные имеющейся суперкомпьютерной климатической модели для Ямала, полученные путем сложных математических расчётов. Красная — то, что измерила станция лаборатории УрФУ, установленная в августе 2013 года в районе Северного полярного круга в Лабытнанги. Пока они несколько не сходятся. Неопытному человеку кажется, что разница не принципиальная. Мои собеседники уверены, что необходимо изучать причины расхождения.
Архив Вячеслава Захарова
«Цель — добиться того, чтобы ваша модель начала предсказывать изменения правильно. Тогда вы начинаете ей доверять и понимать, что ее прогноз на будущий период достаточно точен. Как ее проверить? Накладываете данные модели за предыдущий период на измерения вашего прибора. Совпадают — значит, модели можно верить. Если нет — надо понять причину расхождения. Это может быть дефект самой модели или вопрос к самим измерениям», — пояснил Грибанов.
Яромир Романов
В рамках создания российского сегмента международной пан-арктической сети мониторинга изотопических трассеров водного цикла группа Захарова установила три станции. Помимо упомянутой уже станции в Лабытнанги (Ямал), еще одна, самая первая, была оборудована на территории Коуровской астрономической обсерватории (Свердловская область, 2012 год) и в Игарке (Красноярский край, в июле 2015 года). Все три оснащены лазерными анализаторами изотопного состава Picarro. Аналогичное оборудование стоит во всех станциях пан-арктической сети. В России помимо УрФУ еще одну, четвертую по счету, станцию оборудовали немецкие коллеги из Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера (Бремерхафен, ФРГ) в стационаре Института мерзлотоведения им. Павла Мельникова (Якутск). Она располагается на острове Самойловском в дельте реки Лены. Кроме России аналогичные станции развернуты на Аляске, в Гренландии и на Шпицбергене.
Архив Константина Грибанова
Собранные за несколько лет данные по изотопному составу воды, а также по количеству парниковых газов в атмосфере (прежде всего углекислого газа и метана) и замеры по таянию ледников с вечной мерзлотой наталкивают ученых на неутешительные выводы. «По данным мониторинга на различных международных станциях, температуры вечномерзлотного слоя в Арктике за 50 лет сильно изменились. Раньше было около минус 10 градусов, к 2015 году это уже около минус 5 градусов. Когда будет плюс 1 градус, мерзлотный грунт растает и все рухнет. Через пять лет невооруженным глазом мы разницы, наверное, еще не заметим, но через 50 лет будет уже катастрофа. Даже, возможно, быстрее, так как сейчас все процессы идут по нарастающей», — утверждает Захаров.
Яромир Романов
При плюсовых температурах растает вечная мерзлота, изменится ландшафт и зона вечной мерзлоты превратится в сильно заводненное пространство. «Вечная мерзлота в Западной Сибири начинается примерно с 63 градуса северной широты. Дальше на восток России она спускается еще ниже на юг до 60 градусов. Характерная толщина мерзлотного слоя в Западной Сибири это 20 метров, дальше к востоку есть глубины по 200 и даже по 500 метров. Первыми, что вполне понятно, растают самые тонкие мерзлотные слои в Западной Сибири. Представьте: на 20 метров все опустится и зальется водой. Затопит все города Ямала: Салехард, Новый Уренгой, Лабытнанги. Соответственно, вся нефтегазодобывающая инфраструктура пропадет, все нефтяные и газопроводы. То же Бованенково, порт Сабетта и так далее», — говорит Захаров.
В зону риска попадают территории восьми субъектов РФ, включая Архангельскую и Мурманскую области, республику Коми, Ямало-Ненецкий округ, Красноярский край и Якутию.
«В более отдаленном будущем, если ничего не делать, растает ледяной щит Гренландии и Антарктиды, тогда затопленной окажется значительная часть Европы. На Среднем Урале высота над уровнем океана в основном около 200 метров — мы останемся на суше. Но при этом будет такой климат, что жизни, такой какой мы её знаем в настоящее время, не останется совершенно точно», — подтверждает слова шефа Грибанов. Специально для нас через несколько дней после разговора с Захаровым он проводит экскурсию по станции, обустроенной в Коуровской обсерватории.
«Вестникам апокалипсиса» здесь отвели часть помещения, где располагается солнечный телескоп. То, что отсюда наблюдают не только за солнцем, выдает необычная мачта на крыше с множеством прикрепленных к ней коробочек. «В самой верхней части воздухозаборник, в который вакуумным насосом засасывается наружный воздух. Воздух подается в лазерный спектрометр Picarro, в котором замеряется изотопный состав водяного пара в атмосферном воздухе. Следующая штука — автоматическая метеостанция. Она замеряет температуру, влажность, давление, направление и скорость ветра»,— демонстрирует хозяйство Грибанов.
Он ловит мой недоуменный взгляд, обращенный на кусок пластиковой канализационной трубы, примотанный к мачте снизу. «На самом деле просто колпак. Внутри стоит аэрозольный датчик. Это совместная разработка наших партнеров из института в Осаке (Япония) и Panasonic. Мы измеряем аэрозоли размером менее 2,5 микрона. Это наиболее неприятные с точки зрения гигиенистов аэрозоли, которые влияют на состояние здоровья человека. Они разработали датчики, мы включились в программу их тестирования», — поясняет мой спутник.
Яромир Романов
Тут же на крыше установлен роботизированный, «с защитой от дурака-оператора», колпак с элементами Фурье-спектрометра, отслеживающего ситуацию с парниковыми газами в атмосфере. С крыши провода и многочисленные трубки уходят внутрь здания. Оказалось, под нами комната с Picarro, Фурье-спектрометром и шестью компьютерами. Собственно, там производятся все измерения и автоматически заносятся в электронные базы данных. Ездить сюда «сидеть на приборах» необходимости нет. Все контролируется посредством удаленного доступа через сеть Интернет.
Я начинал работать в 90-е, и в атмосферных моделях мы брали в качестве начального приближения концентрацию углекислого газа в 300 ppm. Сейчас усредненная концентрация по глобусу перевалила за 400. И здесь, в Коуровке, мы меряем в разные дни от 390 ppm до 410 ppm. За последние 800 тыс. лет такого в истории Земли не было ни разу. Судя по тому, что нам дают ледяные керны из Антарктиды и Гренландии, концентрация углекислого газа в атмосфере не превышала 280 ppm», — продолжает развивать мысль о глобальном потеплении Грибанов.
Яромир Романов
Резкий прирост парниковых газов в атмосфере на планете идет с 19 века, когда человечество, начав промышленную революцию, стало активно сжигать уголь, нефть, газ и прочие энергоносители. «Имеет место спусковой эффект, как если бы вы нажали на спусковой крючок ружья. С улетевшей пулей вы уже ничего не можете сделать. Так и здесь: нагрев атмосферы ведет к выбросу углекислых газов из других источников. Самый большой из них — это мировой океан. Там его хранится в 80-100 раз больше, чем сейчас в атмосфере Земли. Как только вода подогревается, избыточный газ высвобождается. Второй мощный источник — это нарушенная экосистема. Повышение температуры приводит к тому, что начинают гнить болота, это источник СО2 и метана», — говорит Грибанов.
Приводит классический пример — Венеру. «В атмосфере Венеры более 90% — это СО2, давление углекислого там составляет около 90 земных атмосфер. Температура на этой планете около 450 градусов Цельсия, при такой температуре плавится свинец. А энергии Солнца Венера, находящаяся к звезде ближе Земли, получает меньше. У нее альбедо 75%, то есть 75% энергии она своими кислотными облаками отражает. Углерода на Земле практически столько же, сколько и в атмосфере Венеры, если мы выбросим весь свой углерод в атмосферу в виде углекислого газа, у нас здесь будет вторая Венера. Никакой жизни», — резюмирует Грибанов.
Белое Т-образное устройство — Фурье-спектрометр. Черный цвет комнаты — «подарок» от астрономовЯромир Романов
После такого объяснения расхотелось запускать двигатель своей машины, на которой мы с нашим фотографом приехали в Коуровку.
Как всегда, все упирается в деньги. И на продолжение своих исследований лаборатории физики климата и окружающей среды УрФУ они сейчас тоже нужны. По словам Захарова, сейчас его группа в кооперации с другими профильными группами УрФУ, группами из Институтов УрО РАН и СО РАН, а также с зарубежными группами из Франции, Германии и Японии заявилась на финансирование по программе «5-100» поддержки российских вузов, запущенной в 2013 году Минобрнауки РФ. Суммарно требуется 500 млн рублей. Софинансировать проект готовы АО «Вектор» (Екатеринбург), Каслинский радиозавод «Радий» (Челябинская область) и Центр эксплуатации наземной космической инфраструктуры (Москва). «В этом проекте есть еще одна составляющая, так сказать, дополнительный важный продукт с коммерческим потенциалом. Могу сказать так, что интерес заводов — это главным образом наработки наших коллег радиофизиков из УрФУ, известной группы Вячеслава Элизбаровича Иванова, в радиозондировании атмосферы», — пояснил Захаров.
Также в работе над климатической моделью арктической зоны России готовы участвовать другие профильные лаборатории УрФУ, специалисты Института математики и механики Уральского отделения РАН, Института криосферы Земли Сибирского отделения РАН, а также специалисты из лаборатории наук о климате и окружающей среды Института Лапласа (Франция), Института полярных и морских исследований (ФРГ) и Института исследований атмосферы и океана университета Токио (Япония).
В случае, если проект в марте этого года поддержит совет программы «5-100», уральцы намерены развернуть еще одну измерительную станцию в Черском (Якутия), а также задействовать в Арктике беспилотные летательные аппараты с зондами. Это позволит расширить географический охват, повысить репрезентативность и точность получаемых данных для верификации климатических моделей, что, соответственно, сделает более точной разрабатываемую климатическую модель. В идеале она должна довольно точно предсказывать индивидуальное изменение климата в каждом из квадратов 100 на 100 километров по всей территории российской Арктики.
«Конечная цель — дать точные данные, как будет меняться климат в ближайшие десятилетия в арктической зоне Сибири: как будут меняться приземная температура, интенсивность осадков, температура в вечной мерзлоте на глубинах до 7 метров, — говорит Захаров. — Понятно, что непосредственно прибыли эти климатические исследования не принесут, но они позволят существенно сократить издержки. Это важно для хозяйствующих субъектов региона и для правительства страны, которым придется принимать решение. Например, выселить даже такой сравнительно небольшой город, как Игарка, это все равно серьезные деньги. Для того, чтобы пойти на такой шаг, нужны серьезные научные основания».
Главное, чтобы не оказалось уже слишком поздно. Теоретически существуют варианты убрать лишний СО2 в атмосфере Земли при помощи планктона или закачав его на дно океана. Как будет на практике, никто не знает.
Доктор физико-математических наук Б. ЛУЧКОВ, профессор МИФИ.
Солнце - рядовая звезда, не выделяющаяся своими свойствами и положением из мириада звезд Млечного пути. по светимости, размеру, массе она типичный середняк. Такое же среднее место занимает она в Галактике: не близко к центру, не на краю, а в серединке, как по толщине диска, так и по радиусу (8 килопарсек от галактического ядра). единственное, надо думать, отличие от большинства звезд в том, что на третьей планете обширного хозяйства Галактики 3 млрд лет назад возникла жизнь и, претерпев ряд изменений, сохранилась, породив на эволюционном пути думающее существо homo sapiens. человек, ищущий и любознательный, заселив всю землю, занимается теперь исследованием окружающего мира с целью познать “что”, “как” и “почему”. что, например, определяет земной климат, как формируется земная погода и почему она так резко и порой непредсказуемо изменяется? На эти вопросы вроде бы давно получены обоснованные ответы. а за последние полвека, благодаря глобальным исследованиям атмосферы и океана, создана разветвленная метеослужба, без сводок которой сейчас не обходится ни домохозяйка, идущая на рынок, ни пилот самолета, ни альпинист, ни пахарь, ни рыбак - положительно никто. вот только замечено, что иногда прогнозы попадают впросак, и тогда хозяйки, пилоты, альпинисты, не говоря уж о пахарях и рыбаках, поносят метеослужбу почем зря. значит, не все еще полностью ясно в погодной кухне, и надо бы внимательно разобраться в сложных синоптических явлениях и связях. Одна из главных - связь земля - солнце, которая дарит нам тепло и свет, но из которой порой, как из ящика пандоры, вырываются на свободу ураганы, засухи, наводнения и другие экстремальные “погоды”. что порождает эти “темные силы” земного климата, в общем-то довольно приятного по сравнению с тем, что творится на других планетах?
Грядущие годы таятся во мгле.
А. Пушкин
КЛИМАТ И ПОГОДА
Земной климат определяется двумя главными факторами: солнечной постоянной и наклоном оси вращения Земли к плоскости орбиты. Солнечная постоянная - поток солнечной радиации, приходящий на Землю, 1,4 . 10 3 Вт/м 2 - действительно неизменна с высокой точностью (до 0,1%) как по короткой (сезоны, годы), так и по длинной (века, миллионы лет) шкалам. Причина тому - постоянство солнечной светимости L = 4 . 10 26 Вт, определяемой термоядерным “горением” водорода в центре Солнца, и почти круговая орбита Земли (R = 1,5 . 10 11 м). “Срединное” положение светила делает его нрав удивительно сносным - ни изменений светимости и потока солнечной радиации, ни перепадов температуры фотосферы. Спокойная, уравновешенная звезда. И климат Земли поэтому строго определенный - жаркий в экваториальной зоне, где солнце почти каждый день бывает в зените, умеренно-теплый на средних широтах и холодный вблизи полюсов, там оно едва-едва высовывается из-за горизонта.
Иное дело погода. В каждой широтной зоне она проявляется как некоторое отклонение от положенного климатического стандарта. Бывает и зимой оттепель и на деревьях набухают почки. Случается, и в разгар лета налетит непогода с пронизывающим осенним ветром, а порой и снегопадом. Погода - это конкретная реализация климата данной широты с возможными (в последнее время весьма частыми) отклонениями-аномалиями.
МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСКАЗАНИЯ
Аномалии погоды очень вредны, они наносят огромный ущерб. Наводнения, засухи, суровые зимы разрушали сельское хозяйство, приводили к голоду и эпидемиям. Штормы, ураганы, проливные дожди тоже не щадили ничего на своем пути, заставляли людей уходить из разоренных мест. Неисчислимы жертвы погодных аномалий. Усмирить погоду, смягчить ее экстремальные проявления невозможно. Энергетика погодных срывов не подвластна даже сейчас, в энергетически развитое время, когда газ, нефть, уран дали нам большую власть над природой. Энергия урагана средней руки (10 17 Дж) равна суммарному выходу всех электростанций мира за три часа. Несостоятельные попытки остановить надвигающуюся непогоду предпринимались в прошлом веке. В 1980-е годы лобовую атаку на ураганы провели ВВС США (операция “Ярость бури”), но показали лишь свое полное бессилие (“Наука и жизнь” № ).
И все же наука и техника смогли помочь. Если нельзя сдержать удары взбесившейся стихии, то, может быть, удастся хотя бы их предвидеть, чтобы своевременно принять меры. Стали развиваться, особенно успешно с введением современных компьютеров, модели развития погоды. Самые мощные компьютеры, самые сложные расчетные программы сейчас - у синоптиков и военных. Результаты не замедлили сказаться.
К концу прошлого века расчеты по синоптическим моделям достигли такого уровня совершенства, что стали хорошо описывать процессы, происходящие в океане (главном факторе земной погоды), на суше, в атмосфере, включая ее нижний слой, тропосферу, - фабрику погоды. Было достигнуто весьма приличное согласие расчета основных погодных факторов (температура воздуха, содержание СО 2 и других “парниковых” газов, нагрев поверхностного слоя океана) с реальными измерениями. Вверху приведены графики расчетных и измеренных аномалий температуры за полтора столетия.
Таким моделям можно доверять - они и стали рабочим инструментом прогноза погоды. Погодные аномалии (их силу, место, момент появления), оказывается, можно предсказать. Значит, есть время и возможность подготовиться к ударам стихии. Прогнозы стали обыденным делом, а урон, наносимый погодными аномалиями, резко сократился.
Особое место заняли долгосрочные прогнозы, на десятки и сотни лет, как руководство к действию экономистам, политикам, главам производства - “капитанам” современного мира. Сейчас известно несколько долгосрочных прогнозов на XXI век.
ЧТО ВЕК ГРЯДУЩИЙ НАМ ГОТОВИТ?
Прогноз на такой большой срок, конечно, может быть только приблизительным. Погодные параметры представляются со значительными допусками (интервалами ошибок, как принято в математической статистике). Чтобы учесть все возможности грядущего, разыгрывается ряд сценариев развития. Слишком неустойчива климатическая система Земли, даже лучшие модели, проверенные по тестам прошлых лет, могут допускать просчеты при обращении в далекое будущее.
Алгоритмы проводимых расчетов исходят из двух противоположных предположений: 1) постепенное изменение погодных факторов (оптимистический вариант), 2) их резкий скачок, приводящий к заметным изменениям климата (пессимистический вариант).
В прогнозе постепенного изменения климата XXI века (“Доклад рабочей группы межправительственной комиссии по изменению климата”, Шанхай, январь 2001 г.) приводятся результаты семи модельных сценариев. Основной вывод - потепление Земли, охватившее весь прошлый век, будет продолжаться и дальше, сопровождаясь увеличением эмиссии “парниковых газов” (в основном СО 2 и SO 2), ростом поверхностной температуры воздуха (на 2-6°С к концу нового века) и повышением уровня океана (в среднем на 0,5 м за столетие). Некоторые сценарии дают во второй половине века спад эмиссии “парниковых газов” как результат действия запрета на индустриальные выбросы в атмосферу, их концентрация не будет сильно отличаться от нынешнего уровня. Наиболее вероятные изменения погодных факторов: более высокие максимальные температуры и большее число жарких дней, менее низкие минимальные температуры и меньшее число морозных дней почти по всем земным регионам, уменьшенный разброс температур, более интенсивные выпадения осадков. Возможные изменения климата - больше летних сухостоев с заметным риском засух, усиление ветров и большая интенсивность тропических циклонов.
Прошедшие пять лет, наполненные сильными аномалиями (страшные североатлантические ураганы, не отстающие от них тихоокеанские тайфуны, суровая зима 2006 года в Северном полушарии и другие сюрпризы погоды), показывают, что новый век, по-видимому, пошел не по оптимистическому пути. Конечно, век только начался, отклонения от предсказанного постепенного развития могут сгладиться, но его “бурное начало” дает основание сомневаться в первом варианте.
СЦЕНАРИЙ РЕЗКОГО ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА XXI ВЕКА (П. ШВАРЦ, Д. РЭНДЕЛЛ, ОКТЯБРЬ 2003)
Это не просто прогноз, это встряска - сигнал тревоги для “капитанов” мира, успокоенных постепенным изменением климата: его можно всегда подправить небольшими средствами (протоколами-разговорами) в нужную сторону, и можно не бояться, что ситуация выйдет из-под контроля. Новый прогноз исходит из наметившейся тенденции роста экстремальных природных аномалий. Считают, что он начинает сбываться. Мир пошел по пессимистическому пути.
Первая декада (2000-2010 годы) - продолжение постепенного потепления, не вызывающее пока особой тревоги, но все же с заметным темпом ускорения. Северная Америка, Европа, частично Южная Африка будут иметь на 30% больше теплых и меньше морозных дней, увеличится число и интенсивность погодных аномалий (наводнений, засух, ураганов), бьющих по сельскому хозяйству. Все же такую погоду нельзя признать особо суровой, угрожающей мировому порядку.
Но к 2010 году накопится такое число опасных изменений, которое приведет к резкому скачку климата в совершенно непредвиденную (согласно постепенному варианту) сторону. Гидрологический цикл (испарение, выпадение осадков, утечки воды) ускорится, что еще больше повысит среднюю температуру воздуха. Водяной пар - мощный естественный “парниковый газ”. Из-за повышения средней поверхностной температуры высохнут леса, пастбища, начнутся массовые лесные пожары (уже сейчас видно, как трудно с ними бороться). Концентрация СО 2 возрастет настолько, что обычное поглощение водой океанов и растениями суши, определявшее темп “постепенного изменения”, перестанет работать. Парниковый эффект пойдет в разгон. Начнется обильное таяние снега в горах, в приполярной тундре, площадь полярных льдов резко сократится, что сильно уменьшит солнечное альбедо. Температура воздуха и суши катастрофически растет. Сильные ветра из-за большого градиента температуры вызывают песчаные бури, приводят к выветриванию почвы. Нет никакого контроля за стихией и возможности хоть чуточку ее подправить. Темп резкого изменения климата набирает ход. Беда охватывает все регионы мира.
В начале второй декады произойдет замедление термоклинной циркуляции в океане, а он - главный творец погоды. Из-за обилия дождей и таяния полярных льдов океаны станут более пресными. Обычный перенос теплых вод с экватора на средние широты будет приостановлен.
Гольфстрим, теплое атлантическое течение вдоль Северной Америки к Европе, гарант умеренного климата Северного полушария, замрет. Потепление в этом регионе сменится резким похолоданием и уменьшением осадков. Всего за несколько лет вектор изменения погоды повернет на 180 градусов, климат станет холодным и сухим.
В этом месте компьютерные модели не дают однозначного ответа: что на самом деле произойдет? Станет ли климат Северного полушария более холодным и сухим, что еще не приведет к мировой катастрофе, или наступит новый ледниковый период продолжительностью в сотни лет, как бывало на Земле не раз и не так давно (Малый ледниковый период, Событие-8200, Ранний Триас - 12 700 лет назад).
Худший вариант, который действительно может случиться, таков. Разрушительные засухи в регионах производства продуктов питания и большой плотности населения (Северная Америка, Европа, Китай). Снижение осадков, пересыхание рек, истощение запасов пресной воды. Сокращение пищевых запасов, массовый голод, распространение эпидемий, бегство населения из зон бедствия. Нарастание международной напряженности, войны за источники питания, питьевые и энергетические ресурсы. В то же время в районах традиционно сухого климата (Азия, Южная Америка, Австралия) - проливные дожди, наводнения, гибель сельскохозяйственных угодий, не приспособленных к такому обилию влаги. И здесь тоже сокращение сельского хозяйства, нехватка продуктов питания. Коллапс современного устройства мира. Резкое, на миллиарды, сокращение численности населения. Отброс цивилизации на века, приход жестоких правителей, религиозные войны, крах науки, культуры, морали. Армагеддон в точно предсказанном виде!
Резкое, неожиданное изменение климата, к которому мир просто не сможет адаптироваться.
Вывод сценария неутешителен: надо принимать срочные меры, а какие, неясно. Поглощенный карнавалами, чемпионатами, бездумными шоу, просвещенный мир, который мог бы что-то “предпринять”, на него просто не обращает внимания: “Ученые пугают, а нам не страшно!”
СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ И ЗЕМНАЯ ПОГОДА
Есть, однако, третий вариант прогноза земного климата, согласный с разгулом аномалий начала века, но не приводящий к вселенской катастрофе. Он основан на наблюдениях нашей звезды, которая при всем видимом спокойствии все же обладает заметной активностью.
Солнечная активность - проявление внешней конвективной зоны, занимающей треть солнечного радиуса, где из-за большого градиента температуры (от 10 6 К внутри до 6 . 10 3 К на фотосфере) горячая плазма вырывается наружу “кипящими потоками”, генерирующими локальные магнитные поля напряженностью в тысячи раз больше общего поля Солнца. Все наблюдаемые особенности активности обусловлены процессами в конвективной зоне. Грануляция фотосферы, горячие площадки (факелы), восходящие протуберанцы (дуги вещества, поднимаемые магнитными силовыми линиями), темные пятна и группы пятен - трубки локальных магнитных полей, хромосферные вспышки (результат быстрого замыкания противоположных магнитных потоков, преобразующего запас магнитной энергии в энергию ускоренных частиц и нагрева плазмы). В этот клубок явлений на видимом диске Солнца вплетается сияющая солнечная корона (нагретая до миллионов градусов верхняя, очень разреженная атмосфера, исток солнечного ветра). Немалую роль в солнечной активности играют корональные конденсации и дыры, наблюдаемые в рентгене, и массовые выбросы из короны (корональные выбросы массы, КВМ). Многочисленны и разнообразны проявления солнечной активности.
Наиболее показательный, принятый индекс активности - число Вольфа W, введенное еще в XIX веке, указывающее количество темных пятен и их групп на солнечном диске. Лик Солнца покрыт изменяющимся крапом веснушек, что указывает на непостоянство его активности. На c. 27 внизу показан график среднегодовых значений W(t), полученный прямым мониторингом Солнца (последние полтора столетия) и восстановленный по отдельным наблюдениям до 1600 года (светило тогда не было под “постоянным надзором”). Видны подъемы и падения числа пятен - циклы активности. Один цикл длится в среднем 11 лет (точнее, 10,8 года), но есть заметный разброс (от 7 до 17 лет), переменность не строго периодическая. Гармонический анализ обнаруживает и вторую переменность - вековую, период которой, тоже не строго выдержанный, равен ~100 годам. На графике он проявляется наглядно - с таким периодом изменяется амплитуда солнечных циклов Wmax. В середине каждого века амплитуда достигала наибольших величин (Wmax ~ 150-200), на стыке веков уменьшалась до Wmax = 50-80 (в начале XIX и XX веков) и даже до предельно малого уровня (начало XVIII века). В течение длительного временного интервала, названного Маундеровским минимумом (1640-1720 годы), никакой цикличности не наблюдалось и число пятен на диске исчислялось единицами. Маундеровское явление, наблюдаемое и у других звезд, по светимости и спектральному классу близких Солнцу, не совсем понятый механизм перестройки конвективной зоны звезды, в результате чего генерация магнитных полей замедляется. Более глубокие “раскопки” показали, что подобные перестройки на Солнце бывали и раньше: минимумы Шперера (1420-1530 годы) и Вольфа (1280-1340 годы). Как видно, они случаются в среднем через 200 лет и длятся 60-120 лет - в это время Солнце как бы впадает в летаргический сон, отдыхая от активной работы. После Маундеровского минимума прошло почти 300 лет. Самая пора светилу снова передохнуть.
Здесь возникает прямая связь с темой земной погоды и изменения климата. Хроника времен Маундеровского минимума определенно указывает на аномальное поведение погоды, близкое тому, что происходит в наши дни. По всей Европе (с меньшей вероятностью во всем Северном полушарии) в это время наблюдались удивительно холодные зимы. Замерзали каналы, о чем свидетельствуют картины голландских мастеров, замерзала Темза, и у лондонцев вошло в обычай устраивать гуляния по льду реки. Сковывалось льдом даже Северное море, прогреваемое Гольфстримом, в результате чего прекращалась навигация. В эти годы практически не наблюдались полярные сияния, что указывает на уменьшение интенсивности солнечного ветра. Дыхание Солнца, как бывает во время сна, ослабевало, и именно это привело к изменению климата. Погода стала холодной, ветреной, капризной.
СОЛНЕЧНОЕ ДЫХАНИЕ
Как, посредством чего передается солнечная активность на Землю? Должны быть какие-то материальные носители, осуществляющие перенос. Таких “переносчиков” может быть несколько: жесткая часть спектра солнечного излучения (ультрафиолет, рентген), солнечный ветер, выбросы вещества во время солнечных вспышек, КВМ. Результаты наблюдений Солнца в 23-м цикле (1996-2006 годы), проведенные космическими аппаратами SOHO, TRACE (США, Европа), КОРОНАС-Ф (Россия), показали, что главными “переносчиками” солнечного влияния выступают КВМ. Они в первую очередь определяют земную погоду, а все остальные “носители” дополняют картину (см. “Наука и жизнь” № ).
КВМ стали подробно изучать лишь в последнее время, осознав их ведущую роль в солнечно-земных связях, хотя замечали с 1970-х годов. По частоте испускания, массе и энергии они превосходят все остальные “переносчики”. При массе 1-10 млрд тонн и скорости (1-3 . 10 км/с эти плазменные облака обладают кинетической энергией ~10 25 Дж. Долетая до Земли за несколько суток, они оказывают сильное воздействие сначала на земную магнитосферу, а через нее на верхние слои атмосферы. Механизм воздействия сейчас достаточно изучен. О нем догадывался советский геофизик А. Л. Чижевский еще 50 лет назад, в общих чертах его понимал Э. Р. Мустель с сотрудниками (1980-е годы). Наконец, в наши дни он был доказан наблюдениями с американских и европейских спутников. Орбитальная станция SOHO, ведущая непрерывные наблюдения уже 10 лет, зарегистрировала около 1500 КВМ. Спутники SAMPEX и POLAR отметили появление выбросов у Земли и проследили результат воздействия.
В общих чертах воздействие КВМ на земную погоду сейчас хорошо известно. Достигнув окрестности планеты, расширившееся магнитное облако обтекает магнитосферу Земли по границе (магнитопаузе), поскольку магнитное поле не пускает заряженные частицы плазмы внутрь. Удар облака по магнитосфере порождает колебания магнитного поля, проявляющиеся как магнитная буря. Магнитосфера обжимается обтекающим потоком солнечной плазмы, концентрация силовых линий возрастает, и в некоторый момент развития бури происходит их пересоединение (аналогичное тому, что порождает вспышки на Солнце, но намного меньшего пространственного и энергетического масштаба). Выделенная магнитная энергия идет на ускорение частиц радиационного пояса (электроны, позитроны, протоны сравнительно низких энергий), которые, приобретя энергию в десятки и сотни МэВ, не могут уже удерживаться магнитным полем Земли. Происходит высыпание потока ускоренных частиц в атмосферу вдоль геомагнитного экватора. Взаимодействуя с атомами атмосферы, заряженные частицы передают им свою энергию. Появляется новый “энергетический источник”, влияющий на верхний слой атмосферы, а через его неустойчивость к вертикальным перемещениям - и на нижние слои, в том числе тропосферу. Этот “источник”, связанный с солнечной активностью, “расшатывает” погоду, создавая скопления облаков, порождая циклоны и штормы. Главный итог его вмешательства - дестабилизация погоды: штиль сменяется бурей, сушь - обильными осадками, дожди - засухой. Примечательно, что все погодные изменения начинаются вблизи экватора: тропические циклоны, перерастающие в ураганы, переменные муссоны, загадочное Эль Ниньо (“Ребенок”) - всемирный возмутитель погоды, неожиданно появляющийся на востоке Тихого океана и столь же неожиданно исчезающий.
Согласно “солнечному сценарию” погодных аномалий, прогноз на XXI век более спокойный. Климат Земли изменится незначительно, но режим погоды претерпит заметный сдвиг, как это было всегда при замирании солнечной активности. Он может быть не очень сильным (более холодные, чем обычно, зимние и более дождливые летние месяцы), если солнечная активность снизится до Wmax ~ 50, как было в начале XIX и XX веков. Он может стать более серьезным (похолодание климата всего Северного полушария), если случится новый Маундеровский минимум (Wmax < 10). В любом случае похолодание климата будет не кратковременным, а продолжится, вместе с аномалиями погоды, несколько десятилетий.
Что ожидает нас в ближайшее время, покажет 24-й цикл, который сейчас начинается. С большой вероятностью, основанной на анализе солнечной активности за 400 лет, его амплитуда Wmax станет еще меньше, солнечное дыхание еще слабее. Надо следить за корональными массовыми выбросами. Их число, темп, последовательность определят погоду начала XXI века. И, конечно, совершенно необходимо понять, что же происходит с любимой звездой, когда ее активность замирает. Это задача не только научная - по физике Солнца, астрофизике, геофизике. Ее решение кардинально необходимо для выяснения условий сохранения жизни на Земле.
Литература
Summary for Policymakers, A Report of Working Group I of IPCC (Shanghai, January 2001), Internet.
Schwartz Р., Randall D . An Abrupt Climate Change Scenario (October 2003), Internet.
Будыко М.Климат. Каким он будет? // Наука и жизнь, 1979, № 4.
Лучков Б. Солнечное влияние на земную погоду. Научная сессия МиФи-2006 // Сборник научных трудов, т. 7, с.79.
Моисеев Н. Будущее планеты и системный анализ // Наука и жизнь, 1974, № 4.
Николаев Г. Климат на переломе // Наука и жизнь, 1995, № 6.
Данные мониторинга современного климата России показывают, что в последние годы тенденция к потеплению значительно усилилась. Так, за период 1990-2000 гг., по данным наблюдений наземной гидрометеорологи ческой сети Росгидромета, среднегодовая температура приземного воздуха в России возросла на 0,4°С, тогда как за все предыдущее столетие прирост составил 1,0°С. Потепление более заметно зимой и весной и почти не наблюдается осенью (в последнее 30-летие произошло даже некоторое похолодание в западных регионах). Потепление происходило более интенсивно к востоку от Урала.
Рис. 3. Временные ряды пространственно осредненных аномалий среднегодовой температуры приземного воздуха для территории Российской Федерации, Северного полушария и земного шара, 1901-2004 гг. Красные линии - значения сглаженных рядов (по результатам, полученным в Институте глобального климата и экологии Росгидромета и РАН).
Используемым в настоящем прогнозе подходом к оценкам изменения климата в начале XXI в. является экстраполяция в будущее тех тенденций изменений климатических характеристик, которые наблюдались в последние десятилетия. На временном интервале 5-10 лет (т.е. до 2010-2015 гг.) это вполне допустимо, тем более, что за такой же прошедший период наблюденные и расчетные (рассчитанные на основе моделей) изменения температуры воздуха хорошо согласуются между собой.Расчеты по ансамблю гидродинамических моделей климата при различных сценариях развития глобальной экономики (различные объемы выбросов парниковых газов в атмосферу) и расчеты по статистическим моделям на ближайшие 10-15 лет дают очень близкие результаты (значимое расхождение отмечается примерно с 2030 года), хорошо согласующиеся с оценками Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК).
Рис. 4. Рост температуры приземного воздуха для России по отношению к базовым значениям за период 1971-2000 гг., рассчитанный по ансамблю моделей на период до 2030 г. (по результатам, предоставленным Главной геофизической обсерваторией им. А.И. Воейкова)
Разброс модельных оценок (оценок разных моделей ансамбля) характеризует выделенная желтым цветом область, в которую попадают 75% средних модельных значений. Уровень значимости 95% средних по ансамблю моделей изменений температуры определен двумя горизонтальными линиями.
Прогноз изменения климата, основанный на результатах экстраполяции, показывает, что фактически наблюдаемый тренд в потеплении на территории России к 2010-2015 гг. сохранится и приведет к росту, по сравнению с 2000 г., среднегодовой температуры приземного воздуха на 0,6±0,2°С. Другие характеристики прогноза, основанные на совместном использовании результатов экстраполяции и результатов моделирования климата, показывают, что на территории России в различных климатических зонах и в разные сезоны года изменения гидрометеорологического режима (температурного режима, режима осадков, гидрологического режима рек и водохранилищ, режима морей и устьев рек) будут проявляться по-разному. К 2015 г. на большей части территории России ожидается дальнейшее повышение температуры воздуха зимой примерно на 1°С с определенными вариациями в различных регионах страны. Летом, в целом, ожидаемое потепление будет слабее, чем зимой. В среднем оно составит 0,4°С.
Прогнозируется дальнейший рост среднегодового количества осадков преимущественно за счет их увеличения в холодный период. На преобладающей части территории России зимой будет выпадать осадков на 4-6% больше, чем в настоящее время. Самое существенное увеличение количества осадков зимой ожидается на севере Восточной Сибири (прирост до 7-9%).
Предполагаемые через 5-10 лет изменения накопленной массы снега к началу марта имеют разные по знаку тенденции в разных регионах России. На большей части Европейской территории России (кроме Республики Коми, Архангельской области и Уральского региона), а также на юге Западной Сибири прогнозируется постепенное уменьшение массы снега по сравнению с многолетними средними значениями, которое к 2015 году составит 10-15% и продолжится в дальнейшем. На остальной территории России (Западная и Восточная Сибирь, Дальний Восток) ожидается увеличение снегонакоплений на 2-4%.
Вследствие ожидаемого изменения режима температуры и осадков к 2015 г. наиболее значительно изменится годовой объем стока рек в Центральном, Приволжском федеральных округах и в югозападной части Северо-Западного федерального округа - увеличение зимнего стока составит 60-90%, летнего - 20-50% по отношению к наблюдаемому в настоящее время. В остальных федеральных округах также ожидается увеличение годового стока, которое будет находиться в пределах от 5 до 40%. Вместе с тем, в областях Черноземного центра и в южной части Сибирского федерального округа сток рек в весенний период уменьшится на 10-20%.
Результаты анализа наблюдавшихся за последние десятилетия и предполагаемых изменений климата территории Российской Федерации указывают на возрастание вариабельности характеристик климата, что, в свою очередь, ведет к росту вероятности экстремальных, в том числе опасных, гидрометеорологических явлений.
По оценкам Всемирной метеорологической организации, других международных организаций, Всемирного банка реконструкции и развития, и ряда других организаций, в настоящее время отмечается устойчивая тенденция увеличения материальных потерь и уязвимости общества из-за усиливающегося воздействия опасных природных явлений. Наибольший ущерб приносят опасные гидрометеорологические явления (более 50% от общего ущерба от опасных природных явлений). По оценке Всемирного банка реконструкции и развития, ежегодный ущерб от воздействия опасных гидрометеорологических явлений (ОЯ) на территории России составляет 30-60 млрд. рублей.
Статистические данные об ОЯ, нанесших социальный и экономический ущерб в 1991-2005 годах, показывают, что на территории России практически каждый день в году где-либо отмечается опасное гидрометеорологическое явление. Особенно это проявилось в 2004 и 2005 гг., когда было зарегистрировано 311 и 361 опасных явлений соответственно. Ежегодный прирост количества ОЯ составляет около 6,3%. Эта тенденция сохранится и в дальнейшем.
Рис. 5.
Наиболее подвержены возникновениям различных ОЯ СевероКавказский и Волго-Вятский экономические районы, Сахалинская, Кемеровская, Ульяновская, Пензенская, Ивановская, Липецкая, Белгородская, Калининградская области, Республика Татарстан.
Более 70% ОЯ, нанесших социальный и экономический ущерб, приходится на теплый период (апрель-октябрь) года. Именно в этот период отмечается основная тенденция роста числа случаев ОЯ. Ежегодный прирост количества ОЯ в теплый период в среднем составляет 9 явлений в год. Эта тенденция сохранится и в дальнейшем до 2015 г.
Более 36% всех ОЯ приходится на группу из четырех явлений - очень сильный ветер, ураган, шквал, смерч. По данным Мюнхенской компании перестрахования (Munich Re Group), например, в 2002 г. 39% от общего числа значительных природных катастроф в мире приходится именно на эти явления, что хорошо согласуется со статистикой по России. Эти явления входят в группу наиболее трудно прогнозируемых ОЯ, при прогнозировании которых наиболее часто происходят пропуски.
Рис. 6. Распределение суммарного числа случаев ОЯ (по периодам года) за 1991-2005 гг. (холодным периодом года считаются ноябрь и декабрь предыдущего года и январь, февраль и март текущего года) (по результатам, предоставленным ГУ «ВНИИГМИ-МЦД»)
Рис. 7. Доля числа случаев ОЯ (по видам опасных явлений) за 1991-2005 гг. (по результатам, предоставленным ГУ «ВНИИГМИ-МЦД»): 1 - сильный ветер, ураган, шквал, смерч; 2 - сильная метель, сильный снег, гололед; 3 - сильный дождь, продолжительный дождь, ливень, крупный град, гроза; 4 - мороз, заморозки, сильная жара; 5 - весеннее половодье, дождевой паводок, наводнение; 6 - лавина, сель; 7 - засуха; 8 - чрезвычайная пожарная опасность; 9 - сильный туман, пыльные бури, резкие изменения погоды, тягун, сильное волнение и др.
Анализ практики прогнозирования ОЯ в Российской Федерации показывает, что за последние пять лет из пропущенных ОЯ более 87% приходится именно на трудно прогнозируемые конвективные явления (сильные ветры, ливни, град и т.д.), наблюдающиеся на сравнительно небольших территориях.
Примечание. Некоторые из наблюдавшихся в последние годы конвективных явлений по своей интенсивности и продолжительности можно отнести в разряд редких и даже редчайших. Так, например, в Кировской области 17 июля 2004 г. выпал град в виде ледяных пластин размером до 70-220 мм, в результате чего были повреждены сельскохозяйственные культуры на площади более 1000 га.
Зонами повышенной сложности прогнозирования (наибольшего числа пропусков всех видов ОЯ) на территории Российской Федерации являются Северный Кавказ, Восточная Сибирь и Поволжье.
Несмотря на сложности прогнозирования, за последние 5 лет отмечается положительная тенденция роста оправдываемости (предупрежденности) ОЯ, нанесших значительный экономический ущерб населению и экономике России. Совместные исследования Росгидромета и Всемирного банка реконструкции и развития показали, что к 2012 г. в результате технического переоснащения Гидрометеорологической службы, оправдываемость предупреждений об ОЯ возрастет до 90%.
Важным последствием изменений климата для территории России являются проблемы, связанные с наводнениями и паводками. Из всех стихийных бедствий наводнения на реках занимают первое место по суммарному среднегодовому ущербу (прямые экономические потери от наводнений составляют более 50% общего ущерба от всех ОЯ).
Для многих городов и заселенных территорий России характерна повторяемость частичных затоплений 1 раз в 8-12 лет, а в городах Барнаул, Бийск (предгорья Алтая), Орск, Уфа (предгорья Урала), частичное затопление бывает 1 раз в 2-3 года. Особенно опасные наводнения с большими площадями затопления и продолжительным стоянием воды имели место в последние годы. Так, в 2001 г. значительный ущерб хозяйству страны был нанесен при затоплении ряда городов и населенных пунктов в бассейнах рек Лены, Ангары, в 2002 г. - в бассейнах рек Кубани и Терека.
К 2015 г., в связи с прогнозируемым увеличением максимальных запасов воды в снежном покрове мощность весенних паводков может возрасти на реках Архангельской области, Республики Коми, субъектов Российской Федерации Уральского региона, на реках водосбора Енисея и Лены. В районах, подверженных опасности катастрофических и опасных наводнений в период весеннего половодья, где максимальные расходы усложняются заторами льда (центральные и северные районы ЕТР, Восточной Сибири, северо-восток азиатской части России и Камчатка), максимальная продолжительность затопления пойменных участков может возрасти до 24 суток (в настоящее время она составляет до 12 суток). При этом, максимальные расходы воды могут превышать их средние многолетние значения в два раза. К 2015 г. примерно в два раза ожидается повышение частоты заторных наводнений на реке Лена (Республика Саха (Якутия).
В районах с высокими уровнями весеннего и весенне-летнего половодья на территориях предгорий Урала, Алтая, рек юга Западной Сибири в отдельные годы может сформироваться половодье, максимум которого в 5 раз превышает среднемноголетний максимальный расход.
На густо населенных территориях Северного Кавказа, бассейна реки Дон и его междуречья с Волгой (Краснодарский и Ставропольский края, Ростовская, Астраханская и Волгоградская области), где в настоящее время интенсивный выход воды на пойму отмечается один раз в 5 лет, а один раз в 100 лет происходит наводнение с семикратным превышением среднемноголетних максимальных расходов воды, в период до 2015 г. прогнозируется увеличение частоты возникновения катастрофических наводнений в период весеннего и весенне-летнего половодья с нанесением большого ущерба.
Ожидается повышение в 2-3 раза частоты паводков, обусловленных сильными дождями, на Дальнем Востоке и в Приморье (Приморский и Хабаровский края, Амурская и Сахалинская области, Еврейская АО). В горных и предгорных районах Северного Кавказа (Республики Северного Кавказа, Ставропольский край), Западных и Восточных Саян в летний период увеличивается опасность дождевых паводков и селевых потоков, развития оползневых процессов.
В связи с происходящими и прогнозируемыми климатическими изменениями в Санкт-Петербурге в ближайшие 5-10 лет резко возрастает вероятность наступления катастрофических наводнений с подъемом уровня более 3 м (такие наводнения наблюдались один раз в 100 лет; последнее наблюдалось в 1924 г.). Необходимо в возможно сжатые сроки достроить и ввести в действие комплекс по защите города от наводнений.
В нижнем течении р. Терек (Республика Дагестан) в ближайшие годы также следует ожидать увеличения опасности катастрофических паводков (такие паводки наблюдаются один раз в 10-12 лет). Ситуация усугубляется тем, что в этих регионах русло реки находится выше окружающей местности и активно развиты русловые процессы. Здесь необходимо значительное укрепление дамб обвалования для исключения их прорыва и нанесения материального ущерба населенным пунктам и сельскому хозяйству.
Для снижения ущербов от паводков и наводнений и защиты жизни людей необходимо в первоочередном порядке сконцентрировать усилия государства и органов власти субъектов Российской Федерации на создании современных бассейновых систем прогнозирования, предупреждения и защиты от наводнений (прежде всего на реках Северного Кавказа и в Приморье), на упорядочении землепользования в зонах риска, создании современной системы страхования от наводнений, такой, какая существует во всех развитых странах, на совершенствовании нормативно-правовой базы, определяющей четкую ответственность государственных органов власти и муниципальной администрации за последствия катастрофических наводнений.
Ряд опасных явлений будут иметь место в связи предполагаемыми к 2015 г. изменениями вечной мерзлоты, наиболее заметными вблизи ее южной границы. В зоне, ширина которой составит от нескольких десятков километров в Иркутской области, Хабаровском крае и на севере ЕТР (Республика Коми, Архангельская область), до 100-150 км в Ханты-Мансийском АО и в Республике Саха (Якутия), начнется таяние островов многолетнемерзлого грунта, которое будет продолжаться несколько десятилетий. Будут усиливаться различные неблагоприятные и опасные процессы, такие, как оползни на оттаивающих склонах и медленное течение талого грунта (солифлюкция), а также значительные просадки поверхности за счет уплотнения грунта и его выноса с талыми водами (термокарст). Такие зменения окажут негативное воздействие на экономику регионов (и особенно на здания, инженерные и транспортные сооружения), и на условия жизни населения.
К 2015 г. увеличение числа дней с пожароопасной обстановкой составит до 5 дней за сезон для большей части территории страны. При этом произойдет как увеличение числа дней с пожароопасной обстановкой высокой интенсивности, так и с пожароопасной обстановкой средней интенсивности. Наиболее увеличится продолжительность пожароопасной обстановки (более чем 7 дней за сезон) на юге ХантыМансийского АО, в Курганской, Омской, Новосибирской, Кемеровской и Томской областях, в Красноярском и Алтайском краях, в Республике Саха (Якутия).
После того как минувшая осень оставила жителей европейской части России без бабьего лета и возможности надеть тонкие плащи и куртки, “Ъ-Lifestyle” встретился с климатологом Владимиром Клименко, чтобы выяснить, что происходит с мировым климатом, какие вещи нам придется покупать в будущем и сможем ли мы ездить отдыхать на Мальдивы через 50 лет.
Последние 15 лет были в среднем по миру самыми теплыми за всю историю метеорологических наблюдений. А 2015-й и 2016-й и вовсе невыносимо жаркими. Вспоминая холодную осень нынешнего года, в это верится с трудом. И тем не менее научные исследования доказывают: глобальное потепление наступает стремительно и грозит всем нам не только непривычной погодой.
Член-корреспондент РАН, завлабораторией глобальных проблем энергетики МЭИ, а ранее сотрудник Оксфордского, Боннского и других университетов, климатолог Владимир Клименко назначает встречу в 11 утра. На разговоры «про погоду» у нас не более часа. Полушутя Клименко замечает, что Россия - «избранная» страна и в связи с географическим положением обречена на страдания.
О климатических изменениях в России
Фото: кадр из фильма «Сибирский цирюльник» (1998)
Россия относится к числу тех стран, которые сильнее всего ощутят климатические изменения. Это связано с ее географическим положением и сложнейшей климатической системой. Несчастье России в том, что она «маргинальная» страна в широком смысле слова. Маргинальная - значит окраинная. Россия находится на окраине Евразии, северо-восточной периферии. Поэтому любые глобальные изменения у нас откликаются с двух- и трехкратным усилением. За последние 120 лет климат Земли в целом потеплел примерно на один градус. Климат Москвы, к примеру, за это же время потеплел почти на 3,5 градуса. При этом проблемами климата в России занимаются только ученые, а общественность в лучшем случае хранит молчание. Это парадокс.
О глобальном климате
2015 год - самый теплый за всю историю инструментальных наблюдений (во всем мире в достаточном объеме ведутся с 1850 года, в Москве - с 1777 года. - “Ъ” ). Ожидается, что 2016-й побьет этот рекорд. XXI век лидирует по температурным максимумам: 80% температурных рекордов зафиксировано в период с 2000 по 2015 год. А вот температурные минимумы остались далеко позади - в XIX и XX веках.
Зима теплеет быстрее остальных сезонов. На втором месте - весна, потом лето и осень. Сентябрь в Москве за последние 50 лет потеплел меньше чем на градус.
О русских зимах
Знаменитых русских зим с трескучими морозами мы уже никогда не увидим. Если, конечно, Земля не столкнется с астероидом или не случится ядерной войны. В условиях так называемой европейской зимы мы живем последние 20 лет. Зима считается холодной, если средняя температура зимы отклоняется от нормы более чем на два градуса. Например, зима 1941 года, которая остановила немецкое наступление, была на 7,5 градуса ниже нормы. (Норма - когда средняя температура за три зимних месяца составляет –7,7 °C. - “Ъ” .)
В последние годы средняя температура зимы колеблется в пределах –5… –6 °C. Поэтому о меховых шапках и тяжелых дубленках или шубах со временем можно будет забыть. Они скорее будут носить декоративный характер. Комфортно перезимовать можно будет и в утепленных куртках. По крайней мере, жителям средней полосы точно. Зимнюю обувь вполне сможет заменить осенняя. Через 30 лет мы будем одеваться так, как сейчас одеваются в Европе.
Про лето
Фото: кадр из фильма «Зеркало» (1975)
Как я уже сказал, Россия крайне сложная страна с точки зрения климата. Каждый регион по-своему уникален. К примеру, климат Москвы и Московской области постепенно увлажняется. Осадков стало больше. И их количество, в том числе в летний период, будет только увеличиваться. Изменится и характер осадков - в основном это будут разрушительные ливни. Большое количество ливней, похожих на тропические, - теперь норма современного климата Москвы и области. Дожди будут сопровождаться порывистыми ветрами и грозами. Минувшее лето - яркое тому подтверждение. Москвичам стоит запасаться резиновыми сапогами повыше и дождевиками.
Про межсезонье
Могу точно сказать: межсезонье не исчезло. Люди очень ненаблюдательны, в лучшем случае помнят предыдущий сезон. Минувшая осень показалась москвичам холодной только потому, что предыдущие 12 лет были очень теплыми. На самом деле прошедшая осень не была аномальной вопреки всем досужим разговорам. Средняя осенняя температура была ниже нормы всего на 0,5 градуса. Это очень незначительное отклонение.
Снег в апреле для России - это скорее закономерность. Еще лет 30 назад люди не удивлялись морозам и снегу в мае. Количество таких явлений в теплые эпохи, которые мы сейчас переживаем, стремительно падает. Холодных экстремумов будет с каждым годом все меньше и меньше.
Последние сильнейшие майские заморозки были в 1999 году. Тогда средняя температура последнего месяца весны составила всего +8,7 °C, что на четыре градуса ниже климатической нормы. Апрель того года оказался теплее мая. Вот это действительно очень редкое явление.
О Москве
Фото: кадр из фильма «Три тополя на Плющихе» (1968)
В таком огромном городе, как Москва, температура в разных районах может отличаться на 12 градусов. Самое теплое место в Москве - это Балчуг. Там среднегодовая температура на один градус выше, чем на окраинах. На температуру влияет и топография города, и даже характер застроек. Восток, к примеру, холоднее, чем запад столицы. Север, соответственно, холоднее юга.
Москва виртуально перемещается в юго-западном направлении. Не только Москва, но и вся Россия по климатическим показателям «съезжает» в Европу. По моим представлениям, в конце нынешнего столетия климат Москвы сравняется с современным климатом Берлина и Вены. А в 2040-х годах уже будет похож на современный климат Варшавы.
О новых пустынях и исчезающих странах
В связи с глобальным потеплением новые пустыни действительно формируются. Есть серьезные основания предполагать, что Сахара будет расширяться в южном, юго-восточном направлении. В зоне риска Нигерия, Камерун, Чад, Судан, Южный Судан, Эфиопия, Аравийский полуостров.
Но, с другой стороны, есть места на Земле, где пустыни могут превратиться в полупустыни, саванны или степи. В частности, это северо-западная Индия, граница с Пакистаном, западные районы Китая, Монголия в ее западных и юго-западных частях.
В целом количество осадков в мире увеличивается. Но увеличение это крайне неравномерно. В некоторых регионах дождей практически нет уже много лет. Эти земли становятся непригодными для жизни. В ООН даже появился термин «климатический беженец». Нескольким десяткам людей официально присвоен статус климатического беженца.
Есть вероятность, что изменения в вышеперечисленных регионах будут происходить стремительно. Поэтому путешествия в эти страны лучше не откладывать в долгий ящик.
Про Мировой океан и тающие льды
Фото: кадр из фильма «До потопа» (2016)
Уровень океана повышается ежегодно на 3,3 мм. Это очень высокая скорость. Для сравнения: в XX веке она составляла 1,5 мм. К концу столетия уровень повысится не менее чем на 50–60 см. Это если говорить о среднеглобальных цифрах. Но, к примеру, есть регионы, где скорость поднятия в три раза превышает вышеупомянутые 3 мм. Это плохая новость. Особенно для бедных стран. Некоторые из них просто утонут. Например, Мальдивы, которые уже сейчас едва возвышаются над поверхностью воды, стремительно погружаясь в океан. В течение столетия мы потеряем этот райский уголок.
России тоже угрожает опасность. У нас 30 тыс. км побережья в Арктической зоне, где нет ни одной дамбы и никогда не будет из-за сурового климата и чрезвычайно редкого населения. В результате таяния льдов Северного Ледовитого океана, из-за эрозии берегов и повышения штормовой активности мы ежегодно теряем несколько сотен квадратных километров прибрежной территории.
А вот Нидерланды, Северная Германия или Бельгия никогда не уйдут под воду. Это развитые страны, их побережья защищены дамбами, которые рассчитаны на многометровое повышение уровня океана.
О разрушительных вулканах
Еще одна угроза для климата - вулканы. Самые опасные из них - Йеллоустоун в США, супервулкан на Флегрейских полях в Италии и тот, что находится на берегу Рейна в Германии. Рано или поздно они обязательно взорвутся. Но, несмотря на то что они облеплены датчиками, рассчитать точное время невозможно. Диапазон широкий: от нескольких лет до нескольких столетий. Для климата вулканы опасны серными аэрозолями, которые всегда содержатся в продуктах вулканического извержения. Мощность извержения супервулканов настолько велика, что серные частицы с легкостью достигают стратосферы. Если это случится, весь земной шар на несколько лет окутает смогом наподобие того, который стоял в Москве летом 2010-го, а это приведет к гибели миллионов людей.
Про глобальное потепление и источники энергии
Весь мир сейчас озабочен проблемами экологии и переходит на зеленые источники энергии. В России с этим дела обстоят довольно печально. В ближайшие лет 20–30 производство энергии из возобновляемых источников не превысит 2–3%. В Дании, к примеру, уже сейчас 50% электроэнергии производится на ветровых станциях. Германия перешагнула рубеж в 20%. К 2050 году Евросоюз планирует добывать 95% энергии из возобновляемых источников.
____________________________________________________________________
Надежда Супрун
ВСЕ ФОТО
Уже в ближайшие пять лет в России следует ожидать экстремального скачка климатических изменений, в результате которого на некоторых территориях страны установится аномально жаркая погода. Таким образом, прогнозы швейцарских ученых о том, что среднегодовая температура в Москве увеличится , сбудутся гораздо быстрее. Причем климатическая аномалия может установиться в России на длительное время из-за прихода блокирующего антициклона, который перекрывает путь ветрам.
Как разъяснил старший научный сотрудник Института физики атмосферы имени Обухова РАН, климатолог Александр Чернокульский, в настоящее время мы наблюдаем данное явление в Европе, где в 2019 году температуры уже поднимаются до +46 градусов . А в России пока, напротив, достаточно прохладно .
"Это все один процесс: когда устанавливается блокирующий антициклон, в одной его части происходит заток тепла, в другой - заток холода", - объяснил ученый в интервью телеканалу "Звезда" , добавляя, что в ближайшие пять лет аномальная жара дойдет и до России. Где именно установится жара, "в Сибири или на европейской территории - сложно сказать...", - говорит климатолог.
Впрочем, как успокаивает Чернокульский, данные климатические изменения не приведут к какой-то глобальной катастрофе и к глобальному похолоданию в будущем. "Нет, ледникового периода не будет", - успокаивает климатолог, он обращает внимание, что главной проблемой наступившего глобального потепления является бездействие общества. "Мир не очень много предпринимает действий, чтобы его остановить", - подытожил ученый.
Ранее ученые считали, что среднее повышение температуры по планете в ближайшие 100 лет не должно превысить критического значения в 4,5°C. Однако новые данные свидетельствуют, что порог в 5°C будет пройден. Поверхность Земли за последние 15 лет значительно потеплела во всем мире, а 2015, 2016, 2017 и 2019 годы стали самыми теплыми .
Отныне такие аномальные тепловые волны станут частыми, поскольку планета продолжает нагреваться при увеличении концентрации парниковых газов.
Оказались недооцененными и температурные изменения в Арктике , где потепление происходит быстрее, чем считалось, и таяние арктических льдов ускоряется.
Все это означает, что планету Земля ждет пессимистичный сценарий - экстремальные погодные явления, "идеальные штормы", ураганы, необычайно обильные осадки в одних районах и засухи в других.
Климатологи дали прогноз на климатический сдвиг к 2050 году: в Москве будет как в Детройте
Только неделю назад ученые из швейцарской лаборатории Crowther Lab совместно со Швейцарской высшей технической школой Цюриха (ETH Zurich) давали прогноз по изменению климата к 2050 году в 520 крупных городах мира, включая Москву.
По их расчетам, максимальная температура самого теплого месяца года в столице России может увеличиться на 5,5 градуса к 2050 году .
Правда, ученые подчеркивали, что рассматривали "оптимистичный сценарий", при котором благодаря политике уменьшения эффекта глобальных изменений выбросы СО2 будут стабилизированы к середине века и температура на планете увеличится только на 1,4%.
Исходя из таких условий, к 2050 году климат Москвы должен быть схож с нынешним климатом Детройта, крупнейшего города американского штата Мичиган.
В Санкт-Петербурге среднегодовое увеличение температуры может составить 2,9°C, а температура самого теплого месяца года будет выше на 6,1°C. Климатическим аналогом Питера станет современная София, столица Болгарии.
В Ростове-на-Дону прогнозируется повышение средней за год температуры на 2,9°C, а самого теплого месяца - на 7,1°C. Климатический аналог - современный Скопье, столица Северной Македонии.
В Самаре среднегодовая температура воздуха может увеличиться на 3°C, а самый теплый месяц будет теплее на 4°C. Климатический аналог - современный Бухарест, столица Румынии.
В Минске тоже будет так же жарко, как в Софии при увеличении температуры на 5,7 градуса. В Киеве прогнозируется повышение на 6,7 градуса, что соответствует нынешним погодным условиям австралийской Канберры.
Изменения климата породили у людей новую фобию
Аномальные температуры, которые из года в год бьют рекорды, заставляют людей все больше беспокоиться за свое будущее, порождая страхи и фобии.
В Американской ассоциации психологов уже всерьез задумываются о необходимости включить тревожность и опасения, связанные с климатом, в список психических расстройств.
Как сообщает EuroNews , многие опытные специалисты уже сталкивались с подобным в своей практике.
"У меня есть пациенты, которые обратились за помощью с этой проблемой. Они настолько озабочены изменением климата, что это наносит вред их здоровью, мешает им в повседневной жизни", - рассказывает врач Эстер Хатсеги.
Особенно остро ощущают свою беспомощность перед лицом климатической угрозы жители города. Многие из них отказались от покупок продуктов в пластиковой упаковке и пластиковых бутылках, не берут в магазинах пластиковые пакеты. Увеличение количества автомобилей с гибридными двигателями также свидетельствует о желании людей сделать хоть что-то для предотвращения глобальных климатических изменений.
Жители сельской местности также испытывают на себе последствия изменения климата. По словам многих фермеров, масштабы ущерба с каждым годом увеличиваются.
"В нынешнем сезоне было так: зима прошла без осадков, весной дождя почти не было. Мы боялись, что трава не вырастет вовсе и скот будет нечем кормить", - говорит венгерский фермер Андраш Ордог, который сумел заготовить на зиму только треть от необходимых запасов сена.
Многим фермерам приходится постепенно сокращать поголовье скота и держать лишь тех животных, которых они в состоянии прокормить, понимая, что в этой борьбе с изменением климата силы не равны.
