Инновационный портал
Уральского Федерального округа

WWW.INVUR.RU

Вернуться

Главная / Это интересно
/ (02.09.2004) Глобальное потепление: прогнозы и гипотезы


Глобальное потепление: прогнозы и гипотезы

"Глобальное потепление убивает на Земле ежегодно 150 тысяч человек..."
"На большей части вечной мерзлоты России повышается температура..."
"От глобального потепления россияне пострадают больше других..."

Эта тревожная информация и мрачные прогнозы, которыми пестрит сегодня пресса, подсказали вопросы Виктору ЧУКАНОВУ - директору Института промышленной экологии УрО РАН, члену-корреспонденту РАН, доктору физико-математических наук, Лауреату Государственной премии России. Есть и еще один серьезный повод обратиться к ученому, но о нем чуть позже.

- Виктор Николаевич, не слишком ли усердно пугают сейчас людей "страшилками"? Настолько ли опасно глобальное потепление и чем оно чревато?

- Проблема существует. В случае глобальных изменений на планете таяние льдов грозит повышением уровня океана.

- Какие территории Земли могут оказаться в эпицентре всемирной драмы и стать, так сказать, жертвой "высокой волны"?

- В этом случае есть угроза "переселения" для Бангладеш. Могут уйти под воду Нидерланды...

- Тут уместно напомнить, что столицу этого королевства называют "Северной Венецией", а Амстердам в переводе на русский язык - "дамба на реке Амстел". И насколько высоко может подняться уровень океана?

- По разным оценкам (в зависимости от того, сколько растает льда), он может подняться на метр, два, до десяти.

- Если вернуться к Амстердаму, то и подумать страшно, что под воду могут уйти около сорока его музеев, в том числе уникальный, где представлено творчество великого художника Рембрандта...

- Глобальное повышение температуры может вызвать рост биомассы, сместить зоны устойчивого земледелия. Не исключают появление новых засушливых регионов. Сократится отопительный сезон, запасы природных ресурсов: угля, нефти, пресной воды...

- И когда ждать этого "конца света"?

- Прогнозировать трудно, поскольку мы не знаем, как дальше поведет себя температура...

- Она женского рода...

- Да и характер ее противоречив. Считается, что рост температуры должен приводить к повышению уровня воды. Между тем, американские искусственные спутники Земли обнаружили, что ледяные шапки в Гренландии не тают, а начинают расти. Уровень же океана в некоторых местах понижается.

- Перефразируя известную пушкинскую строку, можно посетовать: на дворе XXI век, а "тайна не раскрыта"...

- Если бы мы знали, что конкретной причиной глобального потепления является накопление углекислого газа в атмосфере, то можно было бы построить модель: рассчитать, сколько СО2 будет выделяться, и насколько, скажем, за 10 лет поднимется температура и, соответственно, спрогнозировать, сколько льда растает.

Этого мы не знаем.

- Но, наверняка, есть какие-то гипотезы?

- Разумеется, но на мой взгляд, скажем, утверждение о том, что глобальное потепление связано с повышением СО2, несколько поспешно.

- Эта проблема касается всех землян. Какие страны больше преуспели в поисках истины?

- Трудно отдать предпочтение какой-то одной из них, которая в оценке этого эффекта продвинулась бы больше других. Первая модель была российская. В 70-е годы команда академика Н.Н. Моисеева разработала модель "ядерной зимы".

- Давайте напомним ее суть.

- В результате ядерных взрывов большое количество аэрозолей, пыли поднимается в атмосферу. Планета окутывается пылевой шапкой, пленкой, и излучение на землю не проходит. Начинается охлаждение. Имея в виду эту модель, можно сказать, что наша страна была первой.

- А много ли сегодня моделей?

- Десятки, но каждая исходит из некоего посыла, типа: "если причина эта, то...". Или: "при условии, что..." И так далее.

- Это тупик, неразгаданная тайна Ее Величества Природы?

- Требуется всестороннее изучение этого явления, программа в рамках ООН, группа экспертов в области исследования глобального климата, которые смогли бы проанализировать всю совокупность данных и сделать какой-то прогноз.

- Но первая Всемирная климатологическая конференция прошла в 1979 году. Уже тогда общественность, ваши коллеги-ученые высказали обеспокоенность увеличением содержания углекислого газа в атмосфере.

- Мировое сообщество периодически подводит итоги исследованиям крупномасштабных проблем.

- И вот тут, Вам, как говорят, карты в руки. Я имею в виду работу последней Всемирной конференции по изменению климата, которая прошла в Москве и где Вы выступили с докладом.

- Примечательно, что на нее приехали со всего мира не только специалисты, но и государственные деятели, политики, деловые люди...

- Это не только любопытно, но и подтверждает, что проблема глобального потепления касается экономических, природоохранных, технологических вопросов и, безусловно, имеет социальную, политическую подоплеку.

- По своим масштабам эта встреча сравнима со встречей на высшем уровне "Планета Земля", которая проходила в Рио-де-Жанейро. Между тем, на ней речь шла не о климате, а проблемах устойчивого развития человечества. В Рио климат "звучал" составной темой, а Всемирная конференция в Москве впервые целиком была посвящена проблемам изменения климата.

- От таких встреч обычно ждут открытий, нередко сенсационных. Если сказать в одной фразе: что выяснилось в ходе обсуждения?

- Не хотелось бы разочаровывать но выяснилось, что мы еще очень многого не знаем. Ну, а теперь по порядку.

На конференции приводись самые противоречивые данные, характеризующие углекислый газ как первопричину глобального потепления. Есть значительное число аргументов, позволяющих связать изменение температуры с увеличением СО2 но гораздо больше тех, которые не укладываются в эту схему.

- Приведите, пожалуйста, наиболее яркий пример такой "нестыковки".

- На нашей антарктической станции "Восток" была пробурена скважина глубиной около четырех километров. Затем послойно провели анализ льда и на основании полученных данных построили графики изменения температуры земли и содержания СО2. Так вот, последние 11 тысяч лет потепление и похолодание происходило в среднем каждое тысячелетие. В четырех случаях потеплению предшествовало увеличение СО2.

- То есть, можно утверждать, что в этом "ледовом сериале" углекислый газ мог явиться причиной потепления?

- Да, но в остальных случаях все происходило "с точностью до наоборот". Вначале было потепление, а потом увеличение СО2. Почему это происходило, в общем, понятно. Дело в том, что основное хранилище этого газа - Мировой океан. Повышение его температуры привело к росту концентрации СО2. Известно, что в тех случаях, когда данные столь противоречивы, поиски причины явления и его исследования продолжаются.

- А что говорит, так сказать, история вопроса, не дают ли ответ другие геологические эпохи?

- 440 миллионов лет назад содержание СО2 в атмосфере было в 16 раз больше, чем сейчас, но температура и растительность на экваторе были те же, что сегодня. И при этом шло оледенение с полюсов.

- Нет ли примера поближе к нашим дням?

- С 40-го по 80-й годы прошлого века техногенные выбросы СО2 увеличились в четыре раза, но температура не изменялась. И только с 80-го года зафиксировано ее повышение.

- Виктор Николаевич, ваше участие во Всемирной конференции по изменению климата и доклад говорят о том, что институт промышленной экологии УрО РАН среди тех, кто активно ищет ответ на эти вопросы.

- Анализ способности парниковых газов к поглощению отраженного излучения, как правило, проводится в предположении, что молекулы газов находятся в свободном состоянии. В реальной ситуации значительная часть атмосферного водяного пара кластеризуется. Это приводит к значительному сокращению числа центров, поглощающих отраженное солнечное излучение, и, как следствие, к снижению парникового эффекта.

Возникает принципиальный вопрос, способны ли кластеры воды абсорбировать молекулы других парниковых газов, тем самым нейтрализуя их в плане поглощения отраженного солнечного излучения и дополнительно снижая парниковый эффект. Моделирование гомогенных кластеров воды и кластеров воды с абсорбированными молекулами СО2 и N,O, выполненное методом молекулярной динамики, показало следующее. Гомогенные кластеры воды (Н2О)n термодинамически устойчивы до n = 12, что хорошо согласуется с литературными данными. А вот поведение кластеров СО22О)n и N2O(H2O)n необычно. Кластеры воды с абсорбированной молекулой СО, устойчивы до n = 6, затем критерий  термодинамической устойчивости становится отрицательным, но, начиная с n = 16, он опять становится положительным и растет с увеличением n, по крайней мере до n = 20.

Рост устойчивости кластеров воды при n>16 под влиянием присоединенной молекулы СО2 приводит к тому, что распределение кластеров воды по размерам смешается в сторону более высоких значений n. Таким образом, достигается двойной эффект - с одной стороны нейтрализуется молекула СО2, с другой большее число молекул воды переходит в кластеры. Аналогичные результаты были получены и для кластеров N2O(H2O)n.

Аналогичные расчеты были выполнены для кластеров. Оказалось, что для удержания двух полярных молекул в кластере достаточно присутствия в нем 9 молекул воды. При "симметричном" окружении 9 молекул 6-8 молекулами также формировались устойчивые образования.

С увеличением концентрации парниковых газов увеличивается вероятность абсорбции их кластерами воды. Вывод: для корректной оценки и прогнозирования величины парникового эффекта в зависимости от концентрации парниковых газов необходимо учитывать их взаимодействие между собой.

- Это и стало квинтэссенцией вашего доклада на Всемирной конференции в Москве?

- В нем была выдвинута гипотеза о том, что увеличение СО, в атмосфере до определенной концентрации ведет к антипарниковому эффекту, то есть не к нагреванию, а к охлаждению. С достижением равновесной концентрации СО2 ситуация меняется. Увеличение концентрации молекул СО2 приводит к парниковому эффекту. В пользу такой гипотезы свидетельствуют данные геологического характера (прошлое Земли) и нынешняя ситуация.

- Какова была реакция участников конференции на эту гипотезу?

- Бурная, а обсуждение горячим.

- Вы впервые высказывали эту точку зрения?

- Впервые. Во всяком случае, аналогичных работ в научной литературе мы не встречали.

- Виктор Николаевич, не секрет, что выход на трибуну международных научных конференций такого масштаба сопряжен с большим конкурсом. Выдержать его не просто. Правда ли, что ваш доклад был вне официальной программы конференции?

- Да. Мы, признаюсь, немного опоздали "заявиться", и поначалу доклад не планировался. Замечу, что программа встречи была жесткой. К тому же участие в конференции политиков высокого ранга во многом определяло общую атмосферу. Итак, буквально накануне выяснилось, что из 12-ти докладов, вынесенных на секцию, научных всего три!

- Поистине, сегодня нет границ политического влияния...

- И тем не менее, в срочном порядке убрали часть докладов политического характера и включили в повестку наш как пленарный.

- В какой компании Вы оказались?

- Доклад звучал "по соседству" с выступлениями председателя одного из думских комитетов России, министра экологии Италии, представителя Европейского Союза по экологическим проблемам, государственных деятелей и парламентариев разных стран.

- Где он будет опубликован?

- В "Трудах" этой конференции.

- Выходит, Ваше интервью для этого журнала первое?

- Да, это так. К тому же сейчас у меня есть еще один повод вернуться к конференции и нашему докладу

на ней. Недавно прошла информация о том, что Центр метеорологических исследований США в Болдере, где самые "продвинутые" лаборатории, обнаружил эффект разрушения перистых облаков закисью азота - парниковым газом. Над промышленными центрами, где выброс парниковых газов максимальный, перистые облака, играющие существенную роль в парниковом эффекте, разрушаются, и возникает антипарниковый эффект. Это как раз укладывается в нашу схему.

- "Верной дорогой идете, товарищи", - как говаривал редко цитируемый сегодня классик...

- Время покажет.

- Безусловно. А теперь, Виктор Николаевич, давайте, так сказать, опустимся с облаков на грешную землю. Мы беседуем на страницах журнала, посвященного проблемам энергетики. Насколько Ваши выводы важны для этой жизненно важной отрасли?

- Если окажется, что СО2 не является определяющим фактором в создании парникового эффекта или что до определенной концентрации играет отрицательную, а выше этой концентрации положительную роль, то скорее всего ограничения на выброс СО2 не актуальны. Это открывает "зеленую улицу" тепловой энергетике, которая считается главным "загрязнителем" атмосферы, а свыше 90 процентов электрической энергии мы получаем за счет тепловых станций.

Послесловие

Итак, единодушного мнения по поводу причин глобального потепления сегодня нет. Между тем, мировая экономика и ее форпост - энергетика становятся все более природозависимыми. Как, к примеру, "поведут" себя гидроэлектростанции, если уровень воды будет колебаться? А, не приведи Бог, в зону затопления попадет атомная электростанция или топливно-энергетический комплекс... Здоровья на многострадальную "душу населения" остается все меньше, а нас пугают неким "климатическим оружием", предрекают, что глобальное потепление вызовет рост многих инфекционных и паразитарных заболеваний.

...Вечными остаются безответные вопросы: что делать, кто виноват? Только ли человек? Его хищническое отношение к природе? Принцип: после нас хоть потоп? Или то, что, как говорится, выше нас? Трудно утверждать, что потепление на 0,6 градуса, произошедшее за последние сто лет, полностью связано с деятельностью человека. В "доцивилизованные" времена на Земле не было промышленности с ее мрачными и губительными автографами в атмосфере. Между тем, температура колебалась и с большей амплитудой...

И, наконец, новость из области культуры. В российский прокат вышел американский экологический фильм-катастрофа "Послезавтра", чье создание перекликается с темой этого материала. В одном из его эпизодов начинаются непонятные климатические явления - тают льды в ... Арктике. Впрочем, пока это всего лишь плод творческой фантазии режиссера фильма под тревожным названием "Послезавтра".

С В.Н. Чукановым беседовал Я. Б. Хуторянский


При использовании материалов с данного сайта гиперссылка на источник WWW.INVUR.RU обязательна.