Доказательства изменения климата

Для выяснения всех возможных последствий уничтожения ледяного покрова Северного Ледовитого океана необходимы детальные исследования. Можно думать, что если установленные в результате таких исследований последствия изменений климата будут признаны достаточно благоприятными, то проблема уничтожения полярных льдов приобретет практическое значение.

Разработка методов осуществления такой задачи является делом будущего, однако уже сейчас можно высказать несколько предварительных соображений по этому вопросу. Количество энергии, необходимое для таяния полярных льдов, хотя и не является недоступным для атомной энергетики будущего, однако очень значительно, даже если иметь в виду, что для исчезновения ледяного покрова Арктики нет, по-видимому, необходимости уничтожать весь этот покров искусственным путем. Анализ теплового баланса полярных льдов показывает, что они являются сравнительно неустойчивым образованием. Сокращение поверхности льда приводит к увеличению поглощения солнечной радиации, что способствует дальнейшему разрушению ледяного покрова. Если площадь льда уменьшится до некоторого критического размера, то оставшийся лед исчезнет естественным путем в результате значительного повышения температуры воды и воздуха.

Наибольшее значение могут иметь методы уничтожения льдов, не требующие затрат очень больших количеств энергии.

Из таких методов представляет интерес возможность изменения альбедо поверхности льда. Расчеты теплового баланса показывают, что если можно было бы на один или два года существенно уменьшить альбедо ледяного покрова, то достигнутое в результате этого увеличение поглощенной радиации было бы достаточно для полного таяния морских льдов. Из других возможных путей воздействия на полярные льды следует отметить предложение о применении мономолекулярных пленок на поверхности воды, уменьшающих испарение. Поскольку в арктических морях на свободных от льдов пространствах значительная часть энергии радиационного баланса расходуется на испарение, то уменьшение последнего приводит к заметному повышению температуры воды. При этом происходит повышение температуры воздуха, тем большее, чем большая поверхность воды покрыта пленкой. Нагревание воздуха над свободной от льдов части морей может оказывать определенное влияние на режим льдов.

Предложения такого рода сейчас изучаются с целью выяснения их эффективности и оценки возможности преодоления больших технических трудностей их осуществления.

В заключение отметим, что проблема воздействий на климат, которая еще недавно считалась перспективой отдаленного будущего, сейчас превращается в одну из центральных проблем климатологии и метеорологии. К работам по этой проблеме привлечен ряд научных институтов и в них участвуют много крупных специалистов гидрометеорологов, географов и геофизиков. Это позволяет надеяться, что в ближайшее время будут разработаны проекты, осуществление которых положит начало преобразованию климата нашей страны.

Изменения климата: плюсы и минусы для России.

Сельское хозяйство.

Плюсы. Наблюдаемое потепление климата, в общем, следует оценивать как благоприятное для сельского хозяйства России. Улучшение агрометеорологических условий произрастания сельскохозяйственных культур наблюдалось на значительной части земледельческой зоны России за исключением территории черноземного центра и ряда южных районов Восточной Сибири, где отмечен рост засушливости климата. Потепление привело к заметному уменьшению числа зим с опасными для озимых культур понижениями температуры воздуха. В последние десятилетия во всех областях (краях) отмечено значительное уменьшение площади гибели озимых от вымерзания. Изменения в сторону роста устойчивости урожаев наиболее выражены для зоны повышенного риска вымерзания посевов озимых культур (Оренбургская и Самарская области, Республики Башкортостан и Татарстан). Граница выращивания среднеспелых сортов кукурузы и позднеспелых сортов подсолнечника к 2015 г. продвинется к северу до широты Москвы – Владимира – Йошкар-Олы – Челябинска. К 2010-2015 гг. в связи с более благоприятным температурным режимом и благодаря сохранению достаточной увлажненности ожидается рост урожайности кормовых и зерновых культур в Северном и Северо-Западном (на 10-15 %), Центральном, Волго-Вятском регионах и на Дальнем Востоке (до 10-15 %).

Минусы. Однако в западных районах ЕТР, где предсказываемые нормы зимних температур близки к 0 С, изменчивость урожаев озимой пшеницы растет из-за увеличения вероятности повреждения растений от вымокания, выпревания и образования притертой ледяной корки.…Использование благоприятных последствий изменения климата для увеличения сельскохозяйственного производства нечерноземной зоны возможно только при увеличении объемов внесения удобрений, средств химизации и усиления мер защиты растений при прогнозируемой более высокой уязвимости сельскохозяйственных культур к воздействию вредителей и болезней. В последние десять лет в нечерноземной зоне России, как и в Скандинавии, наблюдается рост численности насекомых вредителей, их активизация и распространение на большие расстояния при усиливающейся миграции некоторых видов в северном направлении. Так, на северо-западе России отмечен факт миграции колорадского картофельного жука в более северные районы и частичной его акклиматизации вследствие исключительно мягких зим. По последним данным колорадский жук проник не только в Карелию, но и встречается в южных районах Архангельской области и республики Коми. Можно отметить, что характер распространения вредителей, патогенов и сорняков в России отражает глобальную тенденцию их миграции по направлению к полюсам. На территории ЦентральноЧерноземного и Восточно-Сибирского экономических районов наблюдается рост засушливости климата и связанное с этим ухудшение агрометеорологических условий возделывания сельскохозяйственных культур. Из-за осенней (2005 г.) засухи в Саратовской, Самарской, Волгоградской и Астраханской областях всходы озимых зерновых культур были ослабленными, а снежный покров в январе не превышал 5 см, поэтому, в условиях низких температур, отмечалось вымерзание посевов. В Волгоградской, Астраханской областях, Республике Калмыкия и на Северном Кавказе в результате вымерзания погибло от 10 до 18 % посевов озимых зерновых культур. Поздние весенние заморозки, отмечавшиеся в мае на Европейской части России и в первой декаде июня в Иркутской области, привели к повреждению или гибели овощных и плодовых культур. Засуха в конце мая – начале июня в Оренбургской области, в Кабардино-Балкарии, Дагестане, Тыве и Хакасии, Ставропольском краю, Ростовской, Волгоградской, Саратовской и Самарской областях, Республике Татарстан, Кировской области, Чувашии и Республике Бурятия продолжалась 1-2, местами 3 месяца (до конца сентября). Продолжительная засуха привела к снижению урожайности зерновых и пропашных сельхозкультур. Ранние заморозки, отмеченные во второй половине августа и в начале сентября в Читинской области, в Новосибирской, Кемеровской областях, Алтайском крае, Красноярского крае, в Тыве, Хакасии и в Иркутской области, привели к повреждению теплолюбивых овощных культур, кукурузы и картофеля. Интенсивные заморозки (до -2…-8°С), отмеченные во второй декаде сентября в Татарстане, привели к гибели 4 тыс. га сои и 18 тыс.га кукурузы на зерно. В связи с интенсивными дождями, прошедшими в августе, на юге Европейской части России, в Калининградской и Вологодской областях отмечалось переувлажнение почвы, вследствие чего затруднялась уборка урожая, отмечались потери урожая зерновых и картофеля.

Жилищно-коммунальное хозяйство, устойчивость зданий, строительно-монтажные и другие работы на открытом воздухе.

Плюсы. Продолжительность отопительного периода к 2025 г. на большей части территории России уменьшится на 5 %. В южных районах Европейской России и северо-востоке Дальневосточного района сокращение отопительного сезона достигнет 10 %. Экономия топлива при этом составит 5-10 %. В середине XXI века продолжительность отопительного периода в средних широтах России сократится на 5-10 %; в южных регионах европейской части России, в северных регионах Сибири и Дальнего Востока – на 20 %. Экономия топлива в большинстве регионов составит 10-20 %; более 20 % экономии топлива будет достигнуто в южных регионах России. При строительном проектировании зданий вероятное потепление позволит уменьшить теплозащиту ограждающих конструкций до 0,7-0,8 от установленной в строительных нормах и правилах. Уменьшение скорости ветра вызовет снижение ветровых нагрузок на высотные здания и сооружения, а небольшой рост влажности и осадков создаст некоторое увеличение снеговых и гололедных нагрузок. К 2015 г. продолжительность отопительного периода сократится в среднем по России на 3–4 дня, что может дать ощутимую экономию средств. Наибольшее сокращение отопительного периода (до 5 дней) ожидается на юге Приморского края, Сахалинской и Камчатской областей. Практически не изменится продолжительность отопительного периода в Таймырском АО. Потепление климата приведет к улучшению теплового режима зданий при неизменном расходе топлива. Теплосопротивление стен зданий в городах всех субъектов Европейской территории Российской Федерации и в прибрежных районах Приморского края, зависящее от температуры наиболее холодных суток и пятидневки, увеличится на 20%, что приведет к поддержанию заданной температуры внутри зданий при меньшем расходе топлива. В большинстве районов европейской части России, в Томской, Новосибирской и Кемеровской областях, в Алтайском крае, в западных районах Приморского и Хабаровского краев положительные последствия ожидаемых изменений климата приведут к уменьшению (по сравнению с отмечаемыми в настоящее время) ветровых нагрузок на ЛЭП и высотные здания. При этом, например, на территории азиатской части России повторяемость "запроектных" значений нагрузок на здания и сооружения (энергетические, промышленные, коммунальные и транспортные), приводящих к авариям на сооружениях, которая определяется Научно-техническим центром по сейсмостойкому строительству и инженерной защите от стихийных бедствий Федерального агентства по строительству и жилищнокоммунальному хозяйству, к 2015 г. уменьшится в 1,1 раза. Сократится число дней с критическими скоростями ветра при низких температурах воздуха, требующих дополнительной оплаты труда или прекращения работ. Это приведет к экономии расходов на строительные, ремонтные и погрузочно-разгрузочные работы.

Минусы. Возрастание вероятности гололедицы и снегозаносов на дорогах создает учащение простоев автотранспорта и удорожание перевозок. Долговечность зданий уменьшится вследствие возрастания повторяемости оттепелей и заморозков. По той же причине ухудшится качество теплоснабжения в городах. В зоне вечной мерзлоты дополнительное протаивание грунта до 1,0 м к концу столетия потребует предусмотреть для вновь строящихся зданий и сооружений (газо- и нефтепроводов) добавочной прочности фундаментов зданий, заглубления опор надземных трубопроводов и прокладки на большей глубине подземных .В осенне-зимний и зимне-весенний периоды в ряде регионов (на Европейской территории России, в Приморье и др.) вследствие увеличения повторяемости оттепелей и заморозков уже сейчас наблюдается ухудшение условий эксплуатации зданий и уменьшение их долговечности. Эта тенденция к 2015 г. может привести к сокращению периода доремонтной эксплуатации зданий до двух раз. Практически на всей территории Российской Федерации в период до 2015 г. следует ожидать в летние периоды рост числа дней с высокими значениями температуры воздуха. При этом значительно увеличатся вероятности экстремально продолжительных периодов с критическими значениями температуры воздуха, так называемых "волн тепла" (годовые максимумы продолжительности таких периодов к 2015 г. возрастут в 1,1–1,5 раза). Это ухудшит условия функционирования систем поглощения тепла на электростанциях, а также увеличит затраты на кондиционирование зданий.

Гидроэнергетика.

Плюсы. Изменение сезонного стока рек вследствие происходящих и ожидаемых изменений климата должно учитываться в гидроэнергетике. Прогнозируемое изменение стока рек скажется на притоке воды к крупным водохранилищам. На 10–20% прогнозируется увеличение среднегодового притока к водохранилищам Волжско-Камского каскада, на 5–10% – к водохранилищам Северо-Западного федерального округа, в пределах от 0 до 15% изменится приток к Ангаро-Енисейским водохранилищам, а также к водохранилищам на реках Вилюй, Колыма, Зея.

Минусы. К негативным последствиям влияния климатических изменений на обстановку в районах водохранилищ относятся: возможное затопление и подтопление населенных пунктов, увеличение длины полыньи в нижних бьефах с ухудшением климатических условий по берегам (увеличение влажности воздуха, повторяемости туманов, ухудшение видимости и т.п.), повышенное образование шуги, возможные зажорные явления на участках рек ниже полыньи, появление трещин и разводий на льду водохранилищ. Вместе с тем, следует ожидать уменьшения среднегодового притока в пределах от 5 до 15% к Цимлянскому, Краснодарскому и Новосибирскому водохранилищам.

Изменение сезонного стока рек.

Минусы. Из-за прогнозируемого к 2015 г. резкого увеличения зимнего (до 60–90%) и летнего (до 20–50%) стока рек в Центральном, Приволжском и в юго-западной части Северо-Западного федеральных округов и значительного увеличения зимнего и летнего стоков рек в других регионах страны (от 5 до 40%), в условиях уменьшения глубины и сокращения периода промерзания почвогрунтов, уровни грунтовых вод будут повышаться. Для равнинных территорий России, характеризующихся избыточным увлажнением, неглубоким залеганием грунтовых вод и слабой дренирующей способностью, это может привести к подтоплению обширных районов, к деформации и к ослаблению фундаментов различных зданий и сооружений. Особенно могут пострадать от этого ценнейшие исторические центры городов, памятники и архитектурные ансамбли на территории Русского Севера, включающей Архангельскую, Вологодскую и Ленинградскую области, объекты в районе "Золотого Кольца России" в Костромской и Нижегородской областях, в других регионах СевероЗападного и Центрального федеральных округов. Эти процессы происходят уже в настоящее время, и в условиях изменения климата следует ожидать их интенсификации в ближайшей перспективе. Для юго-западной части ЕТР, включающей бассейн Дона, в первой половине ХХI века возможно существенное снижение водности в результате изменений климата и интенсивной хозяйственной деятельности, которое может привести к возникновению серьезной водной проблемы в системе «Бассейн Дона – Азовское море».

Речное судоходство.

Плюсы. Прогнозируемое к 2010–2015 гг. дальнейшее увеличение годового и меженного стока и сокращение периода ледостава практически для всех крупных рек России потенциально благоприятствует развитию речного судоходства и увеличению объема грузоперевозок по рекам и водоемам.

Минусы. Вместе с тем, на большинстве судоходных рек России в последние годы, вследствие влияния изменений климата на сток рек наблюдаются существенные изменения в русловых процессах, осложняющих судоходство. К 2010–2015 гг. тенденции изменения русловых процессов будут нарастать. Вследствие продолжающегося потепления климата к 2010– 2015 гг. следует ожидать сокращение периода ледостава на сибирских реках и в бассейне р. Кама до 15–27 суток с одновременным уменьшением максимальной толщины льда до 20–40%; ожидаются также значительные изменения в сроках и процессах замерзания и вскрытия рек и водоемов. С одной стороны, эти изменения способствуют заметному продлению времени речного судоходства, а, с другой стороны, сокращают период и возможности доставки грузов в труднодоступные районы по зимним автомобильным трассам, проложенным по замерзшим руслам больших рек. Эти процессы имеют огромное значение для субъектов Российской Федерации Сибирского и Дальневосточного федеральных округов, особенно для Якутии, Магаданской области и Чукотского АО, где основной объем грузов доставляется по речным руслам – летом судами, а зимой автомобильным транспортом.